IP播出系統(tǒng)在電視購物領(lǐng)域的設(shè)計研究

【摘要】 伴隨著國家對電視購物行業(yè)扶植力度逐漸加大，面對國內(nèi)電視購物業(yè)的蓬勃興起和競爭日益激烈以及好易購頻道事業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)狀，正值好易購頻道整體搬遷之際，遵循安全性、高效性、延展性原則，設(shè)計全新IP高清播出系統(tǒng)，滿足多渠道、全媒體的頻道發(fā)展戰(zhàn)略，真正實現(xiàn)國內(nèi)電視購物領(lǐng)域IP播出系統(tǒng)落地應(yīng)用。本文通過系統(tǒng)設(shè)計研究，旨在探索電視購物領(lǐng)域IP播出系統(tǒng)設(shè)計思路，研究系統(tǒng)框架及關(guān)鍵技術(shù)，探討IP播出系統(tǒng)組成和功能模塊，為國內(nèi)電視購物領(lǐng)域播出系統(tǒng)設(shè)計探索新思路，創(chuàng)造新模式。

【關(guān)鍵詞】 IP播出 IP碼流切換器 IP字幕機 H.264

一、研究背景

伴隨著國家對電視購物行業(yè)逐漸加大扶植力度，面對國內(nèi)電視購物業(yè)的蓬勃興起和競爭日益激烈以及好易購電視購物頻道事業(yè)高速發(fā)展的現(xiàn)狀，選擇多渠道發(fā)布、高清化改造的道路已經(jīng)勢在必行。目前好易購頻道采用傳統(tǒng)的標清MPEG編碼文件播出方式，系統(tǒng)架構(gòu)選用傳統(tǒng)SDI的基帶流方式。這種傳統(tǒng)播出架構(gòu)已無法滿足好易購未來多平臺、多元化的播出需求，局限性和弊端業(yè)已凸顯：1、多渠道發(fā)布要求同樣的播出原始素材（只中間層字幕存在區(qū)別）在不同渠道中播出，傳統(tǒng)架構(gòu)會導(dǎo)致重復(fù)剪輯作業(yè)大量增加。2、高清化改造后，MPEG編碼的高清文件體量相對于標清文件顯著增加，對系統(tǒng)IO、帶寬和存儲的負荷也將明顯增大。3、傳統(tǒng)基帶流的播出系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜，每增加一個頻道所需的建設(shè)成本很高，同時后期維護和擴展代價很大。

然后，IP播出系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：1、具有不受傳統(tǒng)播出通路限制、擴展方便。 2、IP流播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)特性，適合長距離傳輸，且成本較低。 3、未來頻道擴容成本很低，同時適合多碼流、多平臺發(fā)布，是一種性價比高的高清數(shù)字播出方案。

二、設(shè)計思路

2.1設(shè)計目標

正值浙江電視臺好易購頻道整體搬遷蕭山國際影視基地之際，遵循安全性、高效性、延展性原則，設(shè)計好易購全新IP高清播出系統(tǒng)，支撐起頻道未來5年甚至更長的電視播出任務(wù)需求，滿足頻道多渠道、全媒體發(fā)展的戰(zhàn)略要求，真正實現(xiàn)國內(nèi)電視購物領(lǐng)域IP播出系統(tǒng)落地應(yīng)用為總體目標。

IP播出系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)計和落地應(yīng)用，不僅減少了系統(tǒng)建設(shè)時重復(fù)性投入，降低了系統(tǒng)復(fù)雜度和運維難度，增加了系統(tǒng)生產(chǎn)和使用的靈活度，提高了系統(tǒng)效能和產(chǎn)能，便于延展和傳輸，也為未來系統(tǒng)的擴展提供了性價比高的途徑，為國內(nèi)電視購物領(lǐng)域播出系統(tǒng)設(shè)計探索新思路，創(chuàng)造新模式。

2.2設(shè)計原則

1、高可靠播出系統(tǒng)的高可靠性是方案設(shè)計的第一原則，系統(tǒng)應(yīng)具有多種安全備份技術(shù)、應(yīng)急處理機制預(yù)案；系統(tǒng)功能完善、架構(gòu)及流程合理，具有一定冗余和容錯能力，應(yīng)急處理簡單有效，減少故障恢復(fù)時間；設(shè)備及技術(shù)兼顧先進性與成熟性，確保播出系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。

2、智能化。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實現(xiàn)了節(jié)目文件制、播、存的全程文件化和節(jié)目信息的全程無紙化。播出系統(tǒng)采用節(jié)目單驅(qū)動播出業(yè)務(wù)運行的方式，實現(xiàn)全流程的自動化。同時在重要環(huán)節(jié)上采用人機互動方式，如備播環(huán)節(jié)采用互動的審看方式，設(shè)備自動技審為主，人工復(fù)核確認為輔。

3、易用性。人機界面兼顧現(xiàn)有使用習慣，本著“操作簡便、界面友好”的原則，體現(xiàn)以人為本的易用特性，滿足電視購物頻道頻繁節(jié)目變更的特殊需求。

4、兼容性。系統(tǒng)采用開放式設(shè)計，保證與各大廠商設(shè)備、系統(tǒng)的良好集成與兼容，確保與節(jié)目生產(chǎn)管理、媒資、制作等相關(guān)平臺的平順銜接。

5、可維護。系統(tǒng)設(shè)計遵循安全、可維護的原則，同時兼顧經(jīng)濟性、環(huán)保性，提倡節(jié)能減排的“綠”化原則，進行規(guī)劃實施，減少系統(tǒng)環(huán)節(jié)，降低運維成本和難度。

6、易擴展。系統(tǒng)框架設(shè)計、軟件體系架構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)及信息安全接入等多方面設(shè)計應(yīng)具有可擴展性，能夠?qū)崿F(xiàn)可預(yù)見的平滑升級。在保證初期業(yè)務(wù)的前提下，預(yù)留充分的擴展空間，保證將來各種新業(yè)務(wù)的開展。

2.3主體框架

IP播出系統(tǒng)的主要工作是將流播出視頻服務(wù)器、直播流、帶播流等多種信號源進行數(shù)字化、IP化，根據(jù)節(jié)目單進行切換控制，并加入臺標、字幕等信息，經(jīng)過畫面質(zhì)量的監(jiān)控比對，最終將節(jié)目向傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)布播出。

2、IP字幕臺標。字幕臺標系統(tǒng)主要是為頻道的節(jié)目播出，提供更加豐富的展現(xiàn)形式和突出本頻道的特點、特色。在系統(tǒng)配置方面，支持MPEG-2、H.264等多種視頻格式，支持高清、標清等不同視頻分辨率，支持IP、ASI等不同輸入輸出接口，支持字幕、臺標、角標、動畫、時鐘等多種元素的同時或獨立的插入播出。在安全播出方面，支持掉電旁通、故障旁通、重點時段安全切換等不同級別的安全播出功能。要求臺標機可同時支持高清及標清畫幅，支持tga、gif、png等常見通用圖片及動畫格式，要求至少可以支持時長30秒的動態(tài)臺標，臺標每秒幀數(shù)至少24幀，像素要支持900X900。

3、碼流切換器。IP流播出切換器主要針對IP流播出服務(wù)器出現(xiàn)問題時，可以自動進行主備、墊片的自動切換。具體邏輯如下：當主IP流出現(xiàn)斷流情況時，IP流切換臺可以自動將IP流切換到備路IP流或報警提示手動切換；當故障恢復(fù)后，可以根據(jù)事先配置好的策略手動恢復(fù)或自動恢復(fù)主路播出；當主、備輪播IP流同時出現(xiàn)問題時，IP流切換器可以依據(jù)事先配置好的策略自動切換到墊片流進行應(yīng)急播出。

4、視頻流監(jiān)測。系統(tǒng)將配置視頻流監(jiān)測設(shè)備來識別視頻流的故障，識別網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生在IP 層和MPEG 層的各種異常現(xiàn)象，提交視音頻的體驗質(zhì)量，能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的各種問題，例如凍結(jié)幀視頻、圖像瓦面/宏塊結(jié)構(gòu)、黑屏以及音頻中斷、音頻電平故障及最新的響度監(jiān)測等。

5、流播出交換機。接入層交換機負責連接所有應(yīng)用服務(wù)器、計算機終端、視音頻設(shè)備等帶有網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)備。設(shè)計中需要考慮到網(wǎng)絡(luò)接入點的數(shù)量及vlan的合理劃分，進而科學合理地配置交換機端口和數(shù)量。

播出系統(tǒng)中，輸入輸出采用不同的交換機，并且考慮主備，實現(xiàn)交換機層面的設(shè)備和鏈路的冗余。

6、流播出轉(zhuǎn)碼。系統(tǒng)將配置高性能轉(zhuǎn)碼服務(wù)器以支持外來文件導(dǎo)入，為流播出準備素材，配置文件上傳接口服務(wù)器；具備高質(zhì)量Mpeg2、H.264、FLV、WMV、3GP格式轉(zhuǎn)碼能力；轉(zhuǎn)碼任務(wù)列表支持以下過濾條件的查詢：轉(zhuǎn)碼服務(wù)器、轉(zhuǎn)碼狀態(tài)、優(yōu)先級、轉(zhuǎn)碼目錄、轉(zhuǎn)碼目錄規(guī)則、轉(zhuǎn)碼參數(shù)等；轉(zhuǎn)碼狀態(tài)可管理，轉(zhuǎn)碼任務(wù)可取消、刪除、重新轉(zhuǎn)碼、設(shè)置優(yōu)先級；實現(xiàn)轉(zhuǎn)碼素材的軟解碼技術(shù)審看；具有文件遷移功能或接口；配置轉(zhuǎn)碼服務(wù)器執(zhí)行轉(zhuǎn)碼工作站提交的轉(zhuǎn)碼任務(wù)，將外來素材文件轉(zhuǎn)碼成符合規(guī)范播出文件；配置轉(zhuǎn)碼管理工作站實現(xiàn)轉(zhuǎn)碼任務(wù)的提交、修改、查詢等，完成任務(wù)調(diào)整、重置和參數(shù)設(shè)置等交互功能。

7、IP-ASI編碼器。系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮與傳輸對接，采用進口硬件高清編碼器，支持H.264編碼、IP輸入、ASI輸出，以便很好的完成信號編碼傳輸工作。

三、總結(jié)

本文旨在探索電視購物領(lǐng)域IP播出系統(tǒng)設(shè)計思路，研究系統(tǒng)框架及關(guān)鍵技術(shù)，探討IP播出系統(tǒng)組成和功能模塊，為國內(nèi)電視購物領(lǐng)域播出系統(tǒng)設(shè)計探索新思路，創(chuàng)造新模式。