劉偉寧

摘 要 在改革開(kāi)放之后，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平也顯著提升，尤其是超高清晰度視頻信號(hào)的產(chǎn)生，對(duì)電視制作播出系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文對(duì)電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)框架解決方案進(jìn)行分析研究，希望能夠提高電視制作播出系統(tǒng)性能，進(jìn)而為人們提供更加優(yōu)質(zhì)電視服務(wù)。

關(guān)鍵詞 IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；電視制作播出系統(tǒng)；解決方案

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）183-0082-02

電視技術(shù)在快速發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，高清電視節(jié)目在制作播出上面取得了顯著成果的，各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)逐漸在電視技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，特別是4K超高清設(shè)備上面。4K超高清設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中清晰度較高，色彩豐富，具有較高興化比，發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他技術(shù)水平。4K等超高清電視技術(shù)在電視節(jié)目制作播出系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)雖然具有重要作用，但是也存在一定問(wèn)題，特別是在信號(hào)寬度上面，對(duì)傳統(tǒng)電視制作播出系統(tǒng)運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。想要推動(dòng)電視制作質(zhì)量，構(gòu)建電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案就顯著尤為重要。

1 解決方案

按照電視制作播出系統(tǒng)所存在的問(wèn)題，研究人員現(xiàn)階段已經(jīng)制定了電視IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案，也就是通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)镮P數(shù)據(jù)包，在傳輸過(guò)程中借助完善成熟高速網(wǎng)絡(luò)作為傳出途徑，具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知，在電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)，不同機(jī)械設(shè)備之間不僅僅應(yīng)用信號(hào)進(jìn)行連接，同時(shí)部分機(jī)械設(shè)備還應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行連接。在整個(gè)電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)，主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸連接，屬于雙向連接，并且通道數(shù)量顯著增加，電視制作播出系統(tǒng)架構(gòu)有效簡(jiǎn)化，不同設(shè)備之間可以像終端設(shè)備一樣進(jìn)行傳輸。

IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號(hào)已經(jīng)應(yīng)用較長(zhǎng)時(shí)間，但是之前由于互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及寬帶等因素受到約束，所以基本上采取網(wǎng)絡(luò)傳輸模式。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在逐漸完善成熟之后，網(wǎng)絡(luò)寬帶每年都取得了顯著發(fā)展成果。根據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，在2005年之后，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接口數(shù)量一定超過(guò)電視基帶信號(hào)寬帶數(shù)量，在這種情況下為IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號(hào)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)條件。電視圖像在進(jìn)行傳輸過(guò)程中，不僅僅需要傳輸圖像周期，同時(shí)還需要具有一定空余時(shí)間，在空余時(shí)間對(duì)傳輸圖像格式等基礎(chǔ)信息。在電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方面內(nèi)，筆者充分利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)，在空余時(shí)間內(nèi)傳輸所需要的信息。在IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上面應(yīng)用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，圖像傳輸碼率能夠顯著提升，對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶要求也就適當(dāng)降低，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)線路內(nèi)能夠通過(guò)傳輸多種傳輸信號(hào)[1]。

IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包更替基帶信號(hào)進(jìn)行信號(hào)傳輸過(guò)程中，還存在幾個(gè)問(wèn)題需要解決，這樣才能夠保證信號(hào)傳輸質(zhì)量。

2 信號(hào)延時(shí)問(wèn)題

電視節(jié)目在制作過(guò)程中，在很多情況下信號(hào)需要實(shí)時(shí)進(jìn)行傳輸，同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)性處理，信號(hào)要是存在十分嚴(yán)重延時(shí)情況，對(duì)電視節(jié)目制作將會(huì)造成嚴(yán)重影響。按照筆者長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，正常情況下，電視節(jié)目在制作過(guò)程中，信號(hào)傳輸延時(shí)必須控制在5幀之內(nèi)。與此之外，信號(hào)在進(jìn)行傳輸過(guò)程中，信號(hào)延時(shí)需要控制在一定范圍內(nèi)，必須控制在系統(tǒng)緩沖時(shí)間范圍內(nèi)，進(jìn)而才能夠保證圖像及聲音流暢，防止電視節(jié)目在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)停頓情況。所以在構(gòu)建電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)過(guò)程中，必須滿足圖像及聲音流暢要求。

根據(jù)有關(guān)不同統(tǒng)計(jì)，大部分10g交換機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，信號(hào)傳輸出現(xiàn)延時(shí)情況較少，延遲數(shù)量大約為高清電視1行傳輸周期左右，甚至更小，同時(shí)局域網(wǎng)需要具有良好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，進(jìn)而將延時(shí)控制在規(guī)定范圍內(nèi)，在借助精確同步系統(tǒng)之下，能夠有效解決IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所存在的延時(shí)情況[2]。

3 時(shí)間精確同步

電視節(jié)目在制作過(guò)程中，圖像切換精度需要以幀作為計(jì)算范圍，也就是圖像在進(jìn)行切換過(guò)程中，必須降低外部影響因素對(duì)圖像制作所造成的影響，進(jìn)而才能夠保證圖像在更換過(guò)程中，不會(huì)出現(xiàn)閃動(dòng)情況。這就需要電視制作播出系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，不同信號(hào)能夠保證傳輸時(shí)間相同。在互聯(lián)網(wǎng)背景之下，信號(hào)傳輸想要同步，政府部門(mén)相互頒布了較多標(biāo)準(zhǔn)，在不同標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)都對(duì)同步精確時(shí)間進(jìn)行了明確規(guī)定。為了能夠保證電視制作播出系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備之間在進(jìn)行傳輸過(guò)程中，系統(tǒng)具有基準(zhǔn)時(shí)間差，進(jìn)而保證時(shí)鐘數(shù)據(jù)包之間可以進(jìn)行通訊傳輸，降低不同延時(shí)因素所造成的影響，并且對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘時(shí)間進(jìn)行校對(duì)。

時(shí)鐘校對(duì)原理大約為：系統(tǒng)主時(shí)鐘定期傳輸報(bào)文信息，從時(shí)鐘在接受到報(bào)文信息之后，及時(shí)向主時(shí)鐘進(jìn)行針對(duì)性反饋，不同時(shí)鐘系列需要同步完成發(fā)出及接受報(bào)文信息傳輸情況，并且對(duì)報(bào)文信息傳輸時(shí)間進(jìn)行記錄，保證任何信息上面都具有一個(gè)針對(duì)時(shí)間點(diǎn)。按照?qǐng)?bào)文傳輸所記錄的時(shí)間，接收端在運(yùn)行過(guò)程中，可以在自身局域網(wǎng)環(huán)境內(nèi)，對(duì)報(bào)文信號(hào)基準(zhǔn)誤差時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，了解信號(hào)延時(shí)時(shí)間，進(jìn)而降低信號(hào)傳輸時(shí)間誤差情況[3]。

4 方案優(yōu)勢(shì)

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單

光纖在同時(shí)對(duì)6條信號(hào)進(jìn)行傳輸工程中，高清信號(hào)壓縮比例顯著提高，進(jìn)而電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備在連接過(guò)程中，電纜應(yīng)用數(shù)量大幅度減少，設(shè)備之間接口數(shù)量也就顯著減少。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳輸過(guò)程中屬于雙向傳輸，這就需要攝像機(jī)及轉(zhuǎn)換臺(tái)通過(guò)電纜進(jìn)行傳輸，保證攝像機(jī)能夠?qū)π盘?hào)及視頻信號(hào)進(jìn)行傳輸，切換信號(hào)及通信信號(hào)都可以雙向進(jìn)行傳輸，電視制作播出系統(tǒng)架構(gòu)得到了有效簡(jiǎn)化[4]。

4.2 系統(tǒng)靈活

正是由于電視制作播出系統(tǒng)在采取網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之后，電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備得到有效簡(jiǎn)化，空間設(shè)備就可以進(jìn)行共享，有效提高電視制作播出系統(tǒng)資源利用效率。就以IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)協(xié)議來(lái)說(shuō)，IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)協(xié)議內(nèi)包含音頻信號(hào)、鼠標(biāo)信息、在線包裝設(shè)備等內(nèi)容，這就需要在針對(duì)位置上面配備針對(duì)性設(shè)備。這樣電視制作播出系統(tǒng)設(shè)備在進(jìn)行安裝及拆卸過(guò)程中，設(shè)備連接更加靈活。

4.3 升級(jí)方便

電視制作播出系統(tǒng)在采取IP化網(wǎng)路架構(gòu)之后，電視制作播出系統(tǒng)就可以看做是一個(gè)局域網(wǎng)環(huán)境，電視制作播出系統(tǒng)所需要的設(shè)備都像局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)設(shè)備，對(duì)所需要傳輸?shù)男盘?hào)格式進(jìn)行規(guī)劃。電視制作播出系統(tǒng)就可以借助這些原理，對(duì)系統(tǒng)所需要的設(shè)備通過(guò)軟件進(jìn)行更新，進(jìn)而完成電視制作播出系統(tǒng)升級(jí)更新工作，電視制作播出系統(tǒng)升級(jí)成本有效降低。

與此之外，電視制作播出系統(tǒng)在采取IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之后，不僅僅能夠進(jìn)行音頻信號(hào)傳輸，同時(shí)還能夠?qū)Σ煌畔?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。就以視音頻信號(hào)在進(jìn)行傳輸過(guò)程中，還可以一同對(duì)針對(duì)性信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，這樣就可以對(duì)節(jié)目有關(guān)信息進(jìn)行傳輸并且記錄，為電視節(jié)目制作創(chuàng)造良好外部條件。未來(lái)節(jié)目在制作過(guò)程中，可能不僅僅進(jìn)行視音頻信號(hào)進(jìn)行制作，甚至還需要對(duì)節(jié)目信息進(jìn)行制作[5]。

5 結(jié)論

綜上所述，在對(duì)電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在進(jìn)行了解之后，目前電視制作播出系IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雖然這還處于研究階段，電視技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在逐漸完善成熟之后，電視制作播出系統(tǒng)IP化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建設(shè)能夠真正投入應(yīng)用。

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