内蒙古广播电视台全媒体编码传输平台构建

孙剑峰内蒙古广播电视台　内蒙古　呼和浩特市　010050

内蒙古广播电视台全媒体编码传输平台构建

孙剑峰
内蒙古广播电视台内蒙古呼和浩特市010050

传统媒体已经发展到全媒体时代，广播电视要为全媒体的不同平台提供高质量的节目信号，这对广播电视节目信号的传输提出了更高的要求。文章以内蒙古广播电视台具体实践为例，介绍了全媒体背景下的广播电视信号编码传输平台构建。

全媒体编码传输统计复用

科技的飞速发展使得传播手段层出不穷，传统媒体与新兴媒体之间日益融合互通，全媒体内涵在传播领域的实践中不断丰富。全媒体的“全”不仅包括报纸、杂志、广播、电视、音像、电影、出版、网络、电信、卫星通讯在内的各类传播媒介，涵盖视、听、形象、触觉等人们接受资讯的全部感官，同时针对受众的不同需求，选择最适合的媒体形式，深度融合并提供超细化的服务，实现对受众的全面覆盖及最佳传播。

1　多码流、多格式编码传输平台设计

传统广播电视的播出手段较为单一，主要通过有线网络、直播卫星和地面广播，对节目信号需求比较简单，采用基带传输或直接编码传输都能够满足要求。全媒体时代传统广播电视对节目信号的需求发生了重大改变，需要面向多平台多屏进行内容分发，这就要求广播电视能够提供不同分辨率不同码流多格式的播出信号。建立一个安全可靠的高质量多码流、多格式编码传输平台就显得十分必要。

1.1需求分析

编码传输平台不仅承担着广播电视播出节目信号向传统有线网络、总局直播卫星、卫星上行系统的传输任务；还要为IPTV、手机电视、OTT、互联网播出平台等新兴媒体传输高质量节目编码信号。需求如表1所示：

此外，在编码传输平台还要遵循以下原则：

（1）安全性：整个信号传输链路和设备全备份无单点故障。

（2）信号质量：所有信号源编码和传输遵循高品质原则，满足广播电视高质量播出要求。

表1　编码传输平台需求

（3）系统简洁性：系统操作界面简洁，操作过程简捷高效，运维保障简单方便。

（4）可扩展性：系统要具有很好的扩展灵活性，具备经济性、易操作性、安全性、兼容性等特点。

（5）先进性和创新性：在技术上有一定的先进性，方案的思路上有新颖性和创新性，确保整个方案经济合理并具有一定的前瞻性。

1.2编码传输平台设计

编码传输分为固定编码一般复用和动态编码统计复用两种形式。固定编码一般复用是指无论节目数据量多少，都按照固定的码率传输。其缺点是对带宽浪费很大。为了更加合理地利用带宽，动态编码统计复用技术被应用在编码传输领域。所谓统计复用是指被复用的各个节目传送的码率不是固定的，各个节目之间实行按图像复杂程度分配码率的传输原则。系统对输入的码流进行分析后，得出哪些图像成分此刻为低速，哪些图像成分此刻为高速，然后再据此与编码器联合工作，使低速成分占用更低的比特率，而高速成分占用高比特率，其总输出码率固定不变。统计复用技术可以提高压缩效率，改进图像质量，保证活动画面或色彩鲜艳的画面获得更高的码率，微动及静止的画面分配少量码率，能够在有限的带宽中传输多套节目，节约传输成本。

目前，国内大部分省级电视台编码传输都采用每种码流独立编码，独立复用打包传输的方式。每一种码流都是由编码器直接编码产生，经过统计复用后传输，这种方式初期系统构建比较简单，但是随着码流需求的增加，缺点就暴露出来了。首先，每种码流都需要增加主备基带信号输入，每次都需要播出系统进行扩容；其次，每增加一个码流需求，都要增加一组编码器和复用器，很难保证每次增加设备的一致性，更加难以进行统一网络管理；再次，系统不利于扩展，每次扩展都相当于建立一个新的系统，投资很大。这种方式已经不能适应全媒体发展的需求，编码传输平台化标准化的建设迫在眉睫。

标准化的编码传输平台对所有信号源统一编码，在统计复用时再编码打包传输。系统简洁灵活，能够用统一的网管系统进行不同需求的码流转换打包，对节目源输出需求少，扩展性好，节约投资。在平台系统设计时，采用主备镜像的系统结构，由统一网管系统对节目源和编码器状态进行检测，出现问题时自动倒换，这在安全性上满足了播出要求。为了保证再编码的节目质量，选用的复用再编码器需支持纯硬件转码功能，将再编码对节目信号的损失降到了最低。这保证了编码传输平台能够提供高质量安全可靠的码流信号。编码平台的建设目标是全媒体视听用户，因此系统设计中也要充分考虑未来向OTT系统、手机电视、其他互联网播出平台扩展的要求。首先，系统中所使用的复用再编码器全面支持全媒体业务的转码要求。所有节目信号码流进入复用再编码器后即可通过其转码功能，输出符合各个业务要求的各种码率的视音频码流信号。系统数据交换机汇聚了高质量的编码视音频信号，可通过在核心交换机周边增加全媒体业务的转码服务器、封装服务器等设备，使其直接与各个业务的CDN网相连，实现全媒体业务的扩展。

1.3系统架构

系统构成主要包含信号源编码部分、复用再编码处理部分、适配传输处理部分、统一网管部分和编码信号监测部分。

全媒体编码传输平台系统架构，如图1所示：

图1　全媒体编码传输平台系统架构图

2　内蒙古广播电视台具体实践

内蒙古广播电视台所有播出的节目信号采用基带传输方式，由下游各个播出单位进行编码播出，各个单位使用的编码设备良莠不齐，安全备份方式各不相同，很难保证节目播出信号的质量和安全性。为了解决以上问题，内蒙古广播电视台在搬迁的新址建立了全媒体编码传输平台。平台采用动态编码统计复用技术，根据下游各个播出渠道需求，对播出节目信号进行统一编码打包。下游单位对码流只做监看不做修改，直接透传至用户终端。通过这一平台，内蒙古广播电视台播出节目信号收看效果有了质的飞跃，同时安全性可靠性得到提高。

2.1信号源编码部分

采用美国哈雷DiviCom Electra 9200四路高标清编码器6台，DiviCom Ion音频编码器2台，主备镜像结构。使用以上编码器对内蒙古广播电视台汉语卫视、蒙古语卫视、蒙古语文化频道、新闻综合频道、经济生活频道、文体娱乐频道、影视剧频道、少儿频道、三佳购物9套标清电视节目和汉语卫视高清频道、蒙古语卫视高清频道、送中央台新闻回传高清信号3套高清电视节目，共12路高标清节目信号，以及9套广播节目播出频率进行原始编码，将原始码流以IP形式送给核心交换机。

2.2复用再编码部分

采用美国哈雷ProStream9000作为复用再编码核心设备，对原始码流进行复用再编码，分别打包送给适配传输系统，具体码流如下：

送有线网络：9套标清电视节目采用5Mbps （MPEG-2），动态编码统计复用方式；2套高清电视节目采用12Mbps（H.264），恒定编码复用方式；9套广播节目采用256kbps（MPEG-2），动态编码统计复用方式。所有信号编码复用为主备6个复用包。

送国家直播卫星：8套标清电视节目采用3Mbps（MPEG-2），动态编码统计复用方式；9套广播节目采用0.128Mbps（MPEG-2），动态编码统计复用方式。所有信号编码复用为主备2个复用包。

送信号中心、卫星上行站：2套标清电视节目采用4Mbps（MPEG-2），动态编码统计复用方式；9套广播节目采用256Kbps（MPEG-2），动态编码统计复用方式；所有信号编码复用为主备2个复用包。

送IPTV播控平台：8套标清电视节目采用2.5Mbps（H.264），固定码率编码。2套高清电视节目采用8Mbps（H.264），固定码率编码。

2.3适配传输处理部分

采用10台数码视讯10K416作为传输适配器，将复用器产生的ASI码流适配为DS3，主备共10 个DS3流，送至SDH设备，通过光纤传输。采用2台华为OSN1500作为SDH光传输设备，与网络公司的华为OSN3500共同组成SDH环网，向有线网络、信号中心、国家直播卫星、卫星上行站传输节目信号。IPTV播控平台则直接从核心交换机提取播出码流。

2.4核心网管部分

核心网管系统能够对平台核心设备进行统一管理和监控。具体功能如下：

网管与被控制的设备采用以太网接口，通过SNMP或XML协议完成对编码器、复用器等设备的参数配置、状态监视、报警纪录；具备网络节点、插板和端口的增加、删除、改变及拓扑结构的显示。网管系统具有配置用户识别符、口令、访问控制级别和范围的功能，对用户权限进行鉴定，防止非法访问，记录全部登录过程和操作过程，提供安全日志，提供超时管理，安全注销等安全管理功能。网管系统与核心复用器配合可实现N+1、1+1、N+M的传输链路的备份和自动冗余切换，可直接控制设备进行切换，由主用设备切换到备份设备且备份设备能正常使用的总时间不超过10秒。能在设备失效、指标劣化到一定程度时发出告警；能对故障进行定位，以图形方式显示网络的故障位置；并保存一定阶段的告警历史记录，以便对告警报告进行检索并详细分析，同时可人工或自动地删除告警报告。支持包括报警统计功能在内的多项统计报告功能；支持分布式监测与控制。

2.5编码信号监测部分

采用博汇TrinityAres-Display码流节目监测系统对编码器、复用再编码器、网络传输链路等各个环节的传输流质量进行全面监测。能够对编码传输平台所有码流进行监看监测，同时还可以对中国网络电视台传送来的近100套电视节目码流进行监看监测。具体功能如下：

采用嵌入式架构，支持对直播节目与点播节目的监测；支持硬件时间戳，实现纳秒级精度测量；支持千兆满载输入，具备200路标清与50路高清h.264IP码流的并行监测；支持UDP和RTP协议；监测指标包括节目可用度评估、TR101290分析、MDI分析、MLS分析、带宽统计、表格分析、地址/端口分析等。

实时显示码流监测仪对各监测点的监测数据；提供IP码流的详细信息，包含MDI-DF曲线图、流带宽曲线图、PID详细信息、节目详细信息和报警日志等信息。接收多画面显示监测报警系统输出的视频IP流，进行实时解码及上屏显示；每台终端输出1路HDMI信号，对应1块大屏进行显示；采用高性能解码方案，支持H.264、MPEG-2等格式的高标清视频IP流解码、提供HDMI输出用于上屏显示。

3　总结和展望

内蒙古广播电视台编码传输平台已经投入使用，为国家直播卫星平台、自治区有线网络、IPTV播控平台提供了高质量的播出码流信号，呈现在电视观众面前的画面也更加靓丽多彩。未来，内蒙古广播电视台将向全媒体领域继续拓展业务，编码传输平台也将发挥优秀的可扩展性，为OTT、手机电视、多屏互动等播出系统提供强有力的技术支撑。

全媒体时代已经来临，广播电视要适应时代的发展，与时俱进，不断进行技术创新，完善技术系统架构，构建高水平高质量可持续发展的编码传输平台，为全媒体视听用户提供更好的收视体验。

［1］苟东涛.浅谈媒体融合.人民网，2014.9

［2］付裕.全媒体时代之我见.记者摇篮，2015.1

［3］史鹏程.全媒体融合生产业务和技术应用探讨.电视技术，2014（02）

审稿人：杜中内蒙古广播电视台正高级工程师

责任编辑：王学敏

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孙剑峰内蒙古广播电视台高级工程师