電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用探究

毋 冰

（廣東廣播電視臺，廣東 廣州 510000）

隨著時代的發(fā)展，電視網(wǎng)絡(luò)制播技術(shù)也得到了快速發(fā)展，該技術(shù)的提升，不僅提高了電視節(jié)目轉(zhuǎn)播的質(zhì)量，同時也促進(jìn)了我國網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)播行業(yè)的發(fā)展。目前在網(wǎng)絡(luò)電視轉(zhuǎn)播過程中應(yīng)用范圍最廣的系統(tǒng)為電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中能夠?qū)D(zhuǎn)播信號進(jìn)行高效處理，縮短節(jié)目轉(zhuǎn)播中存在的信號時差，實現(xiàn)了全兼容資源共享。

一、電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的組成

電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)出現(xiàn)在2017年，在此之前，網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)設(shè)計依舊停留在純單機(jī)模式，該形式無法完成文件化的網(wǎng)路傳播，也無法形成全共享、文稿串聯(lián)的驅(qū)動程序，因此需要對目前的網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)展開完善，制定一個將技術(shù)化、網(wǎng)絡(luò)化融于一體的4K制播系統(tǒng)。電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)主要在IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上展開，由收錄通道、單邊收錄通道、核心存儲系統(tǒng)、工作站組成，以上設(shè)備之間相互協(xié)調(diào)，保證電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量。另外，電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)是我國首個4K一體化的IP網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中能夠處理大量的節(jié)目類型，具有時效高、產(chǎn)量大、跨度大以及復(fù)雜性強(qiáng)等特點，同時電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的應(yīng)用價值較高。

二、電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的設(shè)計方法

（一）存儲網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)中的核心存儲是全I(xiàn)P的以太存儲體，存儲文件系統(tǒng)在分布式架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，存儲節(jié)點之間的通信數(shù)據(jù)在交換過程中主要通過以太網(wǎng)展開。例如，在平昌冬奧會期間，電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)共計6座存儲節(jié)點，該6座存儲節(jié)點采用疊加的方式展開，這種方式能夠提升存儲點的性能以及容量，進(jìn)而達(dá)到外場的彈性規(guī)模要求，在轉(zhuǎn)播賽事的過程中，主要提供4K/HD節(jié)目空間為550TB，設(shè)備在訪問存儲體過程中主要通過CIFS網(wǎng)絡(luò)展開。

在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，需要采用接入層以及匯聚層展開網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種方式能夠?qū)⒋鎯c接入終端訪問網(wǎng)絡(luò)中，在此過程中，存儲點的交匯部位與匯聚交換機(jī)相互連接。其中的存儲節(jié)點設(shè)計方式為雙上聯(lián)對稱設(shè)計方式，這種設(shè)計方式能夠?qū)崿F(xiàn)存儲結(jié)構(gòu)的高度冗余，在此過程中，6個IP節(jié)點需要全部接入到匯聚層中，該種接入方式能夠?qū)⑻嵘娨暸_移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的存儲性能，同時保證其中的負(fù)載平衡。

（二）多通道編碼收錄的設(shè)計

多通道編碼收錄設(shè)計主要包括以下幾方面內(nèi)容：

第一，在電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)中，收錄系統(tǒng)中的一臺服務(wù)器需要滿足收錄雙4K通道，在此過程中需要增加收錄設(shè)備的密度。在傳統(tǒng)收錄設(shè)備中，一臺服務(wù)器只能接收一條通道，必須使用大量的收錄服務(wù)器，才能完成相應(yīng)指標(biāo)，但是如果一個服務(wù)器能夠接收多個通道，則會大大減少收錄設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量，進(jìn)而降低電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的運行成本。

第二，確定其中的主編碼格式，在此過程中XAVC的編碼格式應(yīng)用價值較高，該種編碼格式能夠在500MPBS的碼率環(huán)境中保證畫質(zhì)不出現(xiàn)下降。在此過程中可以使用雙千兆以太鏈路綁定的方法，提升單機(jī)工作站中的網(wǎng)絡(luò)性能，提升XAVC中的碼率，提升網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

第三，對低碼率展開拓展，服務(wù)器在高碼率編碼的過程中還會產(chǎn)生低碼率文件，這種類型的低碼率文件在轉(zhuǎn)播中作為數(shù)據(jù)資料，提供給相應(yīng)的媒體資料系統(tǒng)，這種方式能夠在短時間內(nèi)完成歸檔。另外，根據(jù)電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的運行要求，還需要產(chǎn)生低碼質(zhì)量的TS流，主要用于后場遠(yuǎn)程信號切換以及后場編輯等，提升轉(zhuǎn)播過程中后方聯(lián)動制播質(zhì)量。

（三）HDR編輯的設(shè)計

在節(jié)目轉(zhuǎn)播過程中，不僅需要轉(zhuǎn)播的實效性，同時還需要轉(zhuǎn)播的高效性以及精細(xì)化制作流程。電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)中的主流攝像機(jī)在實際應(yīng)用中采用XAVC、VAC ULTRA、DNXHR編碼，針對其中4K格式的編碼，其設(shè)計重點為顯卡，在此過程中需要對GPU資源展開充分利用，使其能夠在四層以上的50P全幅編輯中得到應(yīng)用。其中橫向壓縮編碼技術(shù)能夠?qū)PU解碼資源展開充分應(yīng)用，能夠在六層以上的半實幅展開編輯，進(jìn)而有效解決其中多層編輯的問題，提升電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的合成效率，最終達(dá)到實時渲染合成的目的。

在節(jié)目制作的過程中，電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)通過智能實時變換HD SDR技術(shù)，利用2020色域還原了709中的顯示效果，同時制作HD節(jié)目，進(jìn)而提升了電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)整體制作質(zhì)量。

（四）文件化播出的設(shè)計

在文化播出的過程中，設(shè)計人員在節(jié)目現(xiàn)場搭建了一套能夠4K同步播出的串聯(lián)單影子播出系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在播控以及播調(diào)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)主信號、備用信號、預(yù)監(jiān)信號以及大屏信號輸出功能。在技術(shù)應(yīng)用過程中，采用專屬文件保護(hù)系統(tǒng)，保護(hù)電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)以及節(jié)目播出的安全性和完整性，同時，采用邊遷邊播的方式，保證節(jié)目轉(zhuǎn)播過程中的實效性，進(jìn)而提升電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量。例如，在平昌冬奧會轉(zhuǎn)播的過程中，將央視專區(qū)作為試點，對賽事以及前場拍攝展開了專題訪問，利用外場工作站進(jìn)行編輯和壓縮之后，將其發(fā)布到央視專區(qū)。

三、電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的應(yīng)用

電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)經(jīng)常應(yīng)用在節(jié)目制作的過程中，其中涉及的節(jié)目類型較多、范圍較廣，包括新聞類、直播類、專題類以及包裝類等，因此需要電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)具有較強(qiáng)的綜合性。例如，在冬奧會期間，開幕式直播、閉幕式直播、短道速滑直播、花樣滑冰直播以及自由滑雪直播的過程中，都采用4K信號展開處理，其中包括電視信號的收錄、電視節(jié)目的剪輯以及電視節(jié)目的發(fā)布等內(nèi)容，大大提升了電視轉(zhuǎn)播的質(zhì)量。

由此可以看出，應(yīng)用電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)轉(zhuǎn)播電視節(jié)目，能夠為節(jié)目推送、制作進(jìn)行全面保證，在賽事轉(zhuǎn)播的過程中，共計收錄信息589小時，制作了177條4K節(jié)目制作，共計時長為240小時。通過以上數(shù)據(jù)能夠發(fā)現(xiàn)，電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中打破了傳統(tǒng)技術(shù)的限制，根據(jù)實際需求不斷完善自身技術(shù)，提升自身的應(yīng)用水平，對目前電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)展開優(yōu)化，最終為觀眾呈現(xiàn)出完美的電視節(jié)目轉(zhuǎn)播。

四、結(jié)論

綜上所述，隨著人們對電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的關(guān)注程度越來越高，如何提升電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的運行質(zhì)量，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點問題。本文通過研究電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，對其進(jìn)行研究，能夠有效提升電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量，同時還能夠促進(jìn)高清網(wǎng)絡(luò)制播行業(yè)的良好發(fā)展。由此可以看出，研究電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的設(shè)計以及應(yīng)用，能夠為今后電視臺移動外場4K超高清網(wǎng)絡(luò)制播系統(tǒng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。