IP技术在4K超高清电视系统中的应用研究

IP技术在 4K超高清电视系统中的应用研究

张雷

中央广播电视总台 北京 100000

摘要：近年来，随着科学技术的不断提高以及智能技术的不断发展，超高清电视业务迅速发展起来。对于图像来说，更高的分辨率代表的是更好的细节和层次，因此在电视行业的发展中4K超高清技术的应用，为人类带来了一场又一场视觉盛宴。随着技术的不断成熟，电视技术越来越繁荣的方向发展，而现如今电视系统构架也提出了更多的要求。特别是在4K超高清电视信号带来的传输需求下，当今的电视系统基础构架也已经向着IP化的方向发展。本文将从IP技术和4K超高清技术入手，对IP技术在4K超高清电视系统中的应用进行研究和分析并提出自己的观点。

关键词：4k超高清技术；IP技术；；应用研究

引言：随着生活水平的不断提高，人们对图像视频领域的发展要求也越来越高。作为人们进行娱乐活动的其中之一，电视技术相关的图像质量要求也越来越高。从最开始出现的标清信号，再到现在的4K超高清电视信号，无一不标志着电视技术的发展。但是面临着当下的高宽带需求传统的S I D方式已经不能够满足当下的发展。而随着计算机和网络技术的不断发展IP技术的出现以及此技术的不断成熟，为当下电视系统构建了一套更加成熟的IP化电视系统构架。为了确保超高清电视系统的发展方向研究IP技术的应用具有重要的意义。

1、IP技术及4K超高清技术

1.1IP技术概述

IP技术实际上就是网络互联协议，最早出现的时间为70年代中期。对于地面的移动，通讯网络以及下一代网络来说都将依赖于IP技术。并且几乎所有的通讯网络设备以及移动终端都支持IP协议。对于IP技术来说，分为有关无连接分组通信协议的技术，这种通讯技术被应用到开放系统互连参考模型中的网络层协议中。由于这种通信方式可以有效地实现网络讯号的高效传输。为了确保这种技术能够推动地面网络和用户终端的发展，个大用户都积极探索与挨批结合的模式来确保通信成本的降低。

1.24K超高清电视技术

对于大部分电视电影领域的发展来说，越来越追求更加清晰的图像，因此，一个电影的好坏与图像是否清晰存在直接联系。为了实现图像更加清晰的目的，通常采用提升分辨率的方法来进行从之前的480P标清，到现在都4K和8K超高清，可以清晰的看出当下的电视，电影领域向着更好的方向不断发展。也正是由于4K技术的出现，使得人们欣赏到了更加清晰和广阔的画面，可以从细节上看出颜色更加细腻，因此，这种技术备受喜爱。从根本上来说，这种技术的分辨率包括电影4K的分辨率和电视的分辨率。

2、IP技术应用播出的发展阶段及优势

2.1播出技术发展阶段

随着电视台制作领域的不断发展，以及融媒体体发展带来的新机遇，超高清的互联网兴全和播出快速发展！在电视台从节目录制到最后传输的过程中，采用的S D I技术已经不能够满足当下的发展。随着IT技术的出现，推动电视技术进入到了一个新的时期，400G网络已经成为了一种可能。与过去进行对比，可以看出当下广播电视的系统以及业务环节都在向着IP化的方向发展。而目前会向着将SDI于IP两个技术结合发展的主要发展阶段。目前当下电视台存在的IP播出主要有三大阶段构成。第一个阶段就是在进行传输的过程中，利用IP技术，将所涉及到的视频音频以及其他可以控制的部分进行压缩处理。第二个环节就是视频音频的无压缩，或是无损压缩的IP处理，来实现分控和总控的IP化。第三个过程就是采集创作和播出等任何环节都利用无压缩IP化。将IP化应用到全过程中来实现改革和创新。

2.2高清电视台优势

与基带产生的信号进行宽度比较4K所拥有的带宽很大，因此，采用4K播出以压缩的信号传递为主，IP化超高清4K电视台的主要优势，主要表现于以下几点：

（1）设备更加科学。在超高清播出系统工作的过程中，可依靠基础设备和虚拟化环境建立拨出的私有云平台通过这种平台用具可以有效地对拨出的情况进行安排和监管。

（2）构造简单。这种超高清的播出方法，结合IP化的播出系统，并结合相关的软件概念构造简单，并且设施安装方便。在进行设施设置的过程中，硬件与软件分离实现分配工作也较为容易。除此之外，后期的维护工作以及设备的正常运行投入的风险等明显较低。

（3）储存容量增加。对于超高清IP话的播出来说，可以通过模块化以及弹性调整的方法进行设计，为后期的储存容量和互联网宽带的增加等方面提供重要的支持。

（4）稳定性更强。通过互联网协议进行达成各项控制措施，都避免了人为进行操控，降低了人为操作造成的风险发生。除此之外，对点寿险以及视频的传输网，控制网等都设立成单独的组网，可以进行单独控制，提升了系统运行的整体稳定性。

3、IP技术在4K超高清电视系统中的应用

3.1系统架构IP化驱动力

目前，随着4K超高清电视信号的网速高达12 GB，使得传统的总线方式更加困难，为后期的改造和维护等工作造成了一定的困扰，而采用传输距离和整个系统互联互通的方法又有一定局限性。而传统的S DI在进行信号监测和故障的发现诊断等需要逐一进行排查，因此具有一定的不确定性。而在未来的发展过程中，将IP技术应用其中进行系统的架构，可以保证系统的灵活性，将系统向着简易和易用的方向构架。打破传统的单一孤岛局面，形成系统的互联互通，实现资源共享，顺应媒体发展的潮流和趋势。

3.2超高清演播室系统架构

一个演播室系统需要由音频系统切换系统，信号源系统等部分组成。将AP系统应用，其中作为核心的系统架构，可以有效地实现信号的处理和切换。从目前的IP网络端口上来说，光发送和接收模块技术已经较为成熟，因此可以实现最大化的连接自由。同时，通过这种技术进行网络的构架，还可以有效地降低网络的负载，将交换机采用总部的方式进行信号转发。

4、IP关键技术分析

4.1IP净切换

这种技术主要是采用末端静切换的方式来实现技术数据的分发。因此，在实现源的选择，上面接收者可以从当前的组播组离开，并加入新的组播组，从而达到信号的切换。但在这个过程中，交换机数据包并不是连续的数据流，因此，为了达到信号净切换的目的，就需要分析两路的IP化信号流。

4.2SDN管理

这种技术实际上就是一种网络虚化的实现方式。工作的主要本质是利用网络控制设备，来实现数据面和控制面的分离，从而来对网络流量进行控制，将网络的管道变得更加智能。在电视系统中，IP化架构的关键部分就是S D N管理系统，这种系统可以有效地对所有设备进行配置，维护和监控，并且由于其具有预警等故障分析能力，可以有效地使运维的流程简单和智能。

4.3网络备份技术

为了确保电视播出的过程中，不出现故障，就需要采用主交换机和备用交换机形成网络备份。确保所有信号通道都连接到贮备交换机上防止一台设备发生故障，而无法实现型号的传递，而造成事故的发生。

5、结束语

综上所述，将IP技术应用在4K超高清电视系统中是一种历史必然，同时也是推动我国电视节目，向着更好的方向发展的动力之一。为了确保电视系统能够向着更好的方向发展，就应该及时地研究当下IP技术存在的影响因素，及时进行创新。

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