IP总体规划建设及对未来媒体技术走向的思考——IP传输与制作

曹新宝 北京安达斯信息技术有限公司

我和大家分享的是 IP 总体规划建设及对未来媒体技术走向的思考，重点是IP传输与制作。

超高清 UHD 4K IP 是当前的一个热点话题。在广电行业，我们这两年听到最多的词汇是4K IP。我们来看一下4K IP真正到来之时，会给广电行业的传输、制作带来什么重大的影响。在国外，尤其是在北美，广电媒体的传输、制作已大量使用IP系统，例如ESPN的体育节目制作已实现了IP化的远程制作。

1.IP如何改变我们的生产流程？

这两年，国外的 IP 发展相对来说要更加全面一些。在国内，IP的整体规划也已提上日程。

传统音视频制作的流程，包括转播、制作、传输、汇聚、总控调度、播出、分发，都是基于基带的实时音视频制播系统的流程，存在重资产、人员维护费用高、网络割裂、共享性差等问题。IP化和云化后，会带来整个节目生产制播流程和控制流程的改变，媒体制播将趋同于一个大的数据中心。

由图 1 可见，实现全 IP 调度与传输后，未来很多的硬件会慢慢地趋向于基于软件和软件化。例如，以往的上下变换、加嵌、解嵌都是基于硬件方式实现的，逐渐这些功能都可以通过软件方式得以实现。

数据中心的几个核心部分，包括了调度控制、网络共享以及计算、存储、网络的虚拟化，数据中心需要考虑做好一个整体的信号传输规划。

2. 构建智慧型实时音视频制作、传输集平台需要思考的问题

安达斯信息技术有限公司正在对构建智慧型实时音视频制作和传输平台做综合考虑。广电以及很多行业都提出了构建数据中心的理念。从信号处理角度来看，包括了几大要素。一是调度，调度涉及到多个方面，涉及资源网络的控制，资源网络控制会涉及到网络，包括路由，包括对数据中心各种设备以及流程的整体驱动。二是计算，涉及我们经常用到的很多软件，三是存储，随着行业存储虚拟化的发展，存储可以放到云上，与数据中心里的存储形成不同的业务应用和数据备份。

图 2 展示了一个全网络的架构，介绍了如何构建全IP流程的信号与传输。图2的中间部位是要建一个核心的调度中心，可以全IP路由调度现有的非压缩的和压缩的各种信号、远距离的传输信号，在台内各个部门之间，演播室或者是云端，以及播出向有线电视网络、卫星上行的传输分发，将全台的调度传输系统形成一个大的综合平台，只要遵循相关标准和相同的协议，就可以实现不同设备间信号的互联互通。

图 1 全 IP 调度与传输

图2 构建基于数据中心的智慧型实时音视频集成平台

智慧型实时音视频集成平台的工作流程如图 3所示。

节目的音视频制作生产所涉及的信号传输，在大型活动转播时会采用卫星传输，小型的新闻采访可以用4G 背包设备、转播车配置的4G 基站，通过电信运营商的公网进行信号传输，大型的体育赛事或异地节目制作，可以租用电信运营商的光缆和网络进行信号传输等等。各种渠道信号的汇聚及多渠道信号的分发，都在路由调度中心完成。图4展示的是一个路由调度中心的技术架构。

图3 智慧型实时音视频集成平台的工作流程

图4 路由调度中心技术架构

整体设计完以后，从电视台节目生产制作的角度对整个流程的管控，节目的传输或分发会调用相应的资源。调度中心会涉及到如何去调配这些资源。例如，如何调用前端的编码器或4G背包设备来传输一档节目。信号通过网络传送到调度中心后，如何调度给云平台做网络直播，或是调度给新闻演播室做新闻报道。通过全程流程管控软件，可以打通这些信号之间的流程。

前端信号通过网络传到调度中心后，根据节目生产需要调度到指定的位置，在此过程中会需要调用相关的资源。未来很多资源会是以软件，甚至虚拟化的云的方式呈现，目前很多领域已运用了微服务技术。把软件的功能，切割成一个个微服务。微服务化后，在一个标准和协议框架下，就可以很容易做到相互调用。完成一个流程需要调用很多微服务，我们可以根据需要调用不同的微服务，调用资源池里面相关资源，实现对流程的整体管控。这样可以大大提高制作的效率，国外的有些台已经有成功的案例。

图5 多种音视频信号混合传输

图6 IP化远程制作与分发

传输域的 IP 技术已经应用多年了，例如应用于互联网推流的RTMP、HLS协议。基于基带的IP化是IP技术新的发展。我们在做整体规划时，例如构建一个大的总控系统，或者一个大的传输系统时，要考虑IP架构下的综合传输平台能够融合各种信号，信息能够互联互通，做到混合传输和传输的综合管理。

图 6 是 IP 化远程制作与分发的应用实例。

3.全IP化远程传输网络构建实例

图 7 是联通视频智能网传输平台，具有以下特点：

（1）非压缩的基带信号： 3G/HD/SD/SDI，支持4K视频传输；

（2）浅压缩音视频信号： JPEG2000 编码与解码；

（3）压缩信号：ASI，UDP TS 流；

（4）支持H.264/H.265高、标清码流传输；

（5）IP数据：大视频文件发送、数据共享、数据传输等功能 。

联通视频智能网传输平台目前的覆盖站点境内有9个，境外有中国香港、东京、伦敦、洛杉矶4个，共计13个覆盖站点。在2018年，联通计划还会增加一些传输节点，例如在江苏、浙江、湖南这些广电比较发达的地方增加传输节点。

图7 联通视频智能网传输平台

图8 依托联通平台构建远程制作传输

安达斯已在联通视频智能网传输平台上做过混合传输的成功尝试，在联通视频智能网传输平台使用的设备与在广电总控中使用的是相同的Evertz设备。利用联通视频智能网传输平台提供的各种传输链路，可以打通广电行业各种信号至各种路径的上下行传输，可以提供远程制作、推流、与第三方内容互传、数据共享等多种应用场景的网络选择。图8是依托联通平台构建远程制作传输的实例。

在电视台总控或媒体公司总部部署节点，通过光纤或是联通OTN网络与联通视频智能网传输平台就近接入节点进行连接，可以实现业务的对接传输；可与台内信号进行互通互联，大大方便了节目的制作与传输。

图 10 是智慧型全 IP 远程制作的应用实例。

应用软件化已是技术发展的趋势。实现全 IP 调度与传输后，未来很多的硬件会慢慢地趋向于软件和软件化。

图9 平台节点定点安装拓展

图10 智慧型全IP远程制作

图 11 应用趋于软件化

4. 微服务组建与部署

微服务是各行业已在应用的新技术。通过建立各个微服务工具、模块资源池，组合形成一个个独立关联的微服务，可以灵活根据实际应用的需要，利用多个微服务，形成一个完整的工作流程，并部署执行，调用资源池里面相关资源，实现对流程的整体管控。

图 12 微服务组建与部署

图13 实时IP音视频全流程控制

图 13 所示的实时 IP 音视频全流程控制是我们的一个框架设计。在私有云/专属云/公有云平台上部署微服务工具和软件，对广电台内的资源池内的设备、资源进行管理、调用以及流程的控制，最上层实现对各种系统、设备的监看，包括运营数据的分析等等。

5. 协同工作流程

图 14 是一个协同工作流程的举例。根据不同部门的任务预约，经预约管理进行业务流程定制后，提交任务管理与执行，调用系统资源池中所需的资源执行不同流程的工作任务。协同工作的模式可以提高系统资源的利用率及工作的效率。协同工作模式涉及到对很多不同系统的控制信令，包括各种流程与各种不同设备、子系统、子模块之间的各种通信、各种报警、各种的数据连接。

利用大数据分析工具，可以对用户行为、利用趋势、数据系统维护以及我们的运营提供有益的帮助。例如我们将核心交换机、软件的各种数据，运营的各种数据，引入到Evertz的inSITE大数据分析模块，来对各种数据进行分析和管理。在第三方接口协议的支持下，可以对第三方系统的数据报警信息、用户行为、利用趋势等进行大数据分析。图15是Evertz inSITE大数据分析的应用案例。

图14 协同工作流程

图15 Evertz inSITE大数据分析的应用案例