目前广电行业正处在变革期,IP和IT产业的蓬勃发展为广电带来了新的机遇,同时广电也面临一些挑战。目前来看,IP化在广电行业发展的如火如荼,已有势不可挡之势,但同时广电也正处在IP化的变革期,需要业内考虑和讨论的议题很多,比如为什么要IP化、IP化发展的方向路线是什么、IP化能给整个行业带来什么变化、IP化存在哪些问题,这些问题都值得讨论与深究。
广电IP化的必然趋势
目前,传统广电正面临着诸多挑战,比如来自视频格式方面的挑战,给制作、播出、传输等系统带来了很大的压力。传统系统采用同轴电缆的SDI基础架构,传输270Mbps标清、1.485Gbps/3Gbps高清,这样的技术已经非常成熟,而且应用稳定。但是在面对超高清(4K、8K)技术的飞速发展,SDI基础架构技术就显得没有那么从容了,可以说越来越难满足业务的发展要求。
另一方面,广电系统的融合媒体发展方向势必会使系统向平台化发展,私有云、公有云等技术融入到广电领域,从制作、播出到传输,完全依靠传统基础广电架构,是没有办法完成的,要借助IP和IT化技术来进行助力。
采用IP化技术来构建新型制播系统,可以轻松地解决上述传统系统无法或很难解决的问题,同时又带来很多其他优势。
广电IP化标准发展路线
广播电视IP化发展离不开设备提供商,离不开电视台,同时更离不开推动广播IP技术向前发展的标准化组织及其他组织。AIMS、AMWA、VSF、EBU、SMPTE等都对广电IP化推进及发展做出了很多贡献。目前还在不断推进广电IP化发展进程。
(1)第0阶段,SDI发展阶段。
(2)第1阶段,SDIoverIP复合流发展阶段(SMPTE2022-6)。
(3)第2阶段,SDIoverIP分离流发展阶段(SMPTE2110系列标准、AES67、SMPTE2059等)。
(4)第3阶段,网络和资源管理发展阶段(IS-04、IS-05、IS-06等)。
(5)第4阶段,去专用硬件,实现轻资产配置,进行虚拟化技术应用及最终云适配。
SMPTE2110、SMPTE2059相关标准以及NMOS相关标准目前已经正式发布,其他标准也在不断的推出。目前发布的标准,已足够支撑广电系统的应用。
广电IP化系统架构
网络架构
广电制播系统首先要求系统的安全性、健壮性,系统构建除了设备安全性要求外,还要做到设备级冗余。同时,在广电制播系统中,要满足高带宽IP信号的自由调度,就要求网络设备具有足够的资源,这些资源包括交换带宽及丰富的高带宽接口。除此以外,核心交换路由设备是否支持组播技术、PTP、NAT,以及对外是否提供标准API等,都是需要被考量的关键点。
目前适合广电领域的核心交换设备日趋成熟,Cisco、Arista、华为等大牌厂商陆续推出适合广电系统应用的产品,很多产品已经在广电系统中上线应用,广电系统在交换设备选型上有了更多的选择性。
在系统网络架构上,目前最理想的组网方案是叶脊(leaf+spine)架构。叶脊网络拓扑结构事实上是一个标准,供应商的各种以太网产品设计基本都可以应用这种结构。因为叶脊网络拓扑结构有几个理想的特性,因此能充分发挥网络的优势。
系统应用架构
AMWA(高级网络媒体联盟)制定了一系列的开放网络媒体规范(NMOS),包括IS-04、IS-05、IS-06等,以实现广电IP化系统中对设备、网络、IP流的统一管理和控制。
NMOS采用如下技术进行相关标准构建。
(1)按照JT-NM参考架构为广电设备与内容增加ID、相互关系、定时等信息。
(2)编组输入的层次化关系,每个输入具有独立的全局唯一标识UUID。
(3)与传统的不同信号采用不同连接方式的情况不同,NMOS使用统一的面向网络的逻辑接口代替,可代表视频、音频、数据以及控制参数。这种方式有助于信息交流简单,有助于广电设备的虚拟化,有利于在一个共享的主机上操作多个不同设备。
(4)数据模型,标识出系统的重要组成部件以及它们之间的相互关系。为充分利用IP的特长,数据模型规定了系统重要组成部件的逻辑接口交互的信息。
定义与规范
在数据模型中,定义了Node、Device、Sender、Receiver、Source、Flow等。模型中的这些定义都是注册与发现、面向流连接管理的基础。关于模型中元素的定义,可参考AMWA的NMOS规范部分。IS-04,是注册与发现规范。IS-05,是IP流的连接管理规范。IS-06,是针对网络交换设备的北向接口规范。综上,广电IP系统从网络架构及系统应用架构上目前都有了比较完备标准支持,同时已经逐步应用到解决方案中。
广电IP化系统架构
处在向IP化发展的过渡期,目前广电IP化确实也存在一些待解决的问题。这些问题有的是技术性问题,有的是环境问题,也有的是思维上的问题。
(1)目前广电IP化相关的主要国际标准都已经发布,但是相关的产品还不完善。尤其是目前支持UHD的相关设备还比较少,不利于广电IP化系统方案设计。只能把希望寄托于各大设备生产厂商,能够尽快进行产品化。
(2)部分IP标准定义的宽泛性,导致虽然设备都遵从同一标准,但是可能会出现互通性问题。目前,国外有相关组织联合各设备制造商进行IP化互通性测试,国内的测试都局限于各自系统的方案层面,没有一个统一的互通测试平台。由于不了解设备互通性是否有问题,广电用户在选择设备时,存在一定风险。
(3)在广电IP化的过渡期,电视台用户及国内设备及系统提供商都是在逐步积累经验,相比于SDI基带系统,对IP系统的理解还需要不断加强。
(4)广电IP化后的网络传输带宽问题,尤其是面向云的应用、非压缩IP信号传输,网络带宽会成为一个瓶颈。
(5)SDI基带系统的稳定性已深入人心,IP化系统相对来说是新鲜事物。对于一部分广电人来说,接受IP化技术发展及IP化系统应用,可能还需要一些时间。
