媒体融合时代电视中心IP化基础架构技术探索

黄振华

摘要 在传统媒体和新兴媒体实现融合发展的过程中，涉及到三种基础性的支撑技术，即云计算技术、IP化基础架构技术以及大数据处理技术。文章对于媒体融合时代背景下的电视中心IP化基础架构技术进行了全面地分析，并进行了详细地总结。

关键词 媒体融合时代；电视中心；IP化基础架构；技术；探索

中图分类号G2

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）155-0046-02

1 电视中心基础架构的全lP化发展背景

1.1 SDI方式的发展方向

若在媒体融合时代背景下，电视中心的基础架构技术始终按照传统架构方向发展，那么其所具备的优势可以表现为技术的不断成熟，可靠性有所提高并被广泛应用，在此基础上，信号实际传输延迟率低，在直播中的应用效果最佳^[1]。同时，信号与线缆的对象相对比较简单，并且.逻辑关系十分清晰，方便进行维护，对于出现的故障很容易进行定位与排查。但是，同样具有一定的劣势：在电视中心SDI基础架构信源量快速增加的基础上，使得SDI/HD-SDI/3G-SDI信号调度矩阵自身的规模不断扩大，并且布线与信号处理链路变得更加复杂，所以，就必须要整合不同信号、线缆以及网络。这样一来，系统集成的实施成本就会提高，而且结构并不支持灵活拓展，很难利用软件来实现系统流程的再造。

1.2 电视中心基础架构的lP化发展方向

电视中心基础架构技术的另外发展方向就是对通用的共享/双向IP化架构充分利用，然而，只能针对AV数据信息的传输来使用专用协议。与此同时，根据所使用的协议，可以将IP化划分成两部分，即以太网音视频桥接技术与时问码概念，可以用AVB和SMPTE来表示^[2]。而在SMPTE中，又可以划分成专用IP交换机与通用IP交换机两种。

电视中心IP化的基础设施可以将电视、广播以及报纸等媒体同移动互联网及互联网间的通信边界有效消解，并且积极地推动传统媒体和新兴媒体的融合发展，进而不断满足媒体融合时代的业务需求。其中，IP网络架构十分简洁，而且布线相对简单，仅仅需要一根网线就能够将数据、控制以及同步等问题进行有效地解决，并根据不同业务的特点来更灵活配置网络。同时，系统流程与业务流程也能够利用软件进行动态的定制，其实际的生产能力更容易实现平滑拓展与升级。

2 视音频信号lP化分析

2.1 视音频信号lP化应用前提

IP网络本身所具备的特点就是端到端时延不可控与尽力转发等，但是，电视中心的音视频数据量十分巨大，所以，音视频的应用对于延时与同步具有极强的敏感性，对抖动的要求也比较高。而且，音视频的码率并不能自动进行调整，所以，要想实现电视中心的IP化，其中最重要的前提就是网络的可用宽带超出其所能够承载数据的码率。要想在电视中心台内实现基带无压缩IP视频数据路由交换，其最低的要求就是10GE以太网^[3]。

在电视中心的IP化接口转换处应使用IP通用协议，并且保证信号的交叉点切换转变成基于包的路由交换。与此同时，为了对SDI over IP传输以及交换与分发网络实时数据的共享宽带传输的过程中，实际面临的延时与丢包问题进行解决，并保证传输的可靠性，可以通过以下几种方法来实现：第一视音频的信号数据应根据IP具体规范内容进行分组并打包传输；第二，应积极引进RTP/RTCP/RTSP的实时传输协议；第三，将区分服务与RTVP引入其中；第四，充分利用延时包转发等相关技术；第五，利用FEC技术。

2.2 压缩编码视音频流lP化

所谓的TS over IP，就是压缩编码音视频流与业务控制流等IP化。在目前阶段，使用最广泛的视音频处理设备都已经配置了标准性的以太网接口，并且同样支持TS over IP码流的实际输出。

2.3 SDI基带信号lP化

SDI over IP就是无压缩视音频SDI基带信号IP化，而实时处理与传输以及交换的最核心设备，在现阶段主要包括IP GateWay板卡等，能够使得实时IP视频的无缝切换、分包以及路由精准到帧。但是，当前的SDI over IP实际应用始终存在链路宽带不充足且系统交换能力不高等多种类型的问题。

2.4 lP化矩阵

第一，SDN。文中所讲的SDN，就是软件定义网络，在IP化基础架构中占据核心位置，而SDN则是硬件软化的软件，属于控制和管理类型的软件。在其管理与控制下，通用IP交换机与专业IP交换机都能够有效地实现传统的SDI矩阵功能。把网络设备的控制层和数据层进行分离，SDN就可以对网络流量进行控制，并实现宽带管理，同时也支持冗余备份的功能。在此基础上， SDN也可以通过使用传统的操作方式或者是IT化的操作方式进行信号的管理与分配，并有效地提供接口/界面的设置与管理以及操作，实现混合性的操作，进而完成AV与网络设备、矩阵的配置与交叉点的切换。除此之外，还可以提供外部控制所需要的SDK，能够实现同远程维护系统的通讯，并积极支持远程固件的升级。

第二，SDVN。ili Evertz公司所研发的SDN，在IPX的基础上能够有效地实现对SDI信号路由的管理，并对宽带进行管理。同时，操作人员也可以根据传统的方式来进行管理系统的相关操作。

第三，IP交换机+SDN。在IP网络基础上所形成的SDI矩阵被称为SDI over IP路由矩阵。这种IP化的矩阵，本质就是IP交换机+SDN，并且是在SDN的控制和管理背景下，通过IP交换机来完成矩阵的一种功能。其中，路由控制功能类似于传统矩阵，对无阻塞智能级联予以一定的支持，可以通过独立局域网来进行控制。IP化的矩阵所具备的输入与输出板能够对无压缩的YUV基带SDI信号进行实时的打包操作，并且使其转变为IP数据包，这样一来，就可以在10GE以太网中进行相应的传输^[4]。而IP矩阵则能够保证所有的信号通过所有的交叉点来实现输入输出路由，进而更好地切换精度。而图一所表示的与60×60HD-SDI矩阵相似，其中基带HD-SDI的数据流是1.5Gbps，并且每万兆的端口都能够承受住六路未经压缩的HD-SDI信号路由并实现切换。

3 结论

综上所述，目前阶段，传统媒体同新兴媒体的融合速度不断加快，而在此背景下，积极实现电视中心基础架构的IP化已经成为当下最重要的工作内容。而在电视中心基础架构IP化的实际应用中却始终存在一定的需求，在基础层面的阻碍并不多，仅仅需要对电视中心基础架构IP化的相关技术标准进行完善即可。与此同时，各级的电视台制播技术工作人员则应该对电视中心基础架构的IP化技术发展趋势及进展进行实时的跟踪，并且根据媒体融合时代下的业务平台来建设，科学合理地引进IP化的解决方案，进而使得传统媒体与新兴媒体之间能够更快地实现融合发展，进而不断满足媒体融合时代背景下的各种业务需求。文章对电视中心基础架构技术全IP化的发展背景进行了分析，并重点阐述了视音频信号的IP化，最主要的目的就是不断加快传统媒体同新兴媒体融合发展的速度，最终使我国的电视广播行业在媒体融合时代背景下更好地发展与进步。

参考文献

[1]徐俭，马春，徐有聪，等，媒体融合时代电视中心IP化基础架构技术初探[J].广播电视信息，2015（3）：64-67，74.

[2]韦安明，电视中心基础架构IP化探讨[J].广播与电视技术，2015，42（4）：18-21.

[3]王献冠，倪宏，朱明，等，有线电视网络IP数据封装方法的分析与改进[J].小型微型计算机系统，2013，34（4）：721-726.

[4]朱迪，曾敬鸿，杨立海，等.论IP收录中心在广电网络公司的设计及建设[C]. //2011国际传输与覆盖研讨会论文集，2011：398-405.