黃振華合肥市廣播電視臺電視技術(shù)部，安徽合肥　230071

?

媒體融合時代電視中心IP化基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)探索

黃振華
合肥市廣播電視臺電視技術(shù)部，安徽合肥230071

摘要在傳統(tǒng)媒體和新興媒體實現(xiàn)融合發(fā)展的過程中，涉及到三種基礎(chǔ)性的支撐技術(shù)，即云計算技術(shù)、IP化基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)。文章對于媒體融合時代背景下的電視中心IP化基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)進行了全面地分析，并進行了詳細地總結(jié)。

關(guān)鍵詞媒體融合時代；電視中心；IP化基礎(chǔ)架構(gòu)；技術(shù)；探索

1　電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)的全IP化發(fā)展背景

1.1SDI方式的發(fā)展方向

若在媒體融合時代背景下，電視中心的基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)始終按照傳統(tǒng)架構(gòu)方向發(fā)展，那么其所具備的優(yōu)勢可以表現(xiàn)為技術(shù)的不斷成熟，可靠性有所提高并被廣泛應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，信號實際傳輸延遲率低，在直播中的應(yīng)用效果最佳[1]。同時，信號與線纜的對象相對比較簡單，并且邏輯關(guān)系十分清晰，方便進行維護，對于出現(xiàn)的故障很容易進行定位與排查。但是，同樣具有一定的劣勢：在電視中心SDI基礎(chǔ)架構(gòu)信源量快速增加的基礎(chǔ)上，使得SDI/HD-SDI/3G-SDI信號調(diào)度矩陣自身的規(guī)模不斷擴大，并且布線與信號處理鏈路變得更加復(fù)雜，所以，就必須要整合不同信號、線纜以及網(wǎng)絡(luò)。這樣一來，系統(tǒng)集成的實施成本就會提高，而且結(jié)構(gòu)并不支持靈活拓展，很難利用軟件來實現(xiàn)系統(tǒng)流程的再造。

1.2電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)的IP化發(fā)展方向

電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)的另外發(fā)展方向就是對通用的共享/雙向IP化架構(gòu)充分利用，然而，只能針對AV數(shù)據(jù)信息的傳輸來使用專用協(xié)議。與此同時，根據(jù)所使用的協(xié)議，可以將IP化劃分成兩部分，即以太網(wǎng)音視頻橋接技術(shù)與時間碼概念，可以用AVB和SMPTE來表示[2]。而在SMPTE中，又可以劃分成專用IP交換機與通用IP交換機兩種。

電視中心IP化的基礎(chǔ)設(shè)施可以將電視、廣播以及報紙等媒體同移動互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)間的通信邊界有效消解，并且積極地推動傳統(tǒng)媒體和新興媒體的融合發(fā)展，進而不斷滿足媒體融合時代的業(yè)務(wù)需求。其中，IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)十分簡潔，而且布線相對簡單，僅僅需要一根網(wǎng)線就能夠?qū)?shù)據(jù)、控制以及同步等問題進行有效地解決，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)的特點來更靈活配置網(wǎng)絡(luò)。同時，系統(tǒng)流程與業(yè)務(wù)流程也能夠利用軟件進行動態(tài)的定制，其實際的生產(chǎn)能力更容易實現(xiàn)平滑拓展與升級。

2　視音頻信號IP化分析

2.1視音頻信號IP化應(yīng)用前提

IP網(wǎng)絡(luò)本身所具備的特點就是端到端時延不可控與盡力轉(zhuǎn)發(fā)等，但是，電視中心的音視頻數(shù)據(jù)量十分巨大，所以，音視頻的應(yīng)用對于延時與同步具有極強的敏感性，對抖動的要求也比較高。而且，音視頻的碼率并不能自動進行調(diào)整，所以，要想實現(xiàn)電視中心的IP化，其中最重要的前提就是網(wǎng)絡(luò)的可用寬帶超出其所能夠承載數(shù)據(jù)的碼率。要想在電視中心臺內(nèi)實現(xiàn)基帶無壓縮IP視頻數(shù)據(jù)路由交換，其最低的要求就是10GE以太網(wǎng)[3]。

在電視中心的IP化接口轉(zhuǎn)換處應(yīng)使用IP通用協(xié)議，并且保證信號的交叉點切換轉(zhuǎn)變成基于包的路由交換。與此同時，為了對SDI over IP傳輸以及交換與分發(fā)網(wǎng)絡(luò)實時數(shù)據(jù)的共享寬帶傳輸?shù)倪^程中，實際面臨的延時與丟包問題進行解決，并保證傳輸?shù)目煽啃?，可以通過以下幾種方法來實現(xiàn)：第一，視音頻的信號數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)IP具體規(guī)范內(nèi)容進行分組并打包傳輸；第二，應(yīng)積極引進RTP/RTCP/RTSP的實時傳輸協(xié)議；第三，將區(qū)分服務(wù)與RTVP引入其中；第四，充分利用延時包轉(zhuǎn)發(fā)等相關(guān)技術(shù)；第五，利用FEC技術(shù)。

2.2壓縮編碼視音頻流IP化

所謂的TS over IP，就是壓縮編碼音視頻流與業(yè)務(wù)控制流等IP化。在目前階段，使用最廣泛的視音頻處理設(shè)備都已經(jīng)配置了標(biāo)準(zhǔn)性的以太網(wǎng)接口，并且同樣支持TS over IP碼流的實際輸出。

2.3SDI基帶信號IP化

SDI over IP就是無壓縮視音頻SDI基帶信號IP化，而實時處理與傳輸以及交換的最核心設(shè)備，在現(xiàn)階段主要包括IP Gateway板卡等，能夠使得實時IP視頻的無縫切換、分包以及路由精準(zhǔn)到幀。但是，當(dāng)前的SDI over IP實際應(yīng)用始終存在鏈路寬帶不充足且系統(tǒng)交換能力不高等多種類型的問題。

2.4IP化矩陣

第一，SDN。文中所講的SDN，就是軟件定義網(wǎng)絡(luò)，在IP化基礎(chǔ)架構(gòu)中占據(jù)核心位置，而SDN則是硬件軟化的軟件，屬于控制和管理類型的軟件。在其管理與控制下，通用IP交換機與專業(yè)IP交換機都能夠有效地實現(xiàn)傳統(tǒng)的SDI矩陣功能。把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制層和數(shù)據(jù)層進行分離，SDN就可以對網(wǎng)絡(luò)流量進行控制，并實現(xiàn)寬帶管理，同時也支持冗余備份的功能。在此基礎(chǔ)上，SDN也可以通過使用傳統(tǒng)的操作方式或者是IT化的操作方式進行信號的管理與分配，并有效地提供接口/界面的設(shè)置與管理以及操作，實現(xiàn)混合性的操作，進而完成AV與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、矩陣的配置與交叉點的切換。除此之外，還可以提供外部控制所需要的SDK，能夠?qū)崿F(xiàn)同遠程維護系統(tǒng)的通訊，并積極支持遠程固件的升級。

第二，SDVN。由Evertz公司所研發(fā)的SDN，在IPX的基礎(chǔ)上能夠有效地實現(xiàn)對SDI信號路由的管理，并對寬帶進行管理。同時，操作人員也可以根據(jù)傳統(tǒng)的方式來進行管理系統(tǒng)的相關(guān)操作。

第三，IP交換機+SDN。在IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上所形成的SDI矩陣被稱為SDI over IP路由矩陣。這種IP化的矩陣，本質(zhì)就是IP交換機+SDN，并且是在SDN的控制和管理背景下，通過IP交換機來完成矩陣的一種功能。其中，路由控制功能類似于傳統(tǒng)矩陣，對無阻塞智能級聯(lián)予以一定的支持，可以通過獨立局域網(wǎng)來進行控制。IP化的矩陣所具備的輸入與輸出板能夠?qū)o壓縮的YUV基帶SDI信號進行實時的打包操作，并且使其轉(zhuǎn)變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包，這樣一來，就可以在10GE以太網(wǎng)中進行相應(yīng)的傳輸[4]。而IP矩陣則能夠保證所有的信號通過所有的交叉點來實現(xiàn)輸入輸出路由，進而更好地切換精度。而圖一所表示的與60×60HD-SDI矩陣相似，其中基帶HD-SDI的數(shù)據(jù)流是1.5Gbps，并且每萬兆的端口都能夠承受住六路未經(jīng)壓縮的HD-SDI信號路由并實現(xiàn)切換。

圖1

3　結(jié)論

綜上所述，目前階段，傳統(tǒng)媒體同新興媒體的融合速度不斷加快，而在此背景下，積極實現(xiàn)電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)的IP化已經(jīng)成為當(dāng)下最重要的工作內(nèi)容。而在電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)IP化的實際應(yīng)用中卻始終存在一定的需求，在基礎(chǔ)層面的阻礙并不多，僅僅需要對電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)IP化的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行完善即可。與此同時，各級的電視臺制播技術(shù)工作人員則應(yīng)該對電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)的IP化技術(shù)發(fā)展趨勢及進展進行實時的跟蹤，并且根據(jù)媒體融合時代下的業(yè)務(wù)平臺來建設(shè)，科學(xué)合理地引進IP化的解決方案，進而使得傳統(tǒng)媒體與新興媒體之間能夠更快地實現(xiàn)融合發(fā)展，進而不斷滿足媒體融合時代背景下的各種業(yè)務(wù)需求。文章對電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)全IP化的發(fā)展背景進行了分析，并重點闡述了視音頻信號的IP化，最主要的目的就是不斷加快傳統(tǒng)媒體同新興媒體融合發(fā)展的速度，最終使我國的電視廣播行業(yè)在媒體融合時代背景下更好地發(fā)展與進步。

參考文獻

[1]徐儉，馬春，徐有聰，等.媒體融合時代電視中心IP化基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)初探[J].廣播電視信息，2015（3）：64-67，74.

[2]韋安明.電視中心基礎(chǔ)架構(gòu)IP化探討[J].廣播與電視技術(shù)，2015，42（4）：18-21.

[3]王獻冠，倪宏，朱明，等.有線電視網(wǎng)絡(luò)IP數(shù)據(jù)封裝方法的分析與改進[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2013，34（4）：721-726.

[4]朱迪，曾敬鴻，楊立海，等.論IP收錄中心在廣電網(wǎng)絡(luò)公司的設(shè)計及建設(shè)[C].//2011國際傳輸與覆蓋研討會論文集，2011：398-405.

中圖分類號G2

文獻標(biāo)識碼A

文章編號1674-6708（2016）155-0046-02