陳黎

【摘要】這些年，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展使得廣播電視技術(shù)亦隨之得到了較好的成長(zhǎng)，與此同時(shí)高清制作業(yè)務(wù)方面的需要也實(shí)現(xiàn)了明顯個(gè)提升。而以廣播電視中心來(lái)看，不管是節(jié)目制作播出，還是節(jié)目的傳輸，先前的相關(guān)技術(shù)已無(wú)法符合現(xiàn)實(shí)的需要。對(duì)相應(yīng)的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行IP化，從而促使IP和SDI技術(shù)實(shí)現(xiàn)相當(dāng)程度的融合，這是大勢(shì)所趨?；诖?，本文展開(kāi)里的相關(guān)的分析，展開(kāi)了關(guān)于SDI與IP混合系統(tǒng)方面的分析，且以某廣播電視臺(tái)為例，結(jié)合其SDI-IP系統(tǒng)展開(kāi)詳細(xì)的分析，從而助力于行業(yè)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】IP網(wǎng)絡(luò);廣電;SDI系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..028

1. 緒論

以現(xiàn)今的發(fā)展趨勢(shì)而言，在廣電方面，其和IT呈現(xiàn)出更加緊密的聯(lián)系，由于融合媒體的發(fā)展，加之5G的急速成長(zhǎng)，信號(hào)IP化已然成為了大勢(shì)所在，某電視臺(tái)當(dāng)前主要使用SDI架構(gòu)，然而由于電視臺(tái)的發(fā)展，不管是業(yè)務(wù)，還是技術(shù)都應(yīng)該實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)展，因此必須設(shè)計(jì)能夠符合實(shí)際情況的主控系統(tǒng)，由此可以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)調(diào)度的具體實(shí)際要求，強(qiáng)化多種業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系。這種狀況下，以傳統(tǒng)的SDI來(lái)看，其已不能夠符合現(xiàn)實(shí)的需求，因此要構(gòu)建與發(fā)展相適應(yīng)的架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)4K、高清等相關(guān)信號(hào)的有效兼容，亦能夠兼容SDIOVERIP，還有TSOVERIP，從而較好的達(dá)成管理調(diào)度等功能。

2. IP主控系統(tǒng)架構(gòu)的選擇

2.1 架構(gòu)選擇經(jīng)過(guò)

在這方面的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該對(duì)IP矩陣進(jìn)行有效的更新。詳細(xì)而言，所需要的IP矩陣有著較好的使用性，在具體的架構(gòu)上的形式主要表現(xiàn)為以下：首先“基于PC服務(wù)器+網(wǎng)卡架構(gòu)”，其次為“基于SDN交換機(jī)架構(gòu)”。對(duì)以下應(yīng)該予以關(guān)注，展開(kāi)IP主控設(shè)計(jì)作業(yè)的時(shí)候，必須高度重視TSOVERIP，這是由于其信號(hào)流調(diào)度存在著非常明顯的業(yè)務(wù)需求大的特點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候并不存在SDIOVERIP方面的需求，且加上“PC服務(wù)器+網(wǎng)卡”呈現(xiàn)出較為成熟的特點(diǎn)，這對(duì)于TSOVERIP壓縮流而言，是非常適合調(diào)度應(yīng)用的。在前期，業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需求借助該種架構(gòu)是能夠很好地實(shí)現(xiàn)的。然而由于SMPTE2022等的逐漸出現(xiàn)，這就在很大程度上意味著以后信號(hào)IP化標(biāo)準(zhǔn)的確定，特別是出于對(duì)以后4K的整體發(fā)展趨勢(shì)方面的綜合考慮，這就使得SDIOVERIP無(wú)壓縮信號(hào)需求表現(xiàn)的更為急迫，借助比較上述兩種架構(gòu)，能夠看出，“PC服務(wù)器+網(wǎng)卡”這種架構(gòu)顯然不可能和SDIOVERIP實(shí)現(xiàn)較好的匹配，同時(shí)其還有著以后擴(kuò)展升級(jí)方面的限制因素，所以不可能符合以后業(yè)務(wù)成長(zhǎng)的實(shí)際需求;但是在SDN交換機(jī)架構(gòu)方面，其可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)TSOVERIP以及SDIOVERIP的兼容，支持無(wú)壓縮和壓縮超高清，同時(shí)在相應(yīng)的操作方面，和以往的SDI模式并不存在差異。出于這方面的考慮，在本文里選取系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，將會(huì)更加傾向“基于SDN交換機(jī)架構(gòu)”系統(tǒng)。

2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)考慮

進(jìn)行IP系統(tǒng)構(gòu)建的時(shí)候，最關(guān)鍵的所在為SDN交換機(jī)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其的控制，應(yīng)該使用與之相關(guān)的軟件展開(kāi)相應(yīng)的工作。進(jìn)行組播工作的經(jīng)過(guò)里，主要通過(guò)交換機(jī)從而完成NAT組播工作，這樣便可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)度作業(yè)。而在這個(gè)經(jīng)過(guò)里所展現(xiàn)出的具體優(yōu)勢(shì)為，進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)調(diào)度作業(yè)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的改變，與先前的SDI幾乎一致，這也就意味著在源以及目的設(shè)備上會(huì)保持一致。

3. IP主控設(shè)計(jì)的相關(guān)要素分析

3.1 系統(tǒng)規(guī)模考慮

在應(yīng)用4KSDIOVERIP的時(shí)候，未能夠達(dá)兼容的狀態(tài)，應(yīng)該對(duì)SDN交換機(jī)予以足夠的關(guān)注，通常的做法為設(shè)置25G端口，而為了能夠滿足以后的實(shí)際需求，應(yīng)該在此基礎(chǔ)上能夠配置100G的擴(kuò)展端口。系統(tǒng)支持HD-SDIOVERIP信號(hào)達(dá)128X128路矩陣規(guī)模，支持4KSDIOVERIP信號(hào)達(dá)48X48路矩陣規(guī)模，壓縮IP信號(hào)流達(dá)256×256路矩陣規(guī)模。

3.2 IP主控信號(hào)鏈路設(shè)計(jì)

以主控系統(tǒng)而言，在信號(hào)鏈路方面的安全為關(guān)鍵所在，從而確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而展開(kāi)信號(hào)鏈路作業(yè)的經(jīng)過(guò)里，整體都會(huì)通過(guò)主備設(shè)計(jì)進(jìn)行，并不會(huì)有單一潰點(diǎn)。這種情況下，為了促使信號(hào)調(diào)度能夠處于較好的穩(wěn)定狀態(tài)，必須借由一致的方式作用IP信號(hào)。

3.3 .IP主控系統(tǒng)管控設(shè)計(jì)

主控機(jī)房方面，主要由IP主控發(fā)揮相應(yīng)的整體管理功能，并且為了能夠符合臺(tái)里別的系統(tǒng)IP信號(hào)的需求，也就是在展開(kāi)調(diào)度操作的時(shí)候，可以展現(xiàn)出相當(dāng)程度的敏捷性，應(yīng)該在制作中心區(qū)域進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)，由此實(shí)現(xiàn)子管控區(qū)的達(dá)成，接著則是要對(duì)端口以及具體的權(quán)限展開(kāi)有效的構(gòu)建，而這部分的工作則是主要結(jié)合IP調(diào)度矩陣實(shí)現(xiàn)，而以該臺(tái)來(lái)看，同時(shí)存在著另外一些系統(tǒng)，它們亦會(huì)對(duì)IP信號(hào)表現(xiàn)出相當(dāng)程度的具體需求，如此便可以進(jìn)行相關(guān)聯(lián)的調(diào)度作業(yè)，如此態(tài)勢(shì)下，能夠促使子操作終端發(fā)揮較好的功能，由此實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)端口所展現(xiàn)出的IP信號(hào)調(diào)度作用。且能夠在先前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)變化的狀況下，達(dá)成對(duì)IP矩陣操作終端的有效的擴(kuò)展。結(jié)合具體的狀況，布置網(wǎng)絡(luò)條件，且要支持關(guān)聯(lián)的設(shè)施。

4. 某廣播電視臺(tái)SDI-IP網(wǎng)絡(luò)配置分析

在2019年歲末，該臺(tái)計(jì)劃對(duì)先前的5個(gè)演播室進(jìn)行改裝，促使其成為能夠?qū)崿F(xiàn)全高清播放的演播室，在以后一些演播室則是能夠?qū)崿F(xiàn)兼容4K制作。處于該臺(tái)六樓的5訊道300平方米的演播室主要的功能是用來(lái)進(jìn)行新聞訪談節(jié)目;而在位于七樓的5訊道150平方米的演播室主要用來(lái)綜藝方面的直播，其主要承擔(dān)著《綜藝娛樂(lè)》等節(jié)目的播出任務(wù)，同時(shí)，其還承擔(dān)著別的節(jié)目制作任務(wù);在節(jié)目中心的一樓，這個(gè)區(qū)域的演播室整體大小為100平方米，整體呈沉浸式，具體功能為混合現(xiàn)實(shí)演播室。以演播室的主體來(lái)看通過(guò)LED屏的應(yīng)用，達(dá)成三維空間效果，正式由于這種先進(jìn)的技術(shù)，從而促使其有著較好的透視差異，還能夠借助圖像動(dòng)態(tài)校正方面的技術(shù)，由此能夠于部分相對(duì)小的區(qū)域中打造成多元豐富的虛擬情景。這種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，可以較好地應(yīng)用于各種節(jié)目之中，并且可以滿足直播節(jié)目的現(xiàn)實(shí)需求;在節(jié)目中心里，還有著2訊道虛擬扣像演播室，這些演播室的存在，能夠完成相應(yīng)的錄制摳像工作。在前面介紹的三個(gè)演播室，主要是用來(lái)節(jié)目的直播，且可以同時(shí)進(jìn)行節(jié)目的制作。而以該電視臺(tái)的實(shí)際情況來(lái)看，在每一天都有多于三場(chǎng)的節(jié)目直播，而在一些時(shí)候，需要借助外景直播與棚內(nèi)的互動(dòng)展開(kāi)，整個(gè)直播量大，且使用形式較多。而上述演播室則是全部能夠?qū)崿F(xiàn)共享，而且在播放總控等方面的信號(hào)源亦能夠?qū)崿F(xiàn)共享，這樣的話便可以達(dá)到節(jié)目包裝的共享。而值得關(guān)注的是，以上述三個(gè)演播室來(lái)看，它們能夠較好地實(shí)現(xiàn)彼此備份。還有，以部分節(jié)目來(lái)看，則是要連接電臺(tái)等實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的直播工作。而在接下來(lái)的規(guī)劃里，期望能夠和該市的市民大廳演播室達(dá)成相應(yīng)的互動(dòng)。而在系統(tǒng)信號(hào)數(shù)量方面，以及工作里具體的需求層面，具體如圖2所示。在這些實(shí)際的需求方面，會(huì)對(duì)信號(hào)共享有著更為高規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)。而達(dá)成有效的SDI-IP網(wǎng)絡(luò)，即是整個(gè)工作的核心要點(diǎn)。通過(guò)對(duì)技術(shù)以及節(jié)目的多次分析研判，在最后，決定使用能夠滿足ST2110標(biāo)準(zhǔn)的SDI-IP網(wǎng)絡(luò)搭建SDI-IP混合系統(tǒng)，能夠借助在設(shè)施方面的較少支出，系統(tǒng)布線方面的精準(zhǔn)施行，由此達(dá)成以上的效果。

而在經(jīng)過(guò)最后的招標(biāo)作業(yè)后，最終確定了以下的設(shè)施設(shè)備，從而助力于SDI-IP網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作：（1）電信級(jí)低時(shí)延單模和多模光纖;（2）3臺(tái)華為企業(yè)級(jí)（CE8800系列）100G交換機(jī)作為核心交換機(jī)，互為主備，無(wú)阻塞、低時(shí)延，單臺(tái)交換機(jī)背板帶寬達(dá)12.8Tb/s，支持IGMP、PIM-SM、PIM-DM、MSDP以及MBGP等組播路由協(xié)議，具有智能QoS和無(wú)丟包緩存自動(dòng)配置功能;（3）選用華為S6700系列交換機(jī)作為PTP交換機(jī)，支持物理層PTP同步功能，能夠促使時(shí)鐘同步作業(yè)實(shí)現(xiàn)極好的精準(zhǔn)性。最終建成的SDI-IP和PTP同步網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如3所示。

5. 討論

在SDI信號(hào)方面，存在著數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，且要求能夠達(dá)成及時(shí)穩(wěn)定傳輸，所以必須從具體的情況著手，構(gòu)建相應(yīng)的SDI-IP系統(tǒng)。需要關(guān)注的是，如若能夠符合系統(tǒng)帶寬要求的話，則是應(yīng)該由此構(gòu)建最大系統(tǒng)帶寬;其次，必須網(wǎng)絡(luò)同步予以足夠的關(guān)注，特別是精準(zhǔn)性方面，還應(yīng)該要保持低時(shí)延;而且還要關(guān)注設(shè)備的選型，這是為了能夠在以后展開(kāi)相應(yīng)的兼容作業(yè)，從而滿足4K的實(shí)際需求。

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