郭青梅 杨安鑫

【摘要】IP数字电视节目的内容以数字化形式实现，在远程传输的主流城域网络上通过MSTP及IP完成。就IP数字电视节目的远程传输技术展开研究，提出基于IP技术架构的解决方案，将SDI基带信号向IP数据包进行转换。最后提出IP技术在电视节目传输中的具体应用，并结合5G大数据时代的发展愿景进行分析，以期为电视节目的远程传输技术发展提供一定支持。

【关键词】IP数字电视节目;远程传输实践;技术分析

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.18.004

随着我国社会经济的不断发展，当前阶段，IP技术在各个领域中得到了十分广泛的应用，并且取得了一定发展。就电视节目传输而言，科学应用IP技术能够有效提高节目信号传输的质量和效率，为广大观众提供更加优质的节目观看体验。基于此，下文就IP数字电视节目的远程传输技术展开分析，以此提高电视节目传输的性能及效率，让5G时代下数字电视制播技术得到更好发展。

1. IP数字电视节目的远程传输技术

1.1 技术结构优化

根据实际情况运用高分辨率数字IP技术，在系统结构优化上可以依托虚拟化、大数据和云计算等当前阶段的先进技术来实现，以资源的方式强化不同部门间的联系与协作，同时增加针对系统管理经验，提高各环节的实际工作效率。目前，IP技术架构在一系列开放平台中得到广泛应用并取得了较为理想的效果，技术应用对于电视台开展新媒体业务有着积极的促进作用，很大程度上可以摆脱传统功能带来的限制，提升电视节目竞争力。数字电视节目IP化可以对三网产生积极影响，实现协议统一，以此将各网络产生的问题予以有效解决，进而推动传统媒体与新兴市场有机结合，更好地新媒体背景下观众对于电视节目日益增长的实际需求。

1.2 网络系统扩展

从技术架构上来看，IP网络的技术架构较为简单，在架构配置上的难度较低，后续的维护管理工作也十分便利。根据实际情况设计并应用IP网络架构技术对于电视节目的远程传输有着积极的促进作用，不仅能够为超高清电视信号的混合调配提供必要支持，在传输距离上也更加具有优势，同时也为后续的系统扩容发展提供便利;在此架构下仅需要把电视设备与互联网网关设备进行连接即可实现电视节目画面分辨率的转换，包括标准、高以及超高分辨率。当前阶段，传统SDI技术设备在通用性能上并未实现理想效果，从SDI设备核心技术的掌握上来看，国产设备仍存在较大的提升空间，但国外制造生产的SDI设备在价格上不具优势。但从IP技术领域上来看，国产设备拥有较高起点，并具有广阔的发展前景，在IP架构系统建设中合理使用国产设备能够实现对建设成本的有效控制。

2. IP化视域下电视节目传输的技术优化

2.1 总体思路

当前阶段，4K超高清电视节目已经成为主流，在其制作和传输的过程中，相关工作人员需根据实际情况采取相应举措将网络速度及传输问题予以解决，而IP技术恰恰能够为电视节目传输提供有效支持。可以运用IP网络技术以及光纤特性对SDI信号与IP分组数据（SDI-over-IP）信号进行相互变换。当前阶段的信号域在全国大部分范围内均处于传统SDN网络架构模式，IP化正处于起步阶段。在SDI-over-IP框架日渐成熟的同时，在电视台演播室、播出系统等方面开始逐渐应用IP化网络，在此基礎上持续推进全信号IP化的建设。

受到传统SDN架构硬件链路自身特性的影响，在系统升级时会由于其不具备弹性会使得系统被推翻并进行重新构建;对于4k超高清系统而言，在其建设过程中要将每路信号进行拆分，使其成为4路3G SDI传输，矩阵端口需求为高清的4倍之多，规模也会随之增加;如果按照传统SDI技术架构发展则存在较大困难程度。IP架构下的电视节目传输能够运用当前较为成熟的IT技术，同时与格式不存在关联，而且具有较高的灵活弹性，EBU、SMPTE、AMWA、NOMS等行业标准化组织均在电视节目信号域架构IP化上进行努力，颁布并实施ST2110、ST2059、IS04、IS05等一系列协议标准，从实际效果上来看取得了广泛支持。

2.2 技术优化

从相关数据中能够看出，大部分10G交换机在对大型数据包（视频信号）进行交换时会产生较小延迟。与高清电视（1080/50i）信号进行比较而言，过渡延迟更长，与2K技术进行比较而言，4K超高清信号延迟的持续时间超过了18微秒。如果网络交换机具有较为理想的网络环境，那么在链接上便会以恒定的速度完成。IP网络体系结构优化能够对由于信号不好所导致的信号延迟情况做出最大程度上的规避。

时间同步技术在电视制播系统中的应用能够很大程度上规避信号延迟情况，我们通过BB锁相式对传统SDI基带信号系统中的视频信号进行处理，以此确保其同步性。但由于IP系统中的信号具有超高码率的特征，需根据实际情况选用适当的IP网络同步技术来实现同步性，通常而言，可以利用PTP（精确时间协议）来满足同步需求，让信号传输的时间和频率达到预期标准，从实际应用的效果能够看出，同步精度可以控制在纳秒量级。如此一来，便为信号在以太网传输中的同步提供了有效支持，特别是基于SDI-over-IP技术对电视信号的处理。

此外，我们必须注意的是，传统和IP系统均由各自的优缺点，特别是IP技术这项新技术在开始应用时对于技术人员的专业素质和业务能力均有较高要求。通过对大量电视台的走访、调研及考察，笔者发现多数电视台对此方面都进行了综合性考虑，同时将安全第一作为工作的主要原则，因此在电视节目的播出和传输上选用了较为稳妥的方式，即传统+IP方式，在合理利用两种技术方法优势的基础上为电视台技术人员提供了一个不断适应和熟练新事物的过程，同时也为后续系统的扩展与升级提供了便利。由此可见，在电视节目的播出和传输上要从实际出发合理选择并应用科学的技术方法，以此为广大观众提供更加优质的观看体验。

3. IP传输技术在电视节目传输中的具体应用

以往IP层解决方案针对SDI信号封装并未做出相应处理，在数据传输通道上单纯以太网络的方式完成。因此，本文基于IP传输技术，对电视节目传输的系统架构拟做出如下优化：

如图1所示，核心为4台SDI over IP视频播出服务器，系统整体上采用SDN系统来提供管理服务，配以通用交换机，在主备交换机间做交叉级联，当一个交换机出现问题时，可以通过另一个交换机完成备份。主备交换机将播出信号传送到SDI over IP视频服务器中，以Micro Serv-ice切换信号的帧精度，在开展帧同步检测后，信号将被传输到切换矩阵模块中，内部及外来信号将在此完成调度后传输到高清解嵌模块，接着对视、音频信号进行分离后，对视频进行包装以及完成音频调控，而后在高清音频加嵌模块完成封装后输出信号，向主备交换机完成传输。

近年来IP数字化电视成为需求较大的业务领域，2020年各地已开始重点关注与探索，如广东IPTV推出夕阳红专区/足球天地专区、广东电信IPTV上线音乐专区/升级少儿和戏曲专区、甘肃IPTV上线《梨园行》等等。教育专区、电视直播/点播课、医疗健康服务几乎成为2020年各地运营商都布局和思考的方向。

5G网络的迅速发展为VR、4K、AIoT应用的实现提供了技术前提，进一步赋能视听产业的变革与创新。随着5G的正式商用，未来IP数字电视远程传播的发展将不止于大屏、不止于视频，家庭场景下还有很多价值空间可以挖掘。

4. 结语

广播电视行业也要時刻紧随时代发展的步伐，积极选用先进技术对原有的节目呈现方式进行改变，为广播电视事业的进步发展奠定坚实基础。优质电视节目可以为广大观众带来更好的体验，对于人们生活质量的提升也有着积极的促进作用。所以，业界相关工作人员要善于掌握并利用先进的技术方法，不断完善自身的工作模式，让电视媒体吸引到更多受众，进而为广播电视领域的发展注入源源不断的动力。

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