草谷公司制作首席技術(shù)官

IP技術(shù)正在吸引整個廣播電視生態(tài)系統(tǒng)的注意。準(zhǔn)確了解IP技術(shù)如何和何時將影響某一商業(yè)模式要視你的具體情況而定，但深入了解IP技術(shù)及其適合不同工作流程的方式極為關(guān)鍵。

IP技術(shù)如何改變廣播電視？此技術(shù)進(jìn)步有多快？IP能力將如何增強(qiáng)各種運(yùn)營模式？廣播機(jī)構(gòu)現(xiàn)在都在試圖回答這些問題，并且不斷提出其它問題。

但是傳統(tǒng)廣播電視技術(shù)的速度趕不上加快的網(wǎng)絡(luò)速度和帶寬，原因是摩爾定律僅在資助持續(xù)的技術(shù)發(fā)展有商業(yè)和經(jīng)濟(jì)意義時適用。因此，摩爾定律支持的是有較高回報(bào)的投資。在廣電領(lǐng)域，至少到目前為止不是這種情況。

盡管傳統(tǒng)廣播技術(shù)速度落后于IP技術(shù)的速度，但隨著業(yè)者欲確定最佳方式以迎合觀眾的口味，廣播領(lǐng)域中管理越來越多的內(nèi)容之要求持續(xù)（即多格式、視頻點(diǎn)播、OTT等）。更高質(zhì)量的內(nèi)容（HD、4K及更高）要求在廣播設(shè)施及它們之間有更大的分配能力。

為保持高效率和滿足要求，廣播機(jī)構(gòu)將需要選擇已經(jīng)顯示出支持廣播機(jī)構(gòu)要求的帶寬之能力的技術(shù)。從長遠(yuǎn)來看，當(dāng)前的SDI標(biāo)準(zhǔn)完全不能提供一種可承受和可持續(xù)發(fā)展的解決方案。

IP技術(shù)未必是一種便宜的技術(shù)方式。不過，IP技術(shù)適應(yīng)越來越多的內(nèi)容的速度不可忽視，任何像廣電那樣依賴高帶寬數(shù)據(jù)遷移的行業(yè)都必須接受它。采用IP使廣播機(jī)構(gòu)擁有用其它技術(shù)承受不起的可擴(kuò)展的靈活性和速度。

IP列車的速度令人難以置信，問題不在于是否登上車，而在于在其快速發(fā)展的時候并駕齊驅(qū)。IP技術(shù)與將世界上兩個最大的開放標(biāo)準(zhǔn)——以太網(wǎng)和因特網(wǎng)協(xié)議運(yùn)用于傳統(tǒng)上基于SDI技術(shù)的環(huán)境有關(guān)。它利用豐富的第三方產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)建立一個敏捷和有競爭力的內(nèi)容工廠。

因特網(wǎng)消除了媒體分配的壁壘，并實(shí)現(xiàn)提高對觀眾的競爭力的新商業(yè)模式和內(nèi)容分發(fā)戰(zhàn)略的發(fā)展。

一.商業(yè)案例

IP技術(shù)用于廣電有許多優(yōu)點(diǎn)，但更引入注目的莫過于敏捷性。IP技術(shù)的運(yùn)營優(yōu)勢提供更好的投資回報(bào)。

廣播電視企業(yè)利用媒體和IP技術(shù)提高員工生產(chǎn)力。下一步，IP技術(shù)將改變視頻制作方式IP數(shù)據(jù)傳輸不僅提供從一點(diǎn)到另一點(diǎn)遷移媒體的方式，而且能夠傳輸與媒體自身有關(guān)的隨時間變化的數(shù)據(jù)。

例如，攝像機(jī)有固定的位置。在錄制視頻時，與記錄相關(guān)的附加動態(tài)信息可被包含入元數(shù)據(jù)中。此數(shù)據(jù)然后可被用于產(chǎn)生和渲染實(shí)時圖形增強(qiáng)或事件特定圖形。因此，后續(xù)的作品更豐富多彩，提供更高價值。

這是IP的實(shí)際價值。在IP未來，元數(shù)據(jù)可能至少與拍攝的實(shí)際視頻有一樣的價值，如果不更高價值的話。IP技術(shù)通過時間感知、數(shù)據(jù)豐富應(yīng)用，以提高創(chuàng)造性的方式處理在SDI無法處理的元數(shù)據(jù)。

二.工作流程鏈

攝像機(jī)、矩陣、信號處理、制作切換臺、多畫面顯示器：這是實(shí)現(xiàn)直播制作的工作流程鏈，而且是推動廣播的引擎。

許多臺內(nèi)運(yùn)作不需要垂直準(zhǔn)確的切換，但對直播制作，此要求為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本因素。因此，在討論廣播機(jī)構(gòu)必須管理的一個最關(guān)鍵的工作流程部分時，這是一個關(guān)鍵因素。

互操作性是另一個工作流程考慮。提供跨許多（如果不是全部的話）廣播工作流程組件的可互操作IP技術(shù)，確保令效率和靈活性提高的緊密集成。這對當(dāng)前的廣播機(jī)構(gòu)非常重要，原因是這使他們能夠增加其輸出，平穩(wěn)和高效地貨幣化其內(nèi)容。為實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的IP結(jié)構(gòu)，工作流程內(nèi)的組件必須基于開放標(biāo)準(zhǔn)，并且準(zhǔn)備與來自多家供應(yīng)商的技術(shù)良好互動，為用戶提供工作于一個公共接口的機(jī)會。

靈巧地平衡其優(yōu)先次序以便為這些關(guān)鍵的工作流程考慮制定戰(zhàn)略的廣播機(jī)構(gòu)將有較大的機(jī)會取得IP轉(zhuǎn)換的成功。

三.IP設(shè)jf四大支柱

1.網(wǎng)關(guān)

在實(shí)際的電視運(yùn)營中，轉(zhuǎn)向IP將是逐步過渡的過程。因此保護(hù)操作方式和已安裝的設(shè)備對許多廣播機(jī)構(gòu)來說非常重要，原因是新設(shè)備的成本和工作流程的變化可能花費(fèi)過高。

網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品為那些考慮逐步過渡的廣播機(jī)構(gòu)提供一種解決方案。不要求對每一個SDI信號都要網(wǎng)關(guān)，而是作為矩陣和模塊化產(chǎn)品內(nèi)的選件提供它們，實(shí)現(xiàn)信號、制作島、演播室、設(shè)施或其它組合的轉(zhuǎn)換。

簡而言之，網(wǎng)關(guān)就是信號類型（格式）和信號傳輸協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換器。第三種網(wǎng)關(guān)可能包括接受SMPTE 2022-6數(shù)據(jù)，把它轉(zhuǎn)換為AVB數(shù)字視頻（本質(zhì)上就是從一種因特網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換為另一種因特網(wǎng)協(xié)議）。

這種類型的網(wǎng)關(guān)是適應(yīng)逐步采用新信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)的唯一方式，甚至更好的是它們的有效壽命是無限的。隨著我們深入我們的因特網(wǎng)驅(qū)動的世界，對這些網(wǎng)關(guān)的需求將不斷增加。它們是當(dāng)前和未來格式轉(zhuǎn)換的瑞士軍刀。

這意味著現(xiàn)在投資網(wǎng)關(guān)卡是一個極其安全的投資，而網(wǎng)關(guān)可能擴(kuò)散到整個廣播生態(tài)系統(tǒng)意味著你將需要它們，越早越好。

2.SDN綜合控制

把SDN能力集成進(jìn)設(shè)備配置和控制系統(tǒng)內(nèi)保護(hù)您最重要的資產(chǎn)：訓(xùn)練有素的操作員。一個恰當(dāng)配置的基于SDN的控制面能通過一個舒適、用戶友好和直觀的界面訪問交叉開關(guān)或分組交換機(jī)。

矩陣控制板及模塊化產(chǎn)品配置和控制板為很好的例子，但來自交換機(jī)或播出系統(tǒng)的任何母線選擇開關(guān)可能是互相協(xié)調(diào)的。信號和流程的特征是帶寬和此控制系統(tǒng)內(nèi)的格式。

在一個無此能力的混合IP/S DI工作流程內(nèi)管理連接線路、帶寬預(yù)留、QoS、vooS及其它許多系統(tǒng)功能是不可能的。SDN驅(qū)動組件驅(qū)動的統(tǒng)一控制對跨越在你將IP移入你的工作流程時將存在的SDI和商用現(xiàn)貨IP混合技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施必不可少。

3.IP產(chǎn)品線支持

若無一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，全I(xiàn)P集成是不可能實(shí)現(xiàn)的。把IP技術(shù)運(yùn)用于整個廣播工作流程，促進(jìn)轉(zhuǎn)向IP，并且使延遲和切換準(zhǔn)確度得以有效管理，提供最佳視頻處理。

這意味著在對操作者工作流程幾乎無影響的情況下，確保對定時、數(shù)據(jù)完整性和信號處理的管理。再培訓(xùn)你的操作員不是一直辦法。因此無論如何，IP支持必須是構(gòu)成現(xiàn)有的現(xiàn)代廣播工作流程的產(chǎn)品類型的組成部分。

4.直播制作技術(shù)

IP路由器和交換機(jī)確實(shí)很快，并且為大量信號提供低延遲。不過，要求垂直準(zhǔn)確切換，而管理數(shù)百個互相關(guān)信號的同時路由的最節(jié)約成本的方式不是源流或多播“離開和加入”。

為什么？因?yàn)樵谕瑫r顧及流和SDI時，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確切換是富有挑戰(zhàn)的。理想情況下，它應(yīng)該在每一個信號上無網(wǎng)關(guān)以及無兩個核心結(jié)構(gòu)（一個適用于IP，一個適用于SDI）條件下實(shí)現(xiàn)。

同時采用2和4中的概念，提供完全修整、準(zhǔn)備你的網(wǎng)絡(luò)的能力，因此對每一比特都是寶貴的實(shí)時直播制作實(shí)現(xiàn)最佳視頻性能。它還方便文件高速緩存于地點(diǎn)之間且?guī)捯筝^松的非實(shí)時創(chuàng)造性編輯。四.標(biāo)準(zhǔn)和互操作性

許多廣播機(jī)構(gòu)喜歡與多家供應(yīng)商合作，同時建立對其特殊要求而言獨(dú)一無二的工作流程。在IP轉(zhuǎn)換中，支持標(biāo)準(zhǔn)非常關(guān)鍵。例如，定義基于IP的全帶寬、實(shí)時視頻、音頻和輔助信號傳輸協(xié)議的SMPTE 2022-6是一個邏輯上的起點(diǎn)。

其它工作流程模式采納AVB。利用SDN驅(qū)動的控制和早前確定的網(wǎng)關(guān)策略，AVB LAN島能夠與更大的WAN IP數(shù)據(jù)系統(tǒng)互操作。

隨著IP技術(shù)被更深入采用，將有新標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)?？蛻粢鬅o疑也將推動標(biāo)準(zhǔn)。無論如何，隨著業(yè)界采納關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，互操作圖5單條光纖lOGb/s鏈路在分界點(diǎn)構(gòu)成結(jié)構(gòu)化互聯(lián)性對所有產(chǎn)品對非常重要，是廣播機(jī)構(gòu)在決定IP轉(zhuǎn)換時需考慮的一個必要因素。

歸根結(jié)底，任何設(shè)施的基礎(chǔ)是互聯(lián)設(shè)備的光纖、同軸電纜和線纜管理系統(tǒng)。在廣播設(shè)施中，隨著帶寬要求穩(wěn)步增長，以前的同軸電纜基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)轉(zhuǎn)換為光纖。與4K/U HD、8K等相關(guān)的數(shù)據(jù)率增加將加速此趨勢。

同軸電纜能夠提供12G b/s速度，在撰寫本文時基于同軸電纜的12Gb/s SMPTE標(biāo)準(zhǔn)正待批準(zhǔn)。對于這些數(shù)據(jù)率，低于典型lOOm廣播電視行業(yè)基準(zhǔn)的電纜長度在意料之中。

在從同軸電纜轉(zhuǎn)向IP期間，許多情況下將有使用部署的3G b/s同軸電纜設(shè)施的需求。IP為一種雙向信號，使用兩根光纖：一條用于發(fā)送，一條用于接收。

作為管理較高數(shù)據(jù)率的一部分，例如很淺的中間壓縮是把12G b/s信號降為3Gb/s的好選擇。這種信號然后放入IP封裝器，并在以太網(wǎng)上傳輸，一般用光纖。

一種典型的連接器是雙LCSF P+。它把電子轉(zhuǎn)換為光子，或反過來。不過，也有帶DIN或HDBNC連接器的雙SFP，配置為收發(fā)器。這些設(shè)備無理由不能用于傳輸用同軸電纜在IP上壓縮的4K。

五.IP基礎(chǔ)設(shè)施

光纖優(yōu)于同軸電纜的主要優(yōu)點(diǎn)是重量和帶寬。光纖的實(shí)際帶寬受限于電子和光子之間的高速轉(zhuǎn)換能力。以太網(wǎng)能夠提供可承受的IOGb/s速度，而在該速度使用多條光纖，已能產(chǎn)生40Gb/s和IOOGb/s以太網(wǎng)連接。

對于更大的投資，可獲得25Gb/s，4條光纖可增加帶寬到lOOGb/s，10條可增加到250Gb/s。隨著未來三到四年視頻數(shù)據(jù)率從12G b/s增加到24Gb/s，光纖是保證帶寬容量的最佳方式。

IP交換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用主干加分支連接方案（也稱為一對一連接網(wǎng)格）。

這對無阻塞交換能力是必需的。以此方案連接許多l(xiāng)OGb/s光纖可能耗時且對管理是物理挑戰(zhàn)。

為克服此難題，有一種成為光互聯(lián)或OIC的解決方案。OIC使用一種光混洗器，將10Gb/s信號重新物理映射進(jìn)更邏輯的結(jié)構(gòu)，在這個結(jié)構(gòu)中多條光纖到達(dá)相同的物理位置。 （參見圖6）。

QSFP連接器有源光纜（AOC）現(xiàn)在在位于隔板的OIC映射人易于管理的MPO/MTP連接器。OIC輸出是另一個MPO/MTP連接器。現(xiàn)在，不用對每條10G b/s光纖做連接，有組織的光纖束易于管理且在主干和分支之間路由。

OIC的一種附加優(yōu)點(diǎn)是在混洗器可產(chǎn)生一個信號分接頭。這種光學(xué)分接頭為調(diào)試和檢修結(jié)構(gòu)化光纖互聯(lián)提供非侵入式信號檢測。

與電視技術(shù)的其它進(jìn)展一樣，初現(xiàn)的IP演播室基礎(chǔ)設(shè)施未來幾年無疑將重新定義和擴(kuò)展。不過，現(xiàn)在優(yōu)點(diǎn)是真實(shí)的，并將在可預(yù)見的未來服務(wù)系統(tǒng)。