浅谈广播电视数字信号IP化如何实践

浅谈广播电视数字信号IP化如何实践
范莉
【摘要】IP技术快速发展,已经覆盖各类数字传输体系,成为众所共识的数据交换方案.广电网络在三网融合的趋势下,如何利用IP技术拓展技术体系和业务体系,已成为当今最热的话题.本文旨在通过传统的数字广播电视体系与IP技术为核心的广播电视体系相比较,并对传统的数字广播电视体系IP化改造方案进行探讨.
【期刊名称】《内蒙古科技与经济》
【年(卷),期】2018(000)023
【总页数】2页(P65,68)
【关键词】数字电视;IP技术;改造
【作者】范莉
【作者单位】内蒙古广播电视台播出部,内蒙古呼和浩特 010000
【正文语种】中文
【中图分类】TN943;TP393.02
当今的广播电视正处于变革的时代。

传统的广播电视产业正面临许多挑战，许多技术都来自于IP领域。

IP产业的发展给广电带来了全新的挑战和机遇，传统广电如何在IP产业蓬勃发展的形势下，顺利向IP化过渡值得深入探讨。

1 以IP技术为核心的广播电视体系的优势
传统的广播电视数字平台是由ASI(异步串行接口)通过同轴电缆连接器将各类设备
链接组成，以流为单位构成完整的数字广播电视体系。

当前广播电视技术升级改造已经进入全媒体、超高清时代。

随着融媒体、4K等超高清技术的发展，SDI作为
一种通过同轴电缆传输高清数字视频的传输标准，当广电处于标清或高清时代时还具有一定的优势，但在即将到来的超高清时代，继续采用传统的SDI 信号会产生
如下几方面问题：①SDI信号构建的系统结构，在系统拓展性和可变性方面相对较差，从而造成业务之间的调度比较复杂，不能够很好的适应新业务。

②SDI信号传输所需电缆多，矩阵交换一根电缆只能承载一路SDI信号，几百甚至上千条SDI
电缆捆绑在一起，维护比较困难。

③由于SDI信号传输距离较短(不足100m)，在远程传输高清视频信号时，会造成信号衰减、延时，产生误码图像失真。

系统IP化相比采用SDI信号的优势在于：IP网络覆盖范围大，拓扑灵活，布线简单，而且IP信号压缩编码方式已经非常成熟。

IP化系统可以对设备进行重复使用，相比传统SDI系统，节约投资。

在当前用SDI信号传输4K信号需要4条线缆，
而IP化后一条10G以太网线缆就可以传输，扩充节目只需增加接入网关设备就可以。

随着IP技术的发展，以其方便灵活的交换方式渗透到了所有关于数据传输的领域，为多种技术的有效融合提供了便捷多样的方案。

IP技术可是实现UHD-1、UHD-
2(4K、8K)等新的视频格式的传输和制作，相比较传统的广播电视数字平台传输制作这类信号能够减轻系统的负担。

同时IP技术可以建立新型的广告投放模式，例如：使用新媒体互联网软件APP广告投放，直接针对广告接触群体设立粉丝阅读
回馈，使得广告主直接与广告的接触群体联系，实现利益最大化。

视频点播业务(VOD)是近年来新兴的传媒方式，如何利用IP技术把传统的广播电视业务向OTT、VOD(视频点播)方向扩展，充分凸显IP技术“无处不在的”优势，这是目前需要
解决的问题。

未来的广播电视系统，其最终的目的就是把制作好的节目通过各种传输途径快速有效地传递给消费者。

电视机已经不是唯一进行视频消费的途径，消费
者正快速改变使用习惯，只有适应这种变化才能使广播电视新业务得到有效推广。

通信和IT的产业规模要比广播电视的产业规模庞大很多。

从传输速率来看，广播
电视从模拟信号发展至高清信号，传输速率仅仅从270Mbps增加到12Gbps，而IP的传输速率从1Mbps发展到现在的10GE甚至100GE，速度之快令人惊讶。

从数据的处理能力来看，IP交换机的数据处理能力要比传统矩阵的数据处理能力
快很多。

例如：在相近的带宽下，一台256×256的矩阵要占用15RU左右的空间和大量功耗。

而IP交换机仅需要1RU的体积和更少的功耗即可实现。

广电如何将IP界巨大的投资和市场优势以及技术嵌入到自身里面，是所有广播电视从业者所
要面临的问题。

2 传统数字广播电视技术系统如何进行IP化改造
未来广播电视的发展在很长一段时间内IP和SDI信号将会共存，在向IP过渡期间，如何设计信号调度的拓扑方案，是向IP顺利过渡的关键因素。

在向IP过渡期间，以下3种信号调度拓扑方案可作参考。

第一种方案，将交换机(IP矩阵)作为整个传输系统的核心。

由于还存在大量的基带信号，因此还需大量配置IP和SDI的转换设备来实现两种信号之间的转换。

但是随着IP信号越来越多，需要转换的情况就会越来越少，直至所有IP信号接入交换机。

此方案初期投资高，但后续工作较简单。

第二种方案，将基带矩阵作为整个传输系统的核心，周边配置IP和SDI的转换设备来实现两种信号之间的转换。

这种接入方式初期较容易，但随着IP信号越来越多的接入，会大量增加IP和SDI的转换设备，当系统内大多数设备都支持IP接口时，就要面临将矩阵更换为交换机(IP矩阵)，之前大量购置的IP和SDI的转换设
备将被淘汰。

此方案入门容易但后续工作较复杂。

第三种方案，保留原基带矩阵为基带信号传输核心，同时增加IP交换机作为IP信号传输核心，构成双核心的传输系统。

俩矩阵分工明确，基带矩阵解决基带信号交
换，IP交换机解决IP信号交换。

中间则按需配置SDI和IP的转换设备。

这种架构信号流程走向比较清晰，可以实现不同信号的相互转换，是前两种方案的折中设计方案。

随着IP技术的发展，大容量计算能力将会带来信号处理方面革新。

传统的播出系统在发展到云播出之前，中间的一个重要步骤是一体化播出服务器，其核心技术是将传统播出系统的播出信号、信号切换、键控等功能软件化，运行在通用计算平台上，接口虽然是SDI，但其内部处理完全IP化，配合云计算平台和云处理软件完成整个工作流程。

传统的数字广播电视体系历经多年的发展，其运行模式是高可靠性和高安全性的，为整个数字电视产业的发展奠定了坚实可靠的基础。

广电的IP化不仅仅是用IP链路代替SDI链路，它的前景是能够享受到IT产业带来的红利、新的广告模式、新的业务模式、新的传输途径，能够满足群众日益增长的文化需求，这才是IP产业的发展给广电带来诸多益处。

[参考文献]
【相关文献】
[1] 刘巍.广播电视IP化[J].现代电视技术,2015,(10).
[2] 格非下一代IP化、虚拟化全媒体发布系统[J].广播与电视技术,2017,(4).。