本來著重論述了傳統電視媒體技術發展趨勢,傳統視頻技術向IP技術轉換的趨勢,并針對應用實際指出了傳統視頻和IP技術的優缺點及IP技術在電視行業的應用前景,電視技術人員的對策等。
隨著近年來媒體融合、高清及4K、8K超高清技術的發展,電視臺數字化、網絡化不斷升級,尤其是各廣播電視臺融媒體中心的建立,傳統廣電基于SDI的技術架構在配置靈活性和互聯網應用等方面存在著明顯短板,在業務支撐上面臨著日益嚴峻的挑戰。因此,部署靈活簡單、更加面向互聯網的IP技術架構方案在近年來得到了廣泛關注和推廣應用。
一.IP技術簡介
1.廣電的IP化進程
IP技術并不是最近幾年出現的新興技術。早在2003年左右,有線電視網絡公司在視頻碼流傳輸時已開始采用TSOver IP技術,后來地面數字電視也廣泛使用了TSoverIP技術。隨著近年來的網絡化建設,國內主要電視臺的節目后期制作、存儲、播出、傳輸、發射等環節都正陸續實現文件化、IP化。
2.傳統SDI與IP架構的區別
傳統SDI架構通過視音頻基帶流傳遞信號,屬于專用、封閉、單向型架構,主要靠硬件來配置業務流程。而IP架構通過IP協議流傳遞信號,屬于通用、共享、雙向型架構,主要靠軟件來配置業務流程。
傳統SDI架構的優勢在于無壓縮、不丟幀、傳輸延遲抖動低、技術成熟。其劣勢在于布線鏈路復雜、難以靈活配置擴展、無法直接對接互聯網平臺。
基于IP架構的優勢在于網絡架構簡潔、系統布線簡單,能夠通過軟件靈活配置業務流程,易于對接互聯網平臺。其劣勢在于會存在一定的信號延遲、抖動和數據丟失等現象,需要隨著未來網絡設備性能提升來逐步解決。
傳統的SDI采用沒有專利限制的、全球統一的技術標準,但是IP的技術標準尚未完全統一,目前國際上主要有SMPTE、ASPEN、AIMS、AVB等多個標準體系陣營(見表一),同一家設備廠商會選擇支持一個或多個標準體系。大多數廠商產品都支持兩大行業標準—— SMPTE ST 2110 媒體傳輸和 AMWA NMOS。

此外,在同一個標準體系內,各個設備廠商所遵循的標準協議規范也略有差異。在實際使用中,不同廠商設備之間都不一定直接兼容,而是需要通過協議轉換來實現信號的互聯互通。
二.IP技術應用現狀
1.國外電視媒體機構
目前國際上還沒有一家大型電視媒體機構實現了全臺IP架構,一般仍將SDI架構系統作為主干,同時在局部業務環節采用可靈活拓展的IP架構,或是將IP系統作為SDI系統的備份來使用。如英國BBC、美國CNN、NBC、ESPN、FOX等媒體機構,已在局部系統中通過建設IP架構的總控信號調度、視頻數據中心等系統,來解決全球各地分社制作信號、海外賽事活動轉播信號的統一調度和聯播協同問題,但IP系統的總體應用規模并不大。
此外,美國Game Creek、NEP等現場轉播制作公司,已借助IP技術構建移動轉播制作平臺,實現快捷的多通道信號調度和多渠道信號分發。歐洲的沃達豐、加拿大Rogges等網絡運營商已開始較大規模使用IP架構部署視頻信號分發系統,適配其業務量大、帶寬高的特點,實現海量業務可靈活調度、系統彈性可伸縮。
2.國內媒體機構
中央電視臺建設IP化的總控信號傳輸系統,以適配其分布全球的海外、全國記者站的信號回傳、統一調度需求。在平昌冬奧會轉播過程中,CCTV采用了SDI回傳直播信號、IP回傳節目素材文件的技術方案。2018年內,CCTV將建設2條完整的4K生產線(其中1條為全IP化4K生產線),未來幾年還將為2020年東京奧運會和2022年北京冬奧會轉播持續開展較大規模的4K/IP系統建設。
浙江電視臺在2017年建成了一輛4K/IP轉播車,北京電視臺在2018年將建設一輛4K/IP轉播車,到2022年還將投建2-3輛,并搭建IP化的IBC國際廣播中心系統。云南電視臺于2017年建設了國內首個高清IP演播室系統。廣東電視臺在2018年將建設全國首個4K頻道IP總控系統。今后將會有越來越多的電視臺建設IP轉播車。貴州廣播電視臺4K超高清全媒體轉播車是中國第一輛符合ST2110標準的4K轉播車。車輛采用先進、安全的IP技術架構和高動態范圍制作流程,達到了奧運會轉播標準。
3.我臺IP化進展
我臺近幾年來一直在跟蹤IP技術系統,在比較成熟的網絡化后期制作、存儲和傳輸方面進行了一定的探索和系統建設。目前,我臺在新聞、娛樂、體育等主要頻道節目的網絡化后期制作、存儲以及節目送播等系統基本實現了基于文件的IP化,建立了基于IP技術的融媒體中心,其余前期拍攝、基于基帶的制作存儲、信號調度、廣播電視總控、傳輸分發等環節仍處于傳統SDI技術及IP技術并用的架構狀態。我臺的DTMB信號源已經廣泛使用TSoverIP以取代以前使用的MPEGTSASI接口信號源的輸入。此外,山東局也啟動了建設全IP架構智慧廣電制播系統,系統建設完成后可實現資源的統一調度、云端處理,支持任意格式(視頻、音頻、圖片、文字)、任意形態(基帶信號、IP信號、ASI信號)、任意采集途徑(遠程回傳、互聯網、應急廣播、信號收錄等)的信息采集匯聚,實現媒體融合生產、融合發布,支持IP化云播出服務,成為一次采集、多種生成、多元傳播、全終端覆蓋的智慧廣電制播系統。
總體而言,國內外媒體機構的IP化系統目前都只是在小范圍內進行應用,各自仍處于孤島狀態,尚未在整體技術系統內完全鋪開,但電視媒體IP化趨勢越來越明顯。
三.IP技術發展分析
1.IP化發展的基本判斷
IP架構易于信號調度,易于復雜業務的管理,易于直接連接互聯網,是廣電媒體技術的發展趨勢。但是從SDI架構向IP架構過渡不是一蹴而就的,在未來很長一段時間里都將會處于SDI與IP架構相互融合、混合使用的階段,并逐步走向全IP架構。同時,傳統的SDI技術不會完全消亡,在某些特定應用場景和范圍內仍將占據一席之地。在傳輸環節,基于IP的視頻、音頻和TS傳輸應用越來越廣泛,IPTV已經成為很多電視用戶的收視手段。
2.IP化的主要難點及對策
(1)標準不統一,設備價格高
由于不同廠家的IP設備大多不能直接兼容,國際IP標準在短期內也較難統一。因此在IP技術系統規劃設計時,需要重點考慮不同設備系統之間的互聯互通、兼容性和穩定性等問題。另外,IP設備目前包含了一定的專利使用費,價格普遍會高于傳統SDI設備,但隨著video over IP ,audio over IP 和TS over IP技術的廣泛應用,設備價格會逐漸走低,性能會逐漸上升。
(2)技術人員結構需要轉型
電視臺原有技術人員主要掌握的是傳統SDI架構下的視音頻技術,甚至傳統模擬視頻音頻下的技術,而IP架構系統主要依靠IT技術運行維護,需要大量的IT類人才,更需要電視臺原有技術人員更新知識結構,在掌握原有的視頻技術和射頻傳輸技術的基礎上,加快學習IT技術和IP技術,以順應電視媒體發展的IP化趨勢。
參考文獻
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