【摘要】 媒體的發展瞬息萬變,技術的更新日新月異,近年來，隨著IP技術相關標準的逐步完善，使得播總控系統建設采用全IP化有了理論上的支撐，發展到今天，基于全IP化的視音頻產品也越來越豐富，各個廣電單位在播總控系統建設的時候，也都面臨著系統架構的選擇。
與傳統系統架構相比較，IP系統有著結構簡單、兼容性強等一系列的優點，但是它打破了傳統廣電系統的維護管理方式，因此，對于廣電人來說，播總控系統建設在現階段是否適合直接過渡到全IP化一直都是眾說紛紜，本文將重點探討，在當前環境下，IP播總控系統建設的可行性。
【關鍵詞】 播總控系統建設 SDI Over IP IP系統建設 SMPTE ST 2022-6 SMPTE ST 20110
一．廣電為什么需要IP
時代在發展，人們對廣播電視信號的體驗要求越來越高，因此，廣電相關系統也從模擬、標清、高清、甚至超高清不斷的更新換代。
廣電為什么需要IP？原因其實來自于超高清，2011年前后，國內需要上4K轉播車的時間點，只有4*3G和淺壓縮over IP這兩種技術，4*3G在轉播車上的線纜問題非常突出，因此，用IP傳送高質量信號，第一次被推到了廣電人的視野當中。
基于這種思路，大家發現在廣播電視系統建設領域，基于IP技術的制作、播出、傳輸能夠解決眾多傳統同軸電纜領域中的難題，同時又帶來很多其他優勢，比如說傳輸距離、信號衰減、簡化系統架構等等。
近年來，IT技術發展越來越快，計算機的處理能力日益提高，交換機、光纖的成本也越來越低，虛擬化、微服務等高新技術越來越多的得以應用，因此，廣電人在思考，播總控系統是否也可以采用全IT化，采用IP的方式來替代現有的同軸電纜？
二．IP相關協議的發展現狀
隨著IP化進程的不斷加速，相關標準的不斷完善，對傳統的電視制作和傳播帶來了新的挑戰，同時也帶來了新的機遇。廣電技術系統需要順應新技術的發展，打破原有的思維模式，通過技術的融合，打破界限，各取所長，才能快速、高效地適應未來的發展形式。
系統IP化將為廣電帶來更強大、靈活的融合技術平臺，未來IP化實時視音頻網絡可以承載信號流將是多樣的，上層應用可提供控、管、監等多維度管理，因此，廣電系統IP化是具備落地的條件的。
IP系統的建設，必然是需要相關協議和標準作為支撐的，截止到目前為止，IP播總控系統需要的相關協議已經逐步成熟：
SMPTE ST 2022-6已經是成熟標準，解決了SDI和IP的轉換問題。不需要IP上的同步（即PTP），在12年到現在已經被廣泛采用。
SMPTE ST 2022-7也是成熟標準，解決了IP數據包在交換機網絡中的鏈路冗余問題。
SMPTE ST 2110去年發布了主要的幾個標準，已經可用，去掉了SDI其中的冗余數據，大幅度降低了傳輸帶寬，提高了靈活性。因此是未來IP化應用的核心標準。
ST 2059,即PTP時鐘在IP領域的廣電應用標準，也是成熟標準，在SMPTE ST 2110真正投入應用，正式系統逐漸上馬的情況下，對IP信號系統的穩定性支撐非常關鍵。
IS-04/05/06等,在IP域的統一網管標準，實現即插即用，統一網管的基礎。
這意味著，視音頻數據的IP封裝技術已經逐步成熟，基于開放平臺的IP系統得到廣泛應用，易于開展新媒體融合業務。接下來的問題，就是各廠商的產品對協議的逐漸實現與完善，以及面向應用的系統集成實踐。
三．IP技術的優勢
有了協議和標準，我們接下來看一下IP技術對于系統建設的優勢。
首先廣電系統是要求7X24小時不間斷的，IT技術原本就是為不間斷場景設計的，兩個典型例子：通訊系統、銀行的數據庫/存儲及業務系統，都是要求7X24小時不間斷運行的；
其次，在實時信號領域，IT系統，尤其是交換機等設備的造價優勢較明顯，相同規模的矩陣，采用交換機架構比傳統SDI架構的性價比要高出很多。
對于空間，交換機和矩陣的對比非常明顯。如果采用虛擬化等技術，可以進一步壓縮系統的空間規模。
再一個就是與格式無關：IP封裝是格式無關的，最典型的在融媒體快速發展的今天，IP系統可以兼容ST2110、ST2022-6、TS overIP，也無關高清、標清、4K，只要帶寬足夠，都可以兼容跑在一根光纖內。
由此可見，IP技術是可以適應廣電系統建設的需求的，特別是在面向超高清，系統規模需要進一步擴大的場景下，IP化是我們理想的技術選擇。
四．當前環境下，IP硬件設備的發展情況
隨著IP系統優勢的發掘，各大廣電設備生產廠家也把目標瞄準了這一塊新興市場，IP的設備支撐也越來越豐富，這里我們也做一個簡單的總結：
視音頻調度、切換設備領域，華為和華三的SDN交換機產品已經進入可用階段，但還需要進一步完善，華為的路由器支持凈切，已經具備替代傳統SDI矩陣的能力；在國際品牌中，GV、Ross等廠家也逐步推出了基于IP的切換臺設備；
視音頻編解碼領域，harmonic、GV、Imagine等傳統視頻服務器廠家均推出了基于SDI Over IP的視頻服務器設備，支持2022-6以及2110，邁創公司也推出了IP的IO通道卡，支持高清、4K等，已經進入了商用階段；
圖文包裝方面，國內的主流生產廠家都有基于SDI Over IP或者NDI的字幕機以及包裝系統，可以應用于IP架構下的系統建設；
傳統視音頻周邊方面，在IP領域，信號的分配、調度等絕大多數功能是由SDN交換機來完成；響度控制、鍵混等設備可以基于All in one的視頻服務器來實現；交叉變換、IPG等設備都有相應的硬件板卡來支撐；
基于上面介紹，我們可以看到，IP系統建設的硬件設備已經基本完善，具備廣電系統建設項目當中的應用需求。
處在向IP化發展的過渡期,目前廣電IP化確實也存在一些待解決的問題。這些問題有的是技術性問題,有的是環境問題,也有的是思維上的問題。
五．廣電系統建設IP化的實踐
采用IP化技術來構建新型制播系統,可以輕松地解決以往傳統系統無法或很難解決的問題,同時又帶來明顯的技術優勢。開放式的IP網絡帶寬充足，網絡覆蓋范圍大，高可靠傳輸鏈路技術成熟，IP架構系統結構布線簡單，節約投資，傳輸協議成熟，可以實現節目資源的最大共享，協作能力高，更有利于推進新媒體業務。
在這一方面，我們宿遷廣播電視臺技術中心致力于IP技術系統的研究，在全臺網建設中都進行了IP技術的探索。在新聞、生活、專題等視頻節目內容做了有益的嘗試，注重業務平臺和傳輸IP化，即業務控制和壓縮視音頻傳輸的IP化，利用成熟的視音頻數據的IP化封裝技術，對各種格式視音頻流和文件實行IP化封裝、傳輸、監測，并且可以做到多路視音頻流和辦公業務流混合傳輸、互不影響。目前基本上實現了基于文件的IP化，建立了基于IP技術的全媒體融媒體平臺。我們在新大樓設計新的高清播總控系統時，將SDI平臺架構系統作為核心，將IP系統架構作為SDI系統的備份來使用。這是播控系統IP化最簡單的階段。基帶信號傳輸到SDI矩陣，然后經過IP/SDI轉換器，生成IP信號。這樣做，保留了系統的高安全性，方便級聯，未來可以連接更多的帶有IP輸出的設備。由于所使用的IP信號少，所以播出風險較低。
從發展的眼光來看，采用SDI over IP路由矩陣替代傳統SDI矩陣成為下一階段SDI向IP轉變在總控交換系統的必然。這種IP化總控矩陣是建立在IP網絡基礎上的SDI矩陣，采用IP交換機+SDN（軟件定義網絡），在SDN的控制和管理下，通過IP交換機來完成傳統SDI矩陣的切換功能。SDI over IP路由矩陣具有SDI輸入與輸出接口，可以將SDI基帶信號實時打包為IP數據包，實現從基帶SDI播出到基帶IP化播出，播出的IP流可以按照指定的目標格式分發傳輸到各種傳輸渠道。IP矩陣可以實現所有的信號在任意輸入輸出間的調度，網絡帶寬可以支持傳輸多路 SDI over IP數據。目前SDI→IP及IP→SDI信號轉換器、IP網關、IP路由矩陣等設備已經可以實現精確到幀的實時IP視頻無縫切換、路由和分包。
六．結語
廣電系統在面向超高清的領域已經遇到了瓶頸，然而，IP技術的發展恰恰就可以使這些難題迎刃而解了，本文介紹了IP技術在廣電領域應用的優勢以及可行性，基于技術的發展以及產品的完善，相信在未來，會有越來越多的廣電系統建設采用IP的解決方案。