【摘要】 隨著融媒體時代的到來，傳統的電視中心制播技術已面臨諸多挑戰，如何建成基于IP的制播環境，打造互聯互通的制播平臺是我們要考慮的問題。

　　【關鍵詞】 融媒體  電視中心架構  SDI  IP化

　　隨著三網融合的逐步推進，廣電、電信、互聯網之間早已跨過了物理融合的階段，而進入了技術、業務、應用等深層次的融合。具體表現為：技術上趨向一致，網絡層上可以實現互聯互通，形成無縫覆蓋；業務層上互相滲透和交叉，應用層上趨向使用統一的IP協議；如何為用戶提供個性化、多元化的互動式服務得到共識；三大網絡通過技術改造，均能提供包括數據、語音、視頻等綜合多媒體的通信業務。這主要是一方面多種業務有融合的需求，另一方面IP技術的特點可以滿足這方面需要。因此各種業務走IP化就成為了必然的結果，無論是通信、視頻還是數據。而對于終端融合，電視機、電腦及手機及其他移動終端將承載相同的業務，最終實現三屏合一，多屏互動，互聯互通則更需要基于IP技術去實現。

　　當前隨著各電視臺內數字化、網絡化升級，以及4K、8K等技術的發展，我們已經進入超高清、融媒體時代。在此背景下傳統廣電基于SDI的臺內基礎架構已然面臨著嚴峻的挑戰。特別是在云計算和大數據技術的支撐下，新業態，新需求日益變多。制播向一體化、平臺化轉變。傳統的SDI技術已顯劣勢。電視中心基礎架構是沿著廣電傳統的專用單向架構方向繼續發展？還是放棄傳統架構而采用通用的雙向IP架構？這兩種不同技術路線的優劣究竟如何？電視中心基礎架構IP化技術、產品是否已經成熟？這些都是廣電技術轉型需要考慮的問題。有的人更是把它稱之為SDI與IP的對決。

　　 我們先來看看SDI和IP各自的優勢和缺點： SDI技術正是一種通過同軸電纜傳輸高清數字視頻的傳輸標準，其特點恰好是現有模擬視頻系統的最佳升級方法，既保證視頻點對點可靠傳輸，又能繼續重用模擬視頻的傳輸介質。對于很多以前的系統來說，能利用已有線路完成高清改造，無需重新布線，只需更換前端和后端部分設備，從而為工程節省巨大的時間、人力和線材成本。不同于IP系統建設需要管理維護人員具備一定的IT應用技能。因此，SDI工程商無需增加額外的培訓成本及售后服務費用等。

　　SDI高清是非壓縮不失真原始圖像，不同于IP高清是將視頻信號經過壓縮和打包后通過網絡傳輸的，盡管SDI高清在技術上有著明顯的優勢，但與IP高清相比也有不少技術上的不足。首先是SDI信號傳輸受距離的限制，目前的各種SDI標準均使用75歐姆阻抗同軸電纜和BNC連接器進行傳輸，這和模擬場合中使用的傳輸媒介一致。源端信號幅度為800±10%，由于衰減，接收端信號幅度往往達不到這一數值。因此傳輸距離受限，一般SD-SDI傳輸距離小于300米，HD-SDI傳輸距離距離小于100米，3G-SDI傳輸距離則更短。其傳輸距離較短，限制了產品的使用范圍。其次是目前SDI高清產品及其傳輸線纜和后端存儲產品的品種單調、價格比較高，導致系統方案選擇性少、整體造價比較高；還有就是SDI系統與其他媒體系統在對接上有很多不便，監控及控制方面任然需要交換機、服務器、專用軟件等很多IT設備。

　　再看IP，IP系統的突出優點是基于開放平臺，應用廣泛，特別適用于交互、社交和多屏業務。對于互聯網和移動新業務，IP平臺獨有的優勢更是發揮的淋漓盡致，它有較好的資本性投資支出和運營成本。同時IP網絡架構簡單，協議通用，布線容易。系統流程和業務流程可以通過軟件定制。只要是基于IP協議的業務都可以在網上跑。IP化后便于開展OTO及其他APP業務的應用。同時IP化后帶寬及傳輸能力也會增加，一個千兆以太網可以承載多路50-150Mbps的MPEG2編碼，10G的萬兆以太網可以傳送6路的HD-SDI信號，40G的以太網可以傳送26路的HD-SDI信號，100 G的以太網可以傳送66路的HD-SDI信號，8路4K/UHD-SDI信號。這相對于SDI的標清270Mbps和高清1.485Gbps已強大的多。還有基于以太網的單播、組播、多播及HTTP、FTP等技術也已成熟應用。當然IP也不是萬能的，它也有缺點，特別是視頻類信號質量不高，相對于廣播級視頻，IP流還有差距。比如在看高清視頻畫面時，特別是運動畫面時有閃爍及條紋格子現象。這對追求極致畫面的人來說是不能接受的。再就是有時延、擁塞、丟包等現象，在日益追求精準的現代社會這也是不能接受的。當然隨著技術的改進，這些缺點我相信都會慢慢克服。經過近年的快速發展，目前IP流的高清產品線越來越齊全，價格越來越低，系統建設選擇性多，造價也適中，這也正是兩者市場占有量差異的主要因素。

　　從系統鏈路上看，SDI高清傳輸的是非IP的數字信號，進行聯網監控需要對數字信號IP化處理，目前的做法是添加專用的高清編碼器進行IP編碼，但這樣就會造成系統成本偏高。而IP高清可基于IP網絡傳輸，并且可無限擴展，很方便就能組建大規模的監控系統，建設成本比較低。SDI高清不適用于網絡大范圍、遠距離傳輸，不能像IP高清一樣解決流媒體轉發、多級平臺調用、遠程信號的統一管理、大范圍信號的集中存儲、視頻智能分析和綜合業務平臺等用戶需求。而IP技術的應用這些問題都能迎刃而解。

　　從數字廣播電視傳輸到節目制作播出，超高清電視的召喚、新媒體業務的拓展，電視中心現有以SDI基帶視頻接口和專用SDI數字視頻矩陣為基礎的技術架構已難以滿足形勢的發展。無論是技術還是業務發展的需求，電視中心基礎架構IP化勢在必行。未來的制播將邁向基于IP的、軟件化的由云計算和大數據支撐的環境。

　　我們傳統的SDI還需要存在嗎？它是簡單地升級？還是推倒重建？隨著技術的發展，可打消這些顧慮，目前網絡視音頻編解碼技術已經成熟，傳統廣電的SDI信號，TS流信號IP化，服務器之間的MXF格式的IP化封裝技術已解決這些問題。在物理接口層，用以太網RJ-45插頭取代BNC同軸插頭并不難。在信號交換方面用IP交換機+SDN(軟件定義網絡)取代SDI矩陣。且現在的IP化矩陣也可做到精確到幀的切換，在節目轉發和分包時也能精確到幀。在傳輸鏈路上，光纖的大量應用也淘汰了電纜。節目的匯聚和存儲已經和IP接軌。

　　推動IP化還有一個重要原因，那就是經濟原因。使用IP技術能夠以最經濟的方式滿足人類日益增長的需求，主要是帶寬劇增的需求。

　　在近年的國際大展NAB、IBC、CCBN等展會上，越來越多的廠家推出了支持全IP架構的臺內基礎設施的產品和解決方案?；贗P網絡的SMPTE 2022系列標準、SMPTE 2059系列標準，以及基于以太網的AVB標準。這兩大國際標準分別擁有各自的擁躉。也各有自己的特點。還有廠商獨辟蹊徑，推出12G-SDI（它也是SMPTE組織最近發布的12G-SDI和6G-SDI接口協議標準，這都是針對4K格式的)標準。國際動態和行業趨勢已很明顯。

　　 一種技術變革到另一種技術一般具備這樣幾個基本條件，首先是這種技術比上一代技術先進，再就是的行業發展及　　市場需求的推動，三是行業巨頭及利益集團的推廣，有時還摻雜有政治因素和利益的角逐。電視中心基礎架構IP化，我認為也不能一概而論，倉促上馬，得分步驟。國家新聞出版廣電總局廣播電視規劃院高級工程師韋安明博士認為得分三個階段：第一個階段是業務控制流和音視頻壓縮編碼的IP化，即傳輸級的IP化；第二個階段是無壓縮音視頻的IP化，總控交換級的IP化，SDI矩陣將被替代；第三個階段是采集、制作、播出、存儲、傳輸、分發全流程的無壓縮音視頻IP化。目前第一個階段已經在現有系統中得到廣泛應用，第二個階段的標準化工作也有長足進展，但還面臨著鏈路帶寬不足、系統交換能力瓶頸、可用設備少等問題，在第三個階段則需要更強大的IT設備及技術的支持。

　　筆者認為在基帶信號的IP化、實時視音頻流的IP化過程中要考慮廣播電視專有的業務特點，循序漸進，將IP與SDI技術架構相互融合。 廣電網絡一方面要充分利用廣播優勢，另一方面還要充分利用IP架構的開放性和靈活性，建成通用的共享/雙向IP架構。才能在激烈競爭中取得先機。同時便于與其他新媒體的融合，打通格式及邊界問題。 

　　最后說一下IP化后的標準選擇。目前來看國際上有兩大陣營：即IEEE協會的AVB與SMPTE組織的SMPTE系列兩大標準（SDI標準也是SMPTE制定的）。以AVB為代表的廣電設備制造商包括Axon、Avid、BARCO、Dolby、YAMAHA、SENNHEISER、SHURE、RIEDEL等；以SMPTE為代表的廣電設備制造商包括Sony、Grass Valley、Evertz、Imagine、Harmonic、Snell、Panasonic、ROSS、NEC、EVS等。都是國際知名大公司。由于他們分別投入了大量人力、財力，且都已經有產品在市場上推廣。兩個標準已經失去了融合的可能，下一步需要研究的，是如何實現互聯互通，相互兼容。用戶目前只能選擇適合自己需求的IP化基礎架構技術標準和產品。 

　　據筆者了解，IP化基礎架構的標準化的推動工作，主要由IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers，電氣與電子工程師協會）、SMPTE（Society of Motion picture & Television engineers，美國電影電視工程師協會）、VSF（Video Service Forum，視頻服務論壇）、JT-NM（Joint Taskforce on Networked Media，網絡媒體專門工作組）、EBU（European Broadcast Union，歐洲廣播聯盟）等組織參與。

　　IEEE協會下的AVB標準，專業上是這樣解釋的：即以太網音視頻橋接技術（Ethernet Audio/VideoBridging，又稱“EthernetAVB”，簡稱AVB）是一項新的IEEE 802標準，其在傳統以太網絡的基礎上，通過保障帶寬（Bandwidth），限制延遲（Latency）和精確時鐘同步（Time synchronization），以支持各種基于音頻、視頻的網絡多媒體應用。AVB關注于增強傳統以太網的實時音視頻性能，同時又保持了100%向后兼容傳統以太網，是極具發展潛力的下一代網絡音視頻實時傳輸技術。以即插即用和自主開發的姿態面世，是全世界現場演出行業所夢寐以求的系統解決方案，它以極低時延（2ms網絡時延）、及實時可靠傳輸、不壓縮音頻和視頻為其特點。

　　SMPTE下的SMPTE2022、SMPTE 2059標準已經產品化。SMPTE ST-2022系列標準是解決IP視頻傳輸問題的。這個標準是實現媒介有效交換和分配的基礎，自2007年首次推出以來還被擴展覆蓋IP協議，適用于MPEG-2傳輸碼流中不變比特碼率視頻壓縮信號；各種可變比特碼率視頻壓縮信號；以及執行非壓縮視頻和無中斷保護切換的方法。

　　AVB偏重于電視制作領域，應用范圍可能會更廣，會涉及到包括視頻會議在內的更多領域，而SMPTE可能在廣電領域更具優勢。今后十年以太網將趨向1Tb/s。而隨著網絡主干容量劇增，廣播標準正在設法解決的許多問題不再是問題,10Gb網變得平常，100Gb網已開始出現，IP網將很適合傳輸4K、8K等信號。

　　至于我們電視中心架構以后如何搭建，采用傳統SDI技術升級，還是全部IP化需要決策者結合實際，洞察潮流選擇切實方案。我們技術工作者也應該關注潮流，與時俱進,加強學習，來迎接新的挑戰。