淺談IP技術在電視播出系統中的應用

武海明

（山西廣播電視臺，山西 太原 030001）

0 引言

隨著時代的發展，IT技術的日新月異，IP技術在廣電行業的應用越來越多，其中，IP技術在電視播出系統中的應用也越來越緊密了。山西廣播電視臺地面頻道播出系統（包括科教、黃河、影視等頻道）由于設備老舊、故障頻出等原因，單位領導計劃近期對相應系統進行技術升級改造。

1 方案

單位相關技術人員和廣電相關的科技公司經過技術交流和多方論證，發現電視播出系統大致有以下三種方案可供參考：

1.1 傳統的電視播出系統

傳統的電視播出系統主要是以SDI信號為主，主備傳統服務器經過主備切換開關，嵌入臺標和字幕等鍵信號，再經過響度控制器、2選1開關等輸出信號給客戶端。

1.2 IP電視播出系統

這種系統主要以IP信號為主，主備IP服務器經過網絡交換機、萬兆網關（由IP信號變成SDI信號）再經過2選1開關輸出信號給客戶端。

1.3 （傳統+IP）電視播出系統

1.3.1 系統原理

圖1 系統原理簡圖

如圖1所示，此方案以傳統播出系統為主系統，IP系統為備系統，其中，IP系統的IP服務器通過萬兆網關使IP信號變成SDI信號為一路信號，傳統系統輸出的SDI信號為另一路信號，兩路信號再通過2選1開關輸出信號給客戶端。

1.3.2 系統架構

虛擬化播出控制系統（包括節目上載、技審服務、遷移服務、MD5校驗、節目編單、廣告編單、播出控制、轉碼服務、整備服務和文件服務等）到總控SDN調度再分成兩路：一路到基帶SDI信號播出系統（包括SDI視頻服務器、頻道1鏈路、頻道2鏈路等），另一路到IP化播出系統（包括IP視頻服務器、頻道1（IP）鏈路、頻道2（IP）鏈路等），這兩路輸出信號分別到（2選1）開關，再到傳輸系統。

2 IP電視播出系統與傳統系統的區別和聯系

2.1 兩者的服務器及輸出信號不同

IP系統用的是專用的IP服務器，輸出的是IP信號，而傳統系統的視頻服務器輸出的是SDI信號。

2.2 核心設備不同

IP系統的核心設備是網絡交換機、萬兆網關（IP信號變成SDI信號，不是一般的網關）等，而傳統的核心設備主要是主備切換開關等。

2.3 兩者的聯系

不管是傳統系統還是IP系統，它們最后都是SDI信號通過2選1開關輸出客戶端，因為傳輸鏈路大多是以SDI信號為主。

3 IP化的優勢和IP系統的優缺點

3.1 IP化的優勢

（1）在技術發展方面：IP化是技術發展趨勢，SDI設備將來可能研發中斷和停止生產。

（2）在經濟方面：全IP化系統的成本比傳統低。

（3）在播出架構方面：大規模的信號調度使用交換機可以很容易實現，簡潔的系統，同步網絡分發，雙向傳輸，多路傳輸，與格式無關。

（4）在系統建設方面：組網布線簡單容易；布置硬件和安裝軟件調試簡易；設備在機房占用的地方小，在原址升級十分方便；系統上線周期比較短。

（5）在IP標準方面，因為IP封裝符合SMPTEST 2110系列標準，所以有以下優點：傳輸信號節省帶寬；系統信號處理節省計算資源；演播室轉播車將來的信號很大可能是2100，沒必要轉換其他標準；可以給輔助數據做許多應用，例如通過識別輔助區的數據可以在節目觸發多語種字幕，二維碼和廣告等；4K采用的也是2100標準，使用了統一的標準；主流設備未來支持2100標準的比較多。

（6）在功能應用方面：優先級處理，負載均衡和帶寬帶控制；超融合技術；服務虛擬化技術；屏蔽非法的訪問和請求等。

（7）在字幕混合疊加方面：沒有字幕卡，只有IP流字幕機等，沒必要分配就能主備疊加。

（8）在系統維護方面：系統成本和故障率比較低，大約是傳統的15%左右。

（9）在系統擴展性方面：擴容比較簡單，升級4K很容易。

3.2 IP系統的優缺點

（1）IP系統的優點：一是維護方便。核心設備主要通過網線連接，如果出現故障，技術人員容易查找故障原因并排除它。二是系統內上載和分發速度快。系統配套的上載工作站主要以文件的方式上載，所以上載速度比較快。例如：傳統是用放像機上載，60分鐘的節目只能是1比1上載，至少需要60分鐘才能采集并放入數據庫，而IP系統上載只需要6分鐘左右即可完成任務。

（2）IP系統的缺點：由于IP系統是IP技術近幾年應用在廣電系統比較先進，系統的穩定性和安全性還有待考證。

3.3 IP播出系統常見故障的應急處理

（1）虛擬機運行故障的處理方法和處理時間：自動重啟，處理時間總長小于一分鐘；在播出控制軟件中直接手動重啟虛擬機，處理時間總長小于一分鐘；自動漂移，總長大約小于五分鐘。

（2）刀片服務器故障處理方法及時間：自動漂移，處理時間總長小于五分鐘；手動對虛擬機操作漂移，處理時間總長小于五分鐘；斷電或熱插拔，重啟時間小于十分鐘。

（3）刀片服務器重啟維護，對虛擬機直接進行手動漂移和重啟，總長小于十分鐘。

4 方案的確定

傳統和IP系統各有優缺點，尤其是IP系統畢竟是新技術的應用，技術人員需要培訓和逐漸適應新東西等原因，單位領導曾經派出有關人員去其他省級電視臺進行過調研和考察，發現兄弟臺綜合考慮了很多有關因素，并且本著安全第一的原則，大多采取了比較穩妥的（傳統+IP）的電視播出系統，既吸取了兩種系統的優點，又讓系統維護的技術人員有一個適應和熟練的過程，另外也為將來系統的擴展性或升級為全IP系統做好了過渡的準備。綜上所述，本人建議單位領導采用（傳統+IP）的電視播出系統方案。

5 結束語

廣電系統應用新技術比較超前，IP系統就是先進技術應用的典型，隨著這些先進技術在很多兄弟電視臺的應用越來越普及，越來越廣，隨著新媒體、5G技術和IT等先進技術的高速發展，現有電視播出系統難以滿足單位的技術和業務需求，（傳統+IP）系統既滿足了現在的需求，也為將來全IP化的發展趨勢奠定了基礎。