升級·融合·協(xié)同：融媒體建設下廣電制播系統(tǒng)IP 化轉型邏輯

文/吳義博

現(xiàn)階段，融媒體建設是我國廣播電視臺的重要任務，得益于IP 技術的獨特優(yōu)勢，融媒體建設進程持續(xù)加快。IP 技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三個方面：突破了傳統(tǒng)廣電制作模式的技術限制，是廣電制播系統(tǒng)的一次技術升級；可與融媒體內容制作播出流程深度融合；從工作原理角度來分析，IP 技術與IT 技術存在天然的協(xié)同優(yōu)勢，同時助力廣電制播系統(tǒng)擁抱新技術。本文從系統(tǒng)升級、生產融合、科技協(xié)同三個角度出發(fā)，探討了IP 技術給廣電制播系統(tǒng)帶來的便利，進而得出結論：IP 化是廣電制播業(yè)務發(fā)展的必然趨勢。

自融媒體建設獲得主流媒體的重視以來，各級廣電部門陸續(xù)著手融媒體中心建設和融媒體設備采購工作。然而，融媒體中心在對音視頻制作的底層架構進行優(yōu)化設計時，普遍面臨是否采用全IP 系統(tǒng)的問題。當前，IP設備高昂的價格與新穎的操作方式致使部分廣電從業(yè)人員仍對IP 技術抱有疑慮。基于此，本文從多個角度展開討論，通過對比研究IP 技術較傳統(tǒng)基帶信號的優(yōu)勢來解答為什么廣電制播系統(tǒng)需要進行IP 化轉型。

一、系統(tǒng)升級：從SDI 到IP 的廣電制播系統(tǒng)

傳統(tǒng)廣電的發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)，例如，制作系統(tǒng)超高清化導致傳統(tǒng)基于SDI 的基礎設施面臨淘汰風險，矩陣規(guī)模不斷擴大，現(xiàn)場節(jié)目制作系統(tǒng)與后端制作系統(tǒng)不統(tǒng)一，SDI 擴展成本高昂，舊設備無法支撐更多訊道，等等。這些痛點基本可以通過建設全IP 架構得到解決，IP 化已是大勢所趨。

（一）優(yōu)化傳輸架構

傳統(tǒng)基帶系統(tǒng)的視頻信號通過SDI 同軸線進行傳輸，SDI是具有恒定數(shù)據(jù)速率的專用鏈接、單工傳輸模式，而且只能傳輸視頻信號。然而，在廣電部門中，除了視音頻基帶信號外，還有同步信號、控制信號（包括設備狀態(tài)監(jiān)控）以及內部通話信號，并且每一種信號都需要采用單獨的線纜進行傳輸。在網絡方面，除了視音頻網絡外，廣電部門還設有管理網絡、非線性制作網絡。因此，廣電部門需要布設大量不同種類的線纜以滿足不同專業(yè)的使用需求，同時要對不同信號、網絡、線纜進行整合。顯然，這對依賴基帶系統(tǒng)的傳統(tǒng)制作系統(tǒng)來說，操作與維護將變得更加煩瑣。與傳統(tǒng)基帶系統(tǒng)不同的是，IP 信號依靠光纖傳輸。雖然光纖傳輸速度受光模塊限制，但是只需要兩根光纖就可以實現(xiàn)全雙工通信，并且同時支持視頻、音頻、通話、同步、時鐘、控制等信號多合一傳輸，極大地簡化了廣電制作系統(tǒng)的傳輸架構。

（二）優(yōu)化系統(tǒng)物理空間

IP 系統(tǒng)替代基帶系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢是輕便化。一方面，采用IP 系統(tǒng)有助于廣電部門精簡設備和線纜。同時，IP 信號借助光纖傳輸，可有效減少BNC插頭、同軸電纜的使用量。另一方面，IP 系統(tǒng)可以大幅縮減矩陣體量。同樣承載100 路4K 信號，IP 技術可將矩陣（交換機）的體量從SDI 系統(tǒng)的10U 矩陣縮減到1U 或2U 矩陣，減少切換臺連線數(shù)量。與傳統(tǒng)SDI 相比，采用IP 技術至少可節(jié)省1/8 的物理空間。IP 技術的輕便化優(yōu)勢在4K 轉播車系統(tǒng)中作用顯著：全IP 系統(tǒng)不僅能大幅降低系統(tǒng)的集成成本和設備重量，還能通過減輕車體自重、減少油耗來降低轉播車的運行成本。

（三）支持超高清化

與高清時代相比，4K/8K 超高清的參數(shù)均顯著提升。如果廣電部門在超高清建設中繼續(xù)沿用基帶系統(tǒng)，那么4K 超高清信號就可以采用4×3G SDI 或12G SDI 連接器；8K 超高清信號就可以采用4×12G SDI 連接器。與此同時，播出服務器、切換臺、矩陣、視音頻周邊等設備均要支持4K/8K 基帶信號傳輸。由于4K基帶的實測傳輸速度已經突破10Gbps，8K 的更是高達幾十G，繼續(xù)沿用SDI 方案必然會造成設備成本性能告急，系統(tǒng)的物理連接線路更加復雜。隨著IP 技術的不斷發(fā)展，100GbE 高帶寬、SDN（軟件定義網絡）技術等都可以為實時傳輸視音頻提供保障，而SMPTE ST 2110 標準的發(fā)布意味著基于IP 技術實現(xiàn)視頻信號、音頻信號、輔助數(shù)據(jù)的分離制作以及信號無壓縮傳輸已經成為現(xiàn)實。更重要的是，IP 技術的不斷發(fā)展使得超高清制播的推廣應用向前推進了一大步。[1]

二、生產融合：IP 賦能融媒體內容快捷制作

“融媒體”已經成為廣電產業(yè)轉型的必然方向。目前，我國已經確定以省級硬件軟件平臺為框架，省市縣三級融媒體平臺的廣電系統(tǒng)發(fā)展方向。融媒體的本質是脫離廣電專網，對移動互聯(lián)網和傳統(tǒng)互聯(lián)網進行內容覆蓋。因此，廣電系統(tǒng)必須具備IP 化的輸出和調度性狀，IP 技術也將成為融媒體建設的基石。

（一）多平臺內容制作

廣電內容的多平臺分發(fā)是融媒體建設的重要體現(xiàn)，IP 技術基于開放平臺的特點促使廣電內容更加適配社交媒體及大小屏等平臺同步播送的需要。IP 系統(tǒng)的應用優(yōu)勢在網絡平臺和移動端越發(fā)突出，其可以將視頻信號的采集、編輯、編解碼等模塊化業(yè)務串聯(lián)在一起[2]，進而打造集視頻采集、編碼、管理、錄制、解碼、監(jiān)看及制作于一體的全IP 化生態(tài)鏈，以匹配音視頻傳輸領域的各種業(yè)務模式。

（二）遠程制作

現(xiàn)階段，遠程辦公、遠程教育、遠程制作等新型互動模式層出不窮，不僅打破了時間和空間的限制，還能有效節(jié)約設備、人員、差旅等方面的成本。廣電制作的IP 化同樣對遠程制作產生了深遠影響，IP 技術也為打造更加靈活的云制作模式提供了技術支持。另外，圍繞虛擬化工作流程構建的分布式模型逐漸得到推廣，這也意味著制作人員可以在任何地點借助小巧緊湊的設備與同事在線上協(xié)同作業(yè)。由此可見，基于IP 技術的遠程制作可以大幅減少派往轉播現(xiàn)場的工作人員數(shù)量，從而提高制作效率、降低轉播成本。

（三）慢直播

隨著互聯(lián)網和移動平臺的不斷升級，以慢直播為主導的直播生態(tài)快速發(fā)展，并廣泛應用于旅游景區(qū)直播、安防監(jiān)控、交通路況監(jiān)測等領域。對于部署在野外、戶外的視頻源，使用者需要利用4K 超高清H.265 編碼器將其編碼成IP 流（如RTMP 等），再通過網絡傳輸至中控系統(tǒng)。在編碼器后臺，使用者可以將橫屏轉換為豎屏，以適應手機端用戶的觀看習慣，同時通過視頻網關分發(fā)至多網絡平臺進行直播。當前，這套全IP 化的視聽方案已經被慢直播用戶普遍采用。

三、科技協(xié)同：IP 與新技術強強聯(lián)合

融合云計算、5G、AI 等前沿信息技術的融媒體技術不僅推動了傳統(tǒng)媒體生產流程的全面升級，加速了媒體生產的數(shù)字化、集約化和智能化步伐，還發(fā)展成傳統(tǒng)廣電向智慧廣電轉型的“利器”。同樣地，廣電制播系統(tǒng)的IP 化轉型也可以為云計算、5G、AI 等技術的應用實踐提供得天獨厚的環(huán)境條件。[3]

（一）云計算技術

云計算技術為新媒體制作帶來了諸多便利，如幾乎無限的資源可擴展性、不限地域的工作流分布以及先進的數(shù)據(jù)處理功能等。由于廣電行業(yè)對信號延遲要求嚴格，云制作必須以IP 信號傳輸為基礎。另外，在傳統(tǒng)廣電向融媒體轉變的過程中，多樣化的終端屏幕、多樣化的發(fā)行與傳播渠道已是大勢所趨。為切實增強廣電業(yè)務的擴展能力，廣電部門必須采用統(tǒng)一的云計算平臺，將數(shù)據(jù)存儲、處理、分析和分發(fā)等環(huán)節(jié)緊密銜接，實現(xiàn)信息采集、內容編輯、內容制作、節(jié)目傳播及發(fā)行等流程的協(xié)同升級。[4]

（二）5G 技術

5G 技術擴展了音視頻領域的發(fā)展空間，對廣電行業(yè)的促進作用不言而喻。當前，大部分電視臺均采用5G 背包或5G CPE進行戶外遠程信號采集和節(jié)目播出，且5G 背包目前主要采用RTMP（實時消息傳輸協(xié)議）、SRT（開源視頻傳輸協(xié)議）等IP流協(xié)議來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號傳輸。在傳統(tǒng)廣電制播系統(tǒng)中，5G 背包與臺內基帶系統(tǒng)連接時，IP 信號與SDI 信號將相互轉換。其間，IP 制作系統(tǒng)將借助協(xié)議轉換設備將所有外部傳輸流統(tǒng)一轉換為TS over IP 的UDP 組播流，并將原始碼率發(fā)送給融媒體制播平臺，以省去部分不必要的編解碼環(huán)節(jié)，在簡化工作流程的同時，降低系統(tǒng)運行成本。[5]

（三）AI 技術

AI 技術在廣電系統(tǒng)尤其是運營、監(jiān)管、容錯等領域的應用必須與IP 技術相結合，這是因為在傳統(tǒng)AV 視頻編碼標準下，視頻內容無論是在調度靈活性還是在“媒體分析”計算等方面均存在一定不足，廣電產業(yè)的智能化轉型離不開IP 技術的支持。

在傳統(tǒng)廣電完善融媒體體系建設的進程中，作為重要的技術手段，IP 技術不僅發(fā)展成傳統(tǒng)廣電的先進生產工具，其獨特優(yōu)勢也可以較好地契合融媒體制作的需求。此外，IP 技術依托網絡技術的興起而不斷完善，進而充分發(fā)揮新技術的優(yōu)勢為節(jié)目制作賦能。總而言之，在傳統(tǒng)廣電媒體向智慧型廣電媒體轉型升級的過程中，廣電制作播出技術要盡快實現(xiàn)全IP 化。