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数字电视播控系统分析及设计研究范文

时间:2022-06-28 09:22:48

数字电视播控系统分析及设计研究

摘要:在目前广电行业的发展中,电视台开始对电视播控系统进行升级,打造全新的播控系统。本文就河南省平顶山市广播电视台高标清兼容无压缩SDIoverIP电视播控系统的论证建设过程中获得的一些体会和经验分享给大家,以供参考。

关键词:电视播控系统;IP化;漂移;虚拟技术

当前,广电行业的发展有着明确的政策方向:推动传统媒体与新兴媒体融合发展,对广播电视的发展提出了新的要求,加快推动媒体融合发展,构建全媒体传播格局。要求宣传媒体要适应新兴媒体的发展,要有全新全方位的工作思维,让传统媒体和新兴媒体充分发挥各自的优势,二者能够互补发展,从多方面进行深度融合。行业发展方面:互联网企业的迅猛发展,OTT快速发展,观众的变化、内容生产方式的变化,ICT、大数据、物联网快速发展等带动了广电行业的发展与变革。IP技术的发展:随着互联网应用IP技术的普及,IP设备已经在全球每一个角落广泛使用。电视台伴随着对高清、新媒体业务的不断拓展,电视中心从节目制作、播出到传输,以SDI基带视频接口和专用SDI数字视频为基础的技术架构,已成为电视台高清化网络制播下的发展瓶颈,难以满足未来技术和业务拓展的发展需求。基于政策和行业现状以及互联网IP技术的发展,在传统媒体与新兴媒体加速融合发展的背景下,IP化播出将是大势所趋,成为未来电视播控发展的方向。

1广播电视播控系统基本架构和发展方向

1.1广播电视播控系统基本架构

目前,广播电视播控系统基本有2种架构:基带架构和IP化架构。基带架构是以SDI信号通过同轴电缆或光纤传输未经压缩的数字视频信号。其优点是技术成熟,可以保证数字信号点对点可靠传输,原始图像质量不失真,信号传输延迟低。缺点是同轴电缆传输距离受限,系统架构复杂,设备较多,维护繁锁,单向化流程,扩展性不高,投资成本大,且不利于升级改造。IP化架构是通过双绞线或光纤传输经过压缩打包的数据信号。其优点是基于开放平台,网络架构简单,协议通用,系统流程双向化,业务流程可以通过软件定制,系统架构的平台兼容性和业务扩展性强。新技术,用户少,成熟方案少,集成度高,可采用虚拟技术,信号传输处理网络化,接口处理方便。但是,IP化架构目前用户较少,技术维护不直观,而且对技术人员的综合业务能力要求很高。但是,我们经过多次长时间的业务咨询、实地考查、技术论证,又结合电视台的改革,大家一致意见是采用无压缩SDIoverIP虚拟化方式构建高清播控系统,原因有以下几点。

1.2广播电视IP化是电视播控发展的方向

国家新闻出版广电总局把电视中心制播网络IP化分为三个阶段:在第一阶段,要实现业务控制流和音视频压缩编码的IP化,即传输级的IP化;在第二阶段,要实现无压缩音视频的IP化及总控交换级的IP化,数字SDI矩阵将被SDN所代替;在第三阶段,要实现采集、制作、播出、存储、传输、分发全流程的无压缩音视频IP化。目前的技术支持已经能够达到这三个阶段的要求。

1.2.1IP化架构的行业标准SMPTE下SMPTE2022、SMPTE2059两个标准已经产品化。其中,SMPTEST2022-5、6、7系列标准是为了解决IP网络上高比特媒体信号传输的前向纠错、传输、数据报文切换保护等问题。SMPTEST2059-1、2系列标准是为了对IEEE1588协议(网络测量和控制系统的精确时钟同步协议)进行部分优化,使其能够在广播电视系统得到应用,该协议可以精准地恢复出相位和时钟,得到同步并锁定信号,完成精确的帧切换,这为无压缩的IP化播出提供了行业标准。

1.2.2计算机虚拟技术日益成熟计算机的虚拟化技术在社会各行各业得到了大规模应用,并带来了很高的经济效益,虚拟化平台通过软件能够把资源管理和智能调配进行协调应用,对虚拟出来的系统资源、请求处理的业务资源以及用户资源进行智能化管理、开放的接口等,能够提升系统资源利用率,具有计算、存储、网络融合、预集成、高性能、高可靠、高安全、业务自动化快捷部署、统一运维管理、资源自动施放的特点。IP化的电视播控系统要求所有硬件、软件很多都要采用冗余配置,设备故障点能够自行恢复,虚拟技术很大程度上可以实现软硬件的冗余备份,通过软件实现双机热备,还可以对中断的业务功能实现功能漂移,以保障整个播出系统运行的可靠性,在技术维护方面能够实现自动控制的管理模式。

1.2.3虚拟化网络架构为电视播控系统带来的技术优势通过虚拟化平台可实现热迁移备份,当部分功能出现故障时,可有效减少设备故障时间,确保核心业务的连续性,相比传统IT单点故障导致的业务不可用,提升了整个系统的可靠性。还可对物理设备、虚拟设备、应用系统进行集中监控,实现管理维护自动化与动态化。有利于播出业务功能的快速发放,缩短上线周期,提高系统的灵活性与可扩充性,给技术维护工作带来一定的高效率。

1.2.4符合时代媒体要求未来电视的发展以全媒体融合业务平台进行内容汇聚、采集、编辑、制作、存储,与多渠道联动分发、播出、,消除传统媒体与互联网、移动互联网等新兴媒体之间的通信边界。电视播出系统作为节目内容输出、分发的平台,必须具有开放、互联的接口特性,实现与新兴媒体之间的无缝连接,系统基础架构必然向全IP化方向发展。所以,电视播出的IP化顺应了目前新型全媒体时代的要求。实现基础架构IP化,也是新一代电视播出系统最合适的架构载体。在采用IP架构时应注意一个细节,IP化播出系统目前有两种,一种是用作传输的低码流IP播出,使用IGMP和帧序号实现切换,但不能进行帧切换,另一种是进行无损压缩的高码流IP播出,可以达到帧切换的要求。就电视播控的基本要求来讲,要选择高码流、高精度切换的无压缩SDIoverIP。

2总体设计要求中的几个重要项

高清频道采用主备IP化虚拟化播出链路组成的主备路方式,并配置基带播出视频服务器,实现主+备+备异构化播出。这里需要说明的是基带的三备是一个同步播出的视频服务器,不叠加台标和字幕,只是一个应急信源接在播出通道末端的自动倒换器上,目的是增加一路备份,但我们对采用基带+IP的主备模式持反对意见,原因在于,这样的播出系统主备两条线其实都是单独的一条播出线,值机人员和技术人员相当于操作维护了两个播出系统,每一条播出线上的配品配件不能相互通用,系统的单一点很多;由于两套系统一个采用SDI,一个采用TS流,造成整个系统的信号处理设备增加,而且不方便对信号进行统一处理和监测。无压缩SDIoverIP采用虚拟播出视频服务器播出,通过虚拟化软件系统对计算、存储资源进行虚拟化管理。高清编码解码、台标字幕叠加均由虚拟机完成。虚拟技术可以对刀片服务器的资源进行智能管理。实现对各功能模块的创建、删除、扩容、减容及性能监控,实现虚拟机根据系统负荷在不同服务器上迁移。此项功能必不可少,具备漂移功能,可为系统在今后相当长的一段时间内留有扩充的余地。频道采用高清下变换方式高标清同播播出,现有大部分收视观众都使用的是大屏智能电视,采用的是16:9的电视机收看模式,为提高节目通用性,最大化保留节目有效信息,高清下变换的幅型变换考虑采用挤压方式,标清上变换的幅型变换考虑采用拉伸方式,这种模式虽然有些失真,但不缺失。上载的硬盘素材由视频服务器和下变换器进行素材的上下变换,由播出服务器进行播出。外信号则由上下变换器进行变换由IP模块进行IP化后进接入SDN交换机,这样的方式保证了观众在观看标清节目时,能够获得与高清节目同样比例的观看体验。字幕的叠加则采用高清信号切换+高清字幕固定模式下变换同播,即采用同一节目播出单和字幕机播出,以高清信号的切换并叠加完字幕和台标,一路信号直接高清输出,另一路则采用固定模式下变换成标清信号。这种模式系统简单,值机人员少,成本低。对制作网实现文件导入和送播功能;系统送播应具备分布式转码功能,在高效率的情况下确保入库播出系统的节目为播出系统所需格式的文件。在网络防御系统下可以直接实现透传,快速实现上载。这是全台网必不可缺少的功能。播出系统要与融媒体系统能够进行互联互通,实现对融媒体系统接口对接及文件传送的功能。这个功能也是采用IP化架构所能体现其价值的根本。网络防御系统不仅必不可少,而且一定要完善。现在的电视播出系统几乎是不可能独立成网,需要进行数据交换,所以网络安全是最基本的保障。

3结语

无压缩SDIoverIP虚拟化播出系统是电视播控系统IP化的一个方案,笔者认为该方案顺应了电视媒体目前的发展方向,能够与新兴媒体快速融合。另外,系统还具有技术接口的开放性、业务功能的可扩展性,安全可靠,具有较高的性价比。

参考文献:

[1]苏平波.数字电视播控系统中关键技术探析[J].中国传媒科技,2019(1):114-115.

[2]李健新.基于数字播控技术的电视台播出系统优化设计探究[J].西部广播电视,2018(14):190.

[3]卢子薇.数字电视播控系统关键技术[J].科技传播,2018(13):81-82.

[4]江凯.数字电视播控系统相关技术分析[J].西部广播电视,2018(12):219.

[5]舒华.浅析数字电视播控系统的关键技术[J].西部广播电视,2017(23):221-222.

作者:李生光 单位:河南省平顶山市广播电视台

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