9月23日下午，由上海市電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)主辦、上海文化廣播影視集團(tuán)有限公司技術(shù)中心協(xié)辦的“5G環(huán)境下融合媒體IP制播網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用論壇”在上海召開，中央廣播電視總臺(tái)技術(shù)局錄制一部高級(jí)工程師藺飛帶來《總臺(tái)IP化制播應(yīng)用與實(shí)踐》為題的精彩演講。

隨著超高清視頻產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，4K/8K超高清信號(hào)對(duì)帶寬提出更高的要求，傳統(tǒng)的基于SDI（數(shù)字串行接口）采集制作、調(diào)度分發(fā)的方式已經(jīng)不能滿足技術(shù)更新的需求。行業(yè)內(nèi)的共識(shí)是采用基于ICT(網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù))技術(shù)的IP化架構(gòu) 。

一方面解決高帶寬信號(hào)的傳輸和調(diào)度，另一方面基于IP架構(gòu)的組網(wǎng)方式將改變傳統(tǒng)廣播電視信號(hào)只能由前向后線性傳輸?shù)木窒?，是未來?shí)現(xiàn)媒體融合、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等目標(biāo)的技術(shù)基礎(chǔ)。

國際上有HD的IP化，但國內(nèi)還處于缺乏階段，國內(nèi)整體IP化的原動(dòng)力是超高清視頻，SDI成為瓶頸后再尋求新的解決方案，但在IP化的過程中也必然會(huì)出現(xiàn)很多新的優(yōu)勢和技術(shù)問題。

當(dāng)前，央視總臺(tái)持續(xù)按照5G+4K/8K+AI總體格局向前演進(jìn)，總臺(tái)的IP化制播應(yīng)用，都是基于傳統(tǒng)廣播電視演進(jìn)的這一條線展開的。當(dāng)然，總臺(tái)也是一步步走過來的，從2015年開始去做4K的節(jié)目，到了2017年獲得了第一輛4K IP轉(zhuǎn)播車，GV tico 其實(shí)是2022-6 HD over IP的結(jié)構(gòu)。

在這之還有新媒體集成發(fā)布平臺(tái)，這是信號(hào)媒體的一條線和傳統(tǒng)制播的互聯(lián)互通，這也是媒體融合方面進(jìn)行的有力嘗試，通過新媒體集中平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)和中臺(tái)支撐，目前已經(jīng)建立了包括央視新聞、央視頻等多個(gè)APP平臺(tái)。

央視總臺(tái)的IP化應(yīng)用

超高清不一定會(huì)對(duì)IP化有必然的要求，但行業(yè)共識(shí)認(rèn)可了基于ICT技術(shù)的IP化架構(gòu)。一方面能解決高帶寬信號(hào)的傳輸和調(diào)度，另一方面，基于IP化架構(gòu)其實(shí)是改變了傳統(tǒng)廣播市信號(hào)的制播流程。

現(xiàn)有的IP化系統(tǒng)，并未改變以前的制播流程，但是后臺(tái)實(shí)現(xiàn)了IP化，這只能是IP化的第一階段。真正要做IP化，將來一定會(huì)改變原有的傳統(tǒng)廣播電視的直播流程，包括對(duì)做媒體融合、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等等來說，IP化都將是技術(shù)基礎(chǔ)，否則基于STR的數(shù)據(jù)傳輸是無法實(shí)現(xiàn)這些功能的。

現(xiàn)在常用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用的是IGMP+PIM的模式，先進(jìn)媒體流2110-20常用的是UDP的協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)上跑的是Multicast的模式，組播方面使用的是IGMP，這是國際上的范例。

2019年國慶大閱兵期間，央視總臺(tái)實(shí)現(xiàn)了A3、A4、E16、800平米系統(tǒng)下的4K HDR直播。兩輛轉(zhuǎn)播車采用的都是索尼2110單光柵，是單流的，其監(jiān)看系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)還是采用的SDI。到了2020年，集成了一套綜藝外場系統(tǒng)，采用的是索尼2110單光柵，實(shí)現(xiàn)了純IP監(jiān)看，以交換機(jī)來做應(yīng)急處理。

央視總臺(tái)使用的B5轉(zhuǎn)播車SONY NMI，可負(fù)責(zé)臺(tái)內(nèi)信號(hào)和外來信號(hào)的調(diào)度，高清制式可通過576路高清矩陣實(shí)現(xiàn)。在4K的初級(jí)階段，總控還是基于矩陣來做的，但是壓縮到了TICO，在SDI的矩陣進(jìn)行調(diào)度，跟各個(gè)系統(tǒng)之間會(huì)通過TICO轉(zhuǎn)換來做。下一步，還會(huì)將總控升級(jí)到IP化。

2018年開播的4K 超高清頻道，還有新建的4K播出系統(tǒng)，也是IP化的，央視總臺(tái)的臺(tái)演播室播出是最先進(jìn)行的IP化嘗試，反而總控更謹(jǐn)慎一些。但實(shí)際上，仍是以IP為主、SDI為輔，并沒有完全擺脫SDI。

今年總臺(tái)實(shí)現(xiàn)的4K IP綜藝外場索尼2110在現(xiàn)階段來看是比較成熟的方案，基于華為的交換機(jī)，有索尼的攝像機(jī)、切換臺(tái)，用的是SNP網(wǎng)關(guān)的方式。監(jiān)看用以IP監(jiān)看，相當(dāng)于全流程中，整個(gè)交換機(jī)里面跑的都是2110的單流。

索尼系統(tǒng)是大二層組播方式，但是是通過葉脊三層可以把信號(hào)調(diào)到不同的頻道上去，沒有網(wǎng)絡(luò)控制器，由VLAN邏輯劃分避免阻塞，單信號(hào)在單一光纜，無法自動(dòng)負(fù)載均衡，HASH算法等。

自主創(chuàng)新IP化系統(tǒng)

依托于總臺(tái)成立的超高清視音頻呈現(xiàn)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開展了超高清制播關(guān)鍵技術(shù)研究。通過聯(lián)合華為、格非等，開發(fā)了4K IP信號(hào)調(diào)度及交換平臺(tái)，構(gòu)建起自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IP信號(hào)調(diào)度核心。

核心NAT，邊緣IGMP，當(dāng)需要NAT還要單獨(dú)網(wǎng)關(guān)支持開銷較大，而核心全端口全組播NAT，處理能力百倍提升

把所有的信號(hào)從SDI域搬遷到IP域是用華為的路由器來做的，通過自主的芯片、自主研發(fā)的設(shè)備、功能協(xié)議，可以融合媒體一體化調(diào)度，將其各種流全都匯聚一個(gè)平臺(tái)上調(diào)度。核心全端口以全組播NAT，使其處理能力得到了百倍提升。利用華為可以分析到幀的邊界能力，使核心調(diào)度以支持靜切換，可以做精確的轉(zhuǎn)發(fā)。

國際上比較公用的IP化系統(tǒng)的框除中，最底層是媒體直播設(shè)備，包括IP多畫面、攝像機(jī)等等，核心是網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，上層跑的是網(wǎng)絡(luò)控制器，最上層是SDN。SDN一定要能控到底層的媒體接點(diǎn)的設(shè)備，系統(tǒng)才能跑得通，假設(shè)是索尼的設(shè)備，便就要以索尼的LSM實(shí)現(xiàn)，防止其封閉。

SDN只需要控制核心網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備就可以，避免第三方媒體設(shè)備的不可控，也不必支持IS05。而CISCO有NBM用于無阻塞調(diào)度的管理，華為也在開發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制器完成類似的功能，讓SDN更專注于業(yè)務(wù)。從SDI over IP角度來說，核心路由器+SDN的方案比較完美，其工程師的信號(hào)思路也和AV矩陣類似，但仍是一種IP化第一階段的感覺。

雖總臺(tái)的解決方案還沒有能夠最終的推出，但為構(gòu)建IP化系統(tǒng)提供了全新的可能性，到了2020年，各個(gè)廠家已經(jīng)能慢慢地支持NMOS，支持IS 04/05。

未來IP化的思考與展望

IP化引出新的問題，2110無壓縮12G的流和新媒體的流之間如何融合制作？如何體現(xiàn)全I(xiàn)P化的優(yōu)勢？如何保證回基帶轉(zhuǎn)換？

未來計(jì)劃在上海的央視總臺(tái)分部建一個(gè)4K/8K+5G超高清的直播系統(tǒng)，同時(shí)和各種新媒體端進(jìn)行連接，但是跟后期的系統(tǒng)、其他的子系統(tǒng)交互往往使用的還是基帶的方式。為節(jié)省成本，現(xiàn)在的方式無非是把演播室播出的信號(hào)和節(jié)目拿一個(gè)推流服務(wù)器推到平臺(tái)上，然后再做多端APP端的分發(fā)。反過來，能將從端上如微博、微信等得到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)反饋到演播室或者是轉(zhuǎn)播車，通過包裝系統(tǒng)進(jìn)行上屏，類似于加入了一個(gè)電視互動(dòng)的功能。

國外的如世界最大的轉(zhuǎn)播服務(wù)公司NEP，在全球擁有超過50個(gè)演播室，以“Anyone Anywhere”為目標(biāo)，突破時(shí)間與空間限制的電視制作系統(tǒng)，IP技術(shù)也為NEP極大的節(jié)省了成本，提高了設(shè)備的利用率，大大減少設(shè)備和人員的周轉(zhuǎn)，但是其實(shí)現(xiàn)都是基于原始業(yè)務(wù)。歐美等國搞了很多IP化，但都是高清的，真正做4K/8K超高清的，其實(shí)是中日韓較為靠前一些。

5G高帶寬下，超高清大視頻將是最可行的應(yīng)用場景，因此總臺(tái)與三大運(yùn)營商以及華為等簽署了戰(zhàn)略協(xié)議。很多IP化現(xiàn)在很多優(yōu)勢還沒有體現(xiàn)出來，但是并不是說IP化就不要做，由于其將改變了制作流程的基礎(chǔ)，可能性就會(huì)變得很多。

隨著ICT的技術(shù)演進(jìn)，如果不能把傳統(tǒng)廣播電視和最新的技術(shù)結(jié)合在一起，也將很可能就會(huì)被這個(gè)時(shí)代所淘汰。廣電也要重新定位自己，“先網(wǎng)后臺(tái)”，把自己定義為視音頻，原創(chuàng)視音頻的發(fā)布機(jī)構(gòu)，重新占領(lǐng)最風(fēng)口浪尖的技術(shù)，在浪頭上好好搏擊一把，而IP化恰恰是一切的基礎(chǔ)。