IP化在电视转播车上的应用与发展

□ 李汉浓

IP化在电视转播车上的应用与发展

□ 李汉浓

随着融合媒体、4K等超高清技术的发展，电视转播车全IP化的讨论也越来越激烈。本文介绍了广西电视台转播车电视信号传输系统的现状和未来面临的挑战，提出了IP化是大势趋，同时也就各大厂商的IP化架构主流方案进行了分析与对比，并且阐述了关于广西电视台转播车未来发展的观点。

电视台转播车；SDI基带；网络IP化；4K

一、广西电视台转播车电视信号传输系统的现状

随着融合媒体、4K等超高清技术的出现和发展以及全媒体、超高清时代的来临，传统的广播电视行业发展面临着严峻的考验，这些与IP领域的许多技术息息相关。通过IP技术，用户可以随时随地获取各媒体信息，这体现了IP技术“无处不在”的优势。但是这其中还存在不少问题，比如新的视频格式UHD-1、4K等的传输和制作将会给现有的转播系统造成重大的负担。另外，数字电视节目的制作、传输与播出，传统的传输介质的带宽、传输速率受到很大限制。

目前全国各电视台播放的电视节目仍然以高标清为主，所以在转播车上以SDI基带视频接口和专用SDI数字视频矩阵为基础的技术架构已能很好地满足录制要求。然而，随着超高清（4K以上）时代的临近，如继续在转播车上使用传统的SDI信号，将会使将来的超高清电视节目录制受到巨大限制：传统的高标清转播车的信号传输主要依赖SDI电缆，因为矩阵交换，每一根电缆只能传输一路SDI信号，所以在转播车内部集成了几百甚至上千条SDI电缆，一旦发生故障，将很难更换。如遇到重要的直播或录制，为了节省维护时间只能在原有的基础上再添加电缆，导致了后期系统维护困难。SDI传输距离有限，如果传输距离超过100米，在传输高清信号过程中将容易导致误码产生、图像失真等问题出现。SDI相关的传输、储存设备造价高、选择少。

二、IP化势在必行

许多厂家投入大量资源研发并成功推出了支持全IP架构的台内基础设备和解决方案。与SDI相比，IP化的优势在于：信号覆盖范围大；布线简单；造价低。而且IP信号压缩解码方式非常成熟，上下游业务以及相关设备的IP化进程也在不断加快。这些都预示着全台IP化将成为电视媒体未来的发展趋势。

下面来比较转播车上的传统矩阵和IP交换机。举个例子：在相近性能下，一台80×120的矩阵需比一台IP交换机多占7个U的空间，而且IP交换机的功耗要远远小于矩阵，这种优势显而易见。

转播车在采用IP化之后，将给将来的4K节目制作带来极大的动力。目前通过SDI接口传输4K内容有三种方法可以实现：第一种方法就是使用4个电缆接口，每个电缆接口传输一路3G视频信号；第二种方法是将压缩好的12G信号通过一个3G接口传输；第三种方法则是把传统的3G接口更换为12G-SDI接口。

首先以江苏台4K转播车为例（图1）。在当前用SDI信号传输的情况下，传输一个4K信号需要4条HD-SDI线缆，而未来IP化之后一条10G以太网线缆就可以完成传输，线缆数量由此大大减少，且便于维护；其次，由于信号数量的急剧增加以及以太网固有的可扩展性，为不断增加的端口数和核心视频矩阵系统的更高分辨率要求提供了未来有保障的解决方案；最后，IP链路可同时支持多路SD-SDI、HD-SDI和3G-SDI信号混合，支持长距离传输，而且组网简单，扩充节目只需增加接入网关设备，保证标清向高清、超高清的平滑升级。

图1

三、电视转播车未来发展展望

在广西电视台转播车上，大部分使用的还是索尼的基带设备，如切换台、矩阵、摄像机等，这些核心设备在一定时间内仍为核心设备。笔者认为，未来IP化的普及有两种信号拓扑方案可以参考选择。第一种是双核心方案，它仍然保留基带矩阵为基带核心，同时增加IP交换机作为IP核心。它们的分工非常明确：IP核心解决IP信号交换，基带核心解决基带信号交换，中间需要SDI和IP的转换，需要多少路就加多少路，按需配置。这样的架构会比较清晰，各做各的事情，并且可以减少大量IP设备和SDI转换设备的购置，节约投资成本。

第二种信号拓扑方案就是一步到位，直接以交换机为核心。然而目前仍有大量的基带信号存在，还是需要很多SDI和IP的转换。但是随着IP信号越来越多，需要转换的情况越来越少，直到所有IP信号直接连接进交换机。这种方案只是初期投入的设备资金比较高，后续工作比较简单。

目前比较主流的案例就是华为创新的ICT技术，它与索尼在针对电视台IP化的解决方案中合作。在综合考虑各种因素后，将方案中对时延与带宽都有着严格要求的交换机，选择了华为的CE7850和CE6850系列交换机产品与索尼进行对标。索尼提供IP口的4K摄像机、SDI转IP的信号处理网关、IP口的制作切换台以及AV视频调度管理软件（LSM），华为则提供ICT基础设施（包括交换机、存储和服务器等），通过索尼的LSM系统调度管理系统进行统一管理。

IP技术在广电行业里面已经应用很久，什么样的架构才符合现在的行业需求？所有IT架构里面最典型的数据中心的架构是分层架构，有核心层、汇聚层、应用层。其中核心和汇聚层没有区别，真正跟业务相关的是应用层。对此，草谷公司认为首先不会改变IP化本身架构，不继承传统广播电视单体设备化的方向，这样就得到真正为广播电视服务的数据中心。基于上述概念，草谷公司建立正式的4K/HD IP系统和传统系统是不一样的，不再是从左到右线性化图。如图2所示。

图2

目前，国内不少电视台都在致力于尝试总控系统、演播室系统和转播车系统的IP化改造和建设。展望未来，随着电视台IP化的普及，4K时代的来临，各大厂商继续联手，将共同打造出更有竞争力的媒体电视台行业解决方案。

四、结语

在加速媒体融合发展的背景下，电视转播车的IP化不仅仅是用IP链路代替SDI链路，而是需要整车基础架构IP化。虽然目前电视转播车IP化的相关标准仍有待完善，但转播车系统IP化已是大势所趋，并且在技术层面上已无太大障碍。电视台制作与播出技术人员应该密切关注电视中心基础架构IP化的技术发展动向与进展，适时引入IP化解决方案，用于建设全媒体融合业务平台，以此淡化传统媒体与新兴媒体的界限，促进新老媒体的融合发展，使全媒体融合业务的所需条件得到满足。

1.徐俭,马春,徐有聪.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).

2.杨武军,屈军锁,郑震铎.三网合一技术的发展趋势[J].现代电信科技,2001(5).

（作者单位：广西电视台）