1.引言

IEEE1394最早由蘋果（APPLE）、索尼（SONY）、美國德州儀器（Texas Instr-uments）等公司于提出，并于1995年由IEEE協(xié)會認定為IEEE1394-1995技術規(guī)范，全稱為IEEE1394高性能串行總線標準。IEEE1394作為一個工業(yè)標準的高速串行總線，其開放性、兼容性、非專利性以及該接口獨具的傳輸速率高、支持同步、異步兩種數(shù)據(jù)傳輸、價格低廉、占用空間小、支持即插即撥等優(yōu)點而得到索尼、松下等著名公司的支持，并被不斷完善發(fā)展。目前廣泛應用于個人PC機及專業(yè)攝、錄、非線性編輯領域，成為視音頻數(shù)據(jù)傳輸、交換最經(jīng)濟、簡便的手段而得到飛速發(fā)展，為廣播電視領域開辟了全數(shù)字化的從拍攝到制作的新環(huán)境。

2.IEEE1394接口技術

（1）接口信號線及電器特性

IEEE1394標準的接口信號線采用6芯電纜，其中4條信號線分別做成兩對雙絞線，用以傳輸信號，另外兩條線是電源線，可通過IEEE1394接口為連接到主機上、功率不大的外圍設備提供4～10V電源，并支持節(jié)能的掛機和喚醒模式，而且當設備斷電或出現(xiàn)故障時，也不影響整個系統(tǒng)的正常運行。

（2）傳輸速率

IEEE1394接口支持多種數(shù)據(jù)傳輸速率，其中IEEE1394a銅線電纜的數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps、200Mbps、400Mbps。按照IEEE1394-1995標準，數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps、200Mbps、400Mbps的設備可以在同一網(wǎng)絡上共存。IEEE1394b接口進一步將數(shù)據(jù)傳輸速率提升到800Mbps，甚至1.6Gbps、3.2Gbps。

（3）傳輸距離

IEEE1394接口連接電纜的傳輸距離與電纜線材參數(shù)有關：0.35mm銅線的傳輸距離（即兩個節(jié)點之間）約為4.5米，0.5mm的銅線約為14m，而采用光纖則可將傳輸距離延長至100米以上。IEEE1394網(wǎng)絡節(jié)點之間的傳輸距離可以通過IEEE1394中繼器延長一倍，由于IEEE1394最多能支持16層樹型網(wǎng)段，所以兩個端點之間的最大傳輸距離為72m（16×4.5m）

（4）傳輸方式

IEEE1394接口同時支持同步和異步兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，在同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中可以同時進行異步數(shù)據(jù)傳輸，還可以進行等時傳送以及一定時間內(nèi)的順序傳輸，從而將數(shù)字聲音、圖像信息實時準確地傳輸至接收設備。

（5）支持特性

IEEE1394接口支持熱插拔，是一個真正“即插即用”的硬件解決方案，這是因為IEEE1394標準是一個點對點的總線技術，不需要終結，所以系統(tǒng)工作時任意熱插拔都不會影響整個網(wǎng)絡。網(wǎng)絡上增加或刪除節(jié)點時，IEEE1394協(xié)議都將會自動調(diào)整網(wǎng)絡。

（6）數(shù)字接口

不需數(shù)模轉(zhuǎn)換，多媒體應用實時數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)能夠以數(shù)字形式傳輸，實時連接或斷開時數(shù)據(jù)不丟失或中斷。

（7）兼容性好

可適應PC的全部I/O要求，并可以與SCSI、RS232、IEEE 1284、Centronics、Apple’s Desktop Bus等接口兼容，表現(xiàn)為不同設備和應用的通用連接。

（8）非專利性，接口設備對等

不存在專利問題，遵循高性能串行總線標準。不分主從設備，其中有足夠的智能用于連接，不需附加控制功能?？刹煌ㄟ^電腦在兩臺攝像機之間直接傳遞數(shù)據(jù)，也可以讓多臺電腦共享一臺攝像機。

3.利用IEEE1394構建全數(shù)字化制作網(wǎng)絡

目前各地電視臺廣泛應用的是采用雙網(wǎng)結構的局域網(wǎng)，其中組建光纖網(wǎng)的主要設備光纖卡、光纖交換機價格不菲，一般用戶無力承受，而傳統(tǒng)的100Mbps以太網(wǎng)速顯然不夠用。而通過IEEE1394創(chuàng)建的局域網(wǎng)絡能夠以很高的速率進行聲音與圖像信號的實時傳送，還可以傳送數(shù)字數(shù)據(jù)以及設備控制指令。

現(xiàn)在越來越多的計算機廠家都將IEEE 1394接口作為產(chǎn)品的標準配置，許多錄像機生產(chǎn)廠家（如松下公司推出的DVCPRO50錄像機）在接口方面新增加了IEEE1394接口。微軟的Windows操作系統(tǒng)也定義了IEEE1394，從而創(chuàng)建和完備了計算機與音視頻設備之間的連接環(huán)境。數(shù)字錄像機和計算機的IEEE1394接口進行連接，實現(xiàn)了非線性編輯功能，基于硬件的非線編已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)為基于軟件的非線編。所以通過IEEE1394組建全數(shù)字制作網(wǎng)絡已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)（見圖1）。

利用IEEE1394能創(chuàng)建各種復雜的網(wǎng)絡拓撲結構，在同一IEEE1394網(wǎng)絡中，可同時進行菊鏈式和樹狀連接，組網(wǎng)的方法十分靈活。比如：在一個以樹狀連接的網(wǎng)絡中，我們在其中一臺計算機上安裝IEEE1394適配卡，由于一塊IEEE1394適配卡通常提供3個以上的IEEE1394接口，假設有M個接口，這樣就可以將M臺計算機或者數(shù)字音視頻設備接到該計算機的IEEE1394適配卡上。如果還有需要連接的計算機和數(shù)字音視頻設備，可以繼續(xù)在這M臺計算機的IEEE1394接口上連接其余的計算機和數(shù)字音視頻設備，只要第一臺計算機的IEEE1394總線保持開啟運行狀態(tài)，整個網(wǎng)絡將會以最理想的速度運行。

4.IEEE1394接口在招遠電視臺的應用

招遠電視臺自1997年開始了采編設備的數(shù)字化，但由于設備、技術和資金方面的原因，未實現(xiàn)真正意義上的全數(shù)字制作。目前所有攝錄和編輯設備已經(jīng)全部集中到了DVCPRO格式上，數(shù)字編輯機采用的是AJ-D455MC；2005年初，招遠電視臺引進了5套具有IEEE1394接口、基于Power Mac G5超強性能的蘋果電腦數(shù)字化視頻編輯系統(tǒng)，我們通過IEEE1394接口和以太網(wǎng)技術建成全數(shù)字編輯制作網(wǎng)絡。

（1）制作網(wǎng)絡拓撲圖（如圖2所示）

圖1

圖2 招遠電視臺全數(shù)字制作網(wǎng)絡拓撲圖

①節(jié)目攝錄編輯（上載）設備，全部采用配有IEEE1394接口數(shù)字設備

②視頻編輯工作站，由Power Mac G5承擔，負責原始視頻DVCPRO信號的采集、剪輯、特技及字幕制作。

③節(jié)目串編工作站，由Power Mac G5承擔，通過火線網(wǎng)絡完成節(jié)目的最終串編合成，并傳送到播出網(wǎng)絡中去。

④外掛SCSI硬盤箱，每臺工作站各自外掛一臺硬盤箱，內(nèi)置SCSI硬盤組成磁盤陣列，工作站之間借助于火線網(wǎng)絡形成共享磁盤存儲。

⑤配音工作站，由音頻工作站完成節(jié)目所需音頻素材的錄制、編輯合成，通過以太網(wǎng)連接。

⑥文件服務器，用于存放音頻、文稿及其他各工作站之間需要共享交流的文件。

⑦以太網(wǎng)交換機，完成各工作站間的網(wǎng)絡互連。

（2）網(wǎng)絡的特點

①獨特的雙網(wǎng)結構

即“火線網(wǎng)+以太網(wǎng)”的結構。憑借蘋果系統(tǒng)獨具優(yōu)勢的火線技術和AJ-D455MC選配的AJ-YAD455P接口板所具有IEEE1394接口，實現(xiàn)工作站間的高速聯(lián)接；通過以太網(wǎng)結構完成其它共享數(shù)據(jù)的交流以及最終與播出網(wǎng)絡相連。

②簡單的連接和靈活的組網(wǎng)

由于數(shù)字編輯機AJ-D455MC與蘋果非編網(wǎng)絡之間處理的是數(shù)字信號，設備間連接電纜（模擬分量連接）由原來的11根電纜（視頻6根、立體聲伴音4根和控制1根）減少到只需要1根電纜，所以連接非常簡單?；鹁€技術憑借對菊鏈式和樹狀連接方式的支持，可不借助于任何網(wǎng)絡互連設備輕松實現(xiàn)多種復雜網(wǎng)絡的組建，具有較強的靈活性。

③數(shù)字化無損制作過程

蘋果系統(tǒng)強大全面的編輯工具Final Cut Pro HD對包括DVCPRO在內(nèi)的眾多視頻格式均有完美的支持。借助于IEEE1394技術，輸入輸出和傳輸?shù)氖窃嫉腄VCPRO格式視音頻信號，沒有壓縮和解壓縮過程，實現(xiàn)了素材編輯制作環(huán)節(jié)的全過程無損化制作。

（3）網(wǎng)絡實現(xiàn)的關鍵技術

①充分利用DVCPRO編輯機IEEE1394接口技術

隨著IEEE1394接口的不斷發(fā)展，特別是IEEE1394b標準的制定，火線傳輸速率可以達到400Mbps、800Mbps。由于IEEE1394傳輸?shù)氖窃嫉膲嚎s信號，在傳輸過程中前后沒有編解碼過程，所以沒有信號質(zhì)量的劣化。這樣就可以實現(xiàn)高質(zhì)量、低成本的海量制作。

招遠電視臺目前采用的AJ-D455MC演播室數(shù)字錄像機是一款在中小電視臺應用非常廣泛的機型。它的基本配置并沒有IEEE1394接口，但通過選配AJ-YAD455P接口板可使其增加火線接口。

②充分發(fā)揮蘋果電腦的高性能

蘋果系統(tǒng)借助內(nèi)置的對DVCPRO格式的支持，可以通過FireWire接口獲取DVCPRO信號，并使用原始格式進行編輯并輸出，而不會有任何的畫質(zhì)損失。由于沒有使用第三方的硬件板卡，從而大大節(jié)省了用戶投資，改變了目前廣電行業(yè)高投入低產(chǎn)出的現(xiàn)狀，帶來非常可觀的經(jīng)濟效益。

③火線組網(wǎng)技術

蘋果系統(tǒng)其配備的Firewire400及Firewire800端口為方案的實現(xiàn)提供了靈活的選擇。用火線創(chuàng)建的網(wǎng)絡可以不使用路由器或集線器，因為使用的是對等結構，不需要某個節(jié)點來控制整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流，所以火線網(wǎng)絡也不需要設置專門的服務器。由于IEEE1394設備支持熱插拔，能在任何時候向網(wǎng)絡加入或移除設備，既不用擔心影響數(shù)據(jù)的傳輸，又不需要進行重新配置，系統(tǒng)完全根據(jù)環(huán)境變化實現(xiàn)自動調(diào)整。

5.結束語

隨著IEEE1394技術不斷發(fā)展，配置有該接口的設備將不斷增多，IEEE1394以其對聲音、圖像信息實時準確傳送和組網(wǎng)拓撲結構靈活的技術特點，加快了廣播電視和計算機網(wǎng)絡的融合，為廣播電視開辟了從拍攝到制作的全數(shù)字化環(huán)境，也必將會在廣播電視領域的應用得到進一步發(fā)展。