浅谈IP技术在电视播出系统中的应用

武海明

（山西广播电视台，山西 太原 030001）

0 引言

随着时代的发展，IT技术的日新月异，IP技术在广电行业的应用越来越多，其中，IP技术在电视播出系统中的应用也越来越紧密了。山西广播电视台地面频道播出系统（包括科教、黄河、影视等频道）由于设备老旧、故障频出等原因，单位领导计划近期对相应系统进行技术升级改造。

1 方案

单位相关技术人员和广电相关的科技公司经过技术交流和多方论证，发现电视播出系统大致有以下三种方案可供参考：

1.1 传统的电视播出系统

传统的电视播出系统主要是以SDI信号为主，主备传统服务器经过主备切换开关，嵌入台标和字幕等键信号，再经过响度控制器、2选1开关等输出信号给客户端。

1.2 IP电视播出系统

这种系统主要以IP信号为主，主备IP服务器经过网络交换机、万兆网关（由IP信号变成SDI信号）再经过2选1开关输出信号给客户端。

1.3 （传统+IP）电视播出系统

1.3.1 系统原理

图1 系统原理简图

如图1所示，此方案以传统播出系统为主系统，IP系统为备系统，其中，IP系统的IP服务器通过万兆网关使IP信号变成SDI信号为一路信号，传统系统输出的SDI信号为另一路信号，两路信号再通过2选1开关输出信号给客户端。

1.3.2 系统架构

虚拟化播出控制系统（包括节目上载、技审服务、迁移服务、MD5校验、节目编单、广告编单、播出控制、转码服务、整备服务和文件服务等）到总控SDN调度再分成两路：一路到基带SDI信号播出系统（包括SDI视频服务器、频道1链路、频道2链路等），另一路到IP化播出系统（包括IP视频服务器、频道1（IP）链路、频道2（IP）链路等），这两路输出信号分别到（2选1）开关，再到传输系统。

2 IP电视播出系统与传统系统的区别和联系

2.1 两者的服务器及输出信号不同

IP系统用的是专用的IP服务器，输出的是IP信号，而传统系统的视频服务器输出的是SDI信号。

2.2 核心设备不同

IP系统的核心设备是网络交换机、万兆网关（IP信号变成SDI信号，不是一般的网关）等，而传统的核心设备主要是主备切换开关等。

2.3 两者的联系

不管是传统系统还是IP系统，它们最后都是SDI信号通过2选1开关输出客户端，因为传输链路大多是以SDI信号为主。

3 IP化的优势和IP系统的优缺点

3.1 IP化的优势

（1）在技术发展方面：IP化是技术发展趋势，SDI设备将来可能研发中断和停止生产。

（2）在经济方面：全IP化系统的成本比传统低。

（3）在播出架构方面：大规模的信号调度使用交换机可以很容易实现，简洁的系统，同步网络分发，双向传输，多路传输，与格式无关。

（4）在系统建设方面：组网布线简单容易；布置硬件和安装软件调试简易；设备在机房占用的地方小，在原址升级十分方便；系统上线周期比较短。

（5）在IP标准方面，因为IP封装符合SMPTEST 2110系列标准，所以有以下优点：传输信号节省带宽；系统信号处理节省计算资源；演播室转播车将来的信号很大可能是2100，没必要转换其他标准；可以给辅助数据做许多应用，例如通过识别辅助区的数据可以在节目触发多语种字幕，二维码和广告等；4K采用的也是2100标准，使用了统一的标准；主流设备未来支持2100标准的比较多。

（6）在功能应用方面：优先级处理，负载均衡和带宽带控制；超融合技术；服务虚拟化技术；屏蔽非法的访问和请求等。

（7）在字幕混合叠加方面：没有字幕卡，只有IP流字幕机等，没必要分配就能主备叠加。

（8）在系统维护方面：系统成本和故障率比较低，大约是传统的15%左右。

（9）在系统扩展性方面：扩容比较简单，升级4K很容易。

3.2 IP系统的优缺点

（1）IP系统的优点：一是维护方便。核心设备主要通过网线连接，如果出现故障，技术人员容易查找故障原因并排除它。二是系统内上载和分发速度快。系统配套的上载工作站主要以文件的方式上载，所以上载速度比较快。例如：传统是用放像机上载，60分钟的节目只能是1比1上载，至少需要60分钟才能采集并放入数据库，而IP系统上载只需要6分钟左右即可完成任务。

（2）IP系统的缺点：由于IP系统是IP技术近几年应用在广电系统比较先进，系统的稳定性和安全性还有待考证。

3.3 IP播出系统常见故障的应急处理

（1）虚拟机运行故障的处理方法和处理时间：自动重启，处理时间总长小于一分钟；在播出控制软件中直接手动重启虚拟机，处理时间总长小于一分钟；自动漂移，总长大约小于五分钟。

（2）刀片服务器故障处理方法及时间：自动漂移，处理时间总长小于五分钟；手动对虚拟机操作漂移，处理时间总长小于五分钟；断电或热插拔，重启时间小于十分钟。

（3）刀片服务器重启维护，对虚拟机直接进行手动漂移和重启，总长小于十分钟。

4 方案的确定

传统和IP系统各有优缺点，尤其是IP系统毕竟是新技术的应用，技术人员需要培训和逐渐适应新东西等原因，单位领导曾经派出有关人员去其他省级电视台进行过调研和考察，发现兄弟台综合考虑了很多有关因素，并且本着安全第一的原则，大多采取了比较稳妥的（传统+IP）的电视播出系统，既吸取了两种系统的优点，又让系统维护的技术人员有一个适应和熟练的过程，另外也为将来系统的扩展性或升级为全IP系统做好了过渡的准备。综上所述，本人建议单位领导采用（传统+IP）的电视播出系统方案。

5 结束语

广电系统应用新技术比较超前，IP系统就是先进技术应用的典型，随着这些先进技术在很多兄弟电视台的应用越来越普及，越来越广，随着新媒体、5G技术和IT等先进技术的高速发展，现有电视播出系统难以满足单位的技术和业务需求，（传统+IP）系统既满足了现在的需求，也为将来全IP化的发展趋势奠定了基础。