IP總體規劃建設及對未來媒體技術走向的思考
——IP傳輸與制作

曹新寶 北京安達斯信息技術有限公司

我和大家分享的是 IP 總體規劃建設及對未來媒體技術走向的思考，重點是IP傳輸與制作。

超高清 UHD 4K IP 是當前的一個熱點話題。在廣電行業，我們這兩年聽到最多的詞匯是4K IP。我們來看一下4K IP真正到來之時，會給廣電行業的傳輸、制作帶來什么重大的影響。在國外，尤其是在北美，廣電媒體的傳輸、制作已大量使用IP系統，例如ESPN的體育節目制作已實現了IP化的遠程制作。

1.IP如何改變我們的生產流程？

這兩年，國外的 IP 發展相對來說要更加全面一些。在國內，IP的整體規劃也已提上日程。

傳統音視頻制作的流程，包括轉播、制作、傳輸、匯聚、總控調度、播出、分發，都是基于基帶的實時音視頻制播系統的流程，存在重資產、人員維護費用高、網絡割裂、共享性差等問題。IP化和云化后，會帶來整個節目生產制播流程和控制流程的改變，媒體制播將趨同于一個大的數據中心。

由圖 1 可見，實現全 IP 調度與傳輸后，未來很多的硬件會慢慢地趨向于基于軟件和軟件化。例如，以往的上下變換、加嵌、解嵌都是基于硬件方式實現的，逐漸這些功能都可以通過軟件方式得以實現。

數據中心的幾個核心部分，包括了調度控制、網絡共享以及計算、存儲、網絡的虛擬化，數據中心需要考慮做好一個整體的信號傳輸規劃。

2. 構建智慧型實時音視頻制作、傳輸集平臺需要思考的問題

安達斯信息技術有限公司正在對構建智慧型實時音視頻制作和傳輸平臺做綜合考慮。廣電以及很多行業都提出了構建數據中心的理念。從信號處理角度來看，包括了幾大要素。一是調度，調度涉及到多個方面，涉及資源網絡的控制，資源網絡控制會涉及到網絡，包括路由，包括對數據中心各種設備以及流程的整體驅動。二是計算，涉及我們經常用到的很多軟件，三是存儲，隨著行業存儲虛擬化的發展，存儲可以放到云上，與數據中心里的存儲形成不同的業務應用和數據備份。

圖 2 展示了一個全網絡的架構，介紹了如何構建全IP流程的信號與傳輸。圖2的中間部位是要建一個核心的調度中心，可以全IP路由調度現有的非壓縮的和壓縮的各種信號、遠距離的傳輸信號，在臺內各個部門之間，演播室或者是云端，以及播出向有線電視網絡、衛星上行的傳輸分發，將全臺的調度傳輸系統形成一個大的綜合平臺，只要遵循相關標準和相同的協議，就可以實現不同設備間信號的互聯互通。

圖 1 全 IP 調度與傳輸

圖2 構建基于數據中心的智慧型實時音視頻集成平臺

智慧型實時音視頻集成平臺的工作流程如圖 3所示。

節目的音視頻制作生產所涉及的信號傳輸，在大型活動轉播時會采用衛星傳輸，小型的新聞采訪可以用4G 背包設備、轉播車配置的4G 基站，通過電信運營商的公網進行信號傳輸，大型的體育賽事或異地節目制作，可以租用電信運營商的光纜和網絡進行信號傳輸等等。各種渠道信號的匯聚及多渠道信號的分發，都在路由調度中心完成。圖4展示的是一個路由調度中心的技術架構。

圖3 智慧型實時音視頻集成平臺的工作流程

圖4 路由調度中心技術架構

整體設計完以后，從電視臺節目生產制作的角度對整個流程的管控，節目的傳輸或分發會調用相應的資源。調度中心會涉及到如何去調配這些資源。例如，如何調用前端的編碼器或4G背包設備來傳輸一檔節目。信號通過網絡傳送到調度中心后，如何調度給云平臺做網絡直播，或是調度給新聞演播室做新聞報道。通過全程流程管控軟件，可以打通這些信號之間的流程。

前端信號通過網絡傳到調度中心后，根據節目生產需要調度到指定的位置，在此過程中會需要調用相關的資源。未來很多資源會是以軟件，甚至虛擬化的云的方式呈現，目前很多領域已運用了微服務技術。把軟件的功能，切割成一個個微服務。微服務化后，在一個標準和協議框架下，就可以很容易做到相互調用。完成一個流程需要調用很多微服務，我們可以根據需要調用不同的微服務，調用資源池里面相關資源，實現對流程的整體管控。這樣可以大大提高制作的效率，國外的有些臺已經有成功的案例。

圖5 多種音視頻信號混合傳輸

圖6 IP化遠程制作與分發

傳輸域的 IP 技術已經應用多年了，例如應用于互聯網推流的RTMP、HLS協議。基于基帶的IP化是IP技術新的發展。我們在做整體規劃時，例如構建一個大的總控系統，或者一個大的傳輸系統時，要考慮IP架構下的綜合傳輸平臺能夠融合各種信號，信息能夠互聯互通，做到混合傳輸和傳輸的綜合管理。

圖 6 是 IP 化遠程制作與分發的應用實例。

3.全IP化遠程傳輸網絡構建實例

圖 7 是聯通視頻智能網傳輸平臺，具有以下特點：

（1）非壓縮的基帶信號： 3G/HD/SD/SDI，支持4K視頻傳輸；

（2）淺壓縮音視頻信號： JPEG2000 編碼與解碼；

（3）壓縮信號：ASI，UDP TS 流；

（4）支持H.264/H.265高、標清碼流傳輸；

（5）IP數據：大視頻文件發送、數據共享、數據傳輸等功能 。

聯通視頻智能網傳輸平臺目前的覆蓋站點境內有9個，境外有中國香港、東京、倫敦、洛杉磯4個，共計13個覆蓋站點。在2018年，聯通計劃還會增加一些傳輸節點，例如在江蘇、浙江、湖南這些廣電比較發達的地方增加傳輸節點。

圖7 聯通視頻智能網傳輸平臺

圖8 依托聯通平臺構建遠程制作傳輸

安達斯已在聯通視頻智能網傳輸平臺上做過混合傳輸的成功嘗試，在聯通視頻智能網傳輸平臺使用的設備與在廣電總控中使用的是相同的Evertz設備。利用聯通視頻智能網傳輸平臺提供的各種傳輸鏈路，可以打通廣電行業各種信號至各種路徑的上下行傳輸，可以提供遠程制作、推流、與第三方內容互傳、數據共享等多種應用場景的網絡選擇。圖8是依托聯通平臺構建遠程制作傳輸的實例。

在電視臺總控或媒體公司總部部署節點，通過光纖或是聯通OTN網絡與聯通視頻智能網傳輸平臺就近接入節點進行連接，可以實現業務的對接傳輸；可與臺內信號進行互通互聯，大大方便了節目的制作與傳輸。

圖 10 是智慧型全 IP 遠程制作的應用實例。

應用軟件化已是技術發展的趨勢。實現全 IP 調度與傳輸后，未來很多的硬件會慢慢地趨向于軟件和軟件化。

圖9 平臺節點定點安裝拓展

圖10 智慧型全IP遠程制作

圖 11 應用趨于軟件化

4. 微服務組建與部署

微服務是各行業已在應用的新技術。通過建立各個微服務工具、模塊資源池，組合形成一個個獨立關聯的微服務，可以靈活根據實際應用的需要，利用多個微服務，形成一個完整的工作流程，并部署執行，調用資源池里面相關資源，實現對流程的整體管控。

圖 12 微服務組建與部署

圖13 實時IP音視頻全流程控制

圖 13 所示的實時 IP 音視頻全流程控制是我們的一個框架設計。在私有云/專屬云/公有云平臺上部署微服務工具和軟件，對廣電臺內的資源池內的設備、資源進行管理、調用以及流程的控制，最上層實現對各種系統、設備的監看，包括運營數據的分析等等。

5. 協同工作流程

圖 14 是一個協同工作流程的舉例。根據不同部門的任務預約，經預約管理進行業務流程定制后，提交任務管理與執行，調用系統資源池中所需的資源執行不同流程的工作任務。協同工作的模式可以提高系統資源的利用率及工作的效率。協同工作模式涉及到對很多不同系統的控制信令，包括各種流程與各種不同設備、子系統、子模塊之間的各種通信、各種報警、各種的數據連接。

利用大數據分析工具，可以對用戶行為、利用趨勢、數據系統維護以及我們的運營提供有益的幫助。例如我們將核心交換機、軟件的各種數據，運營的各種數據，引入到Evertz的inSITE大數據分析模塊，來對各種數據進行分析和管理。在第三方接口協議的支持下，可以對第三方系統的數據報警信息、用戶行為、利用趨勢等進行大數據分析。圖15是Evertz inSITE大數據分析的應用案例。

圖14 協同工作流程

圖15 Evertz inSITE大數據分析的應用案例