近来,转播新技术和各种转播应用百花齐放,转播系统在不断升级和进步,从应用、ip技术、核心产品、软件定义转播车、精细化设计、专业支持等多个角度,转播车已经全面升级。
ip系统更具韧性——具备一定容错性、且具备能够自动路由修复能力;
操作更容易上手——软件定义转播车、更深入更全面的管理操作;
多系统协同连接更方便——设备与系统、系统与系统的连接和管理维护效率增加;
系统建设更注重精细化、专业化、全流程化;
系统建设立足于全台化、市场化;
大家的探索逐渐到达一个重大的2.0时刻,并且朝着3.0继续演进。
图1:转播车迈入2.0时代
高标准系统建设
01
广西广播电视台 4k/ip超高清全媒体转播车(以下简称广西ip转播车),就是在此新时代下完成的一套新型转播制作系统。本车是索尼最新交付的118号转播车,代表着新一代ip转播车正式扬帆启航:新技术新设备与新需求下的充分结合。这辆转播车刚完成在中国-东盟博览会开幕式、第一届全国学生(青年)运动会开幕式(在cctv5直播播出)等活动现场的转播工作。
(1) 面向全台ip化建设的重要组成部分
广西ip转播车是基于索尼networked live理念的设计建造的新一代转播车,这套系统即将成为广西广播电视台全台4k/ip升级建设的重要组成部分。
近几年ip制作系统的快速发展普及,很多电视台已进入全台ip化升级建设阶段。在ip live系统巨大用户量基础上,索尼新提出networked live,帮助客户整合现有、新建ip系统资源,并着力打通系统间的传输与管理壁垒,搭建分布式、成长型的端到端制播ip基础网络。客户多个networked live系统可以协同工作,几乎可以实现在任何地点、任何规模、任何方式,提供关键可靠的现场节目制作播出。应用模式如:多车、多演播室ip集群化、专线+5g的ip化远程协同制作、ip总控汇聚/分发/传输网络、制作+播出系统的成长型建设管理,以及面向本地制播网络+私有/共有云的超融合协作等。
图2:networked live几乎可以在任何地点、任何规模、任何方式,提供关键可靠的现场制作业务
videoipath是索尼新一代ip系统管理器,也是networked live战略下的系统管理核心,支持多系统分布式的全台成长性ip建设,支持多系统间的汇聚、分发、传输的管理。它在国际上已经有大量制作域和播出域的项目案例。从2022年开始,国内新建ip系统中已经越来越多地采用videoipath。
(2) 以videoipath为核心,建设新一代ip系统
本车采用全线索尼4k/ip核心设备,以及其他行业内主流的4k设备,共同搭建起smpte st 2110的4k/ip全链路视频、音频及通话制作系统。本车稳中求新,率先采用索尼新一代的videoipath管理系统(sdn技术)。
选用videoipath作为ip系统的大脑,本车的安全运维、操作便捷、连接扩展等方面都实现了极大提升。“用着放心、用着方便”,是台里技术人员在近几次实战转播中的切实感受。
系统管理方面:实现了对交换机+广电设备的全覆盖深入清晰管理;
链路结构方面:搭建了更具韧性的真叶脊交换机结构;
连接扩展方面:不必再回归基带,可实现ip设备快速接入、多系统集群的ip信号直联。
图3:videoipath支持对交换机 + 广电设备的全面管理
图4:st2022-7下的igmp红蓝双星结构 vs sdn真双叶脊结构
(3) 制作和监看并重的hdr节目制作:
本车采用索尼sr live制作流程,符合总局4k/hd同播技术规范,兼顾制作需求的前提下,提升了监看环节的性能。
核心节目制作采用4k/hdr,支持4k/hdr和hd/sdr的节目同播能力,并充分考虑hd信号源、hd录制、hd现场返送等hd/sdr环境下的信号参与和信号需求;
摄像机、转换器、监视器等核心设备全部选用索尼产品,设备的优秀性能得以充分体现,转换过程中各设备间的匹配度更高;
hd/4k相互转换、hd/4k/hd往复等转换是对图像影响最大的环节。索尼摄像机、转换器等具备hdr look技术,具有air-matching功能,能够更好保证4k和hd图像的高质量;
hdr制作不仅仅指的制作链路,监视环节是最容易被忽视被弱化设计的。在本车系统中,为设备监看配置了专用转换器,在技术调光全面采用pvm-x2400监视器,保证节目信号的更准确呈现。
聪明的系统:具备自诊断、自修复能力,更具韧性
02
在整车交付不到3个月内就被台领导委以重任,负责这次中国-东盟博览会开幕式的转播任务;同时,主办方也只给了技术团队一天的准备调试时间。任务重、时间紧,作为新建系统,本车经受住了考验。且本车ip系统的技术特点,也给了技术团队足够的信心。
(1) 创新的三脊交换机结构
最近几年建设4k/ip转播车,基本都采用全ip系统。在普遍采用st2022-7主备冗余链路的同时,也都会留有着sdi应急链路。相应带来的是,一些信源设备需要增加ipg实现ip和sdi信号输出、信号链路和操作等都要考虑到ip和sdi部分,系统也会更复杂一些。
基带应急的保留,与根深蒂固的sdi信号稳定性有关,也与现阶段ip结构、it类设备(交换机、光模块、光纤等)特点有关。
在建设了大量的ip系统后我们发现,it类设备与传统广电设备相比,在设备本身稳定性、长期使用的老化现象方面,是有一些明显差别的。比如光模块,即使选用原厂等级产品也仅有几年的使用寿命。
并且,在igmp系统中,红蓝双网架构下的st2022-7链路抗风险能力较弱,在处理光纤链路故障或交换机故障时,对整个ip系统的安全性影响还是很大的。
图6:ip系统所涉及硬件设备的安全稳定性
图7:igmp下的st2022-7红蓝网络抗风险能力较低
前面也说到,sdn网络支持复杂交换机结构和真叶脊连接,相较于igmp红蓝双网,安全性提高不少。
在本车前期ip结构设计时,考虑到一台脊交换机故障的情况时,此链路ip系统整体安全性会降低50%,我们实际搭建了3台脊交换机共同工作的网络结构。videoipath具有智能带宽均衡、智能路由管理能力,在本车网络结构下,即使某个脊交换机故障,仍可完成全网络的主备链路冗余。
图8:广西4k/ip车网络结构图
(2) 具备容错性、支持故障自动修复的聪明系统
videoipath管理下的网络还具备故障自动修复能力。如:在叶交换机故障、或光模块/光纤故障时,st2022-7的冗余双链路会只有单边信号;借助videoipath的流复制再生功能,以及智能路由管理、智能带宽均衡等功能,系统会再生成一条ip链路。这一故障修复过程,是在技术人员不参与情况下进行的,新的路径形成是自动完成的。
图9:故障时自动路由修复实测过程页面截图
(3) 运营商安全级别的服务器部署
不同于行业中常见的igmp或sdn管理端部署,videoipath服务器也采用更高安全级别的部署设计, linux系统+cluster集群式服务器结构+cockroach分布式数据库。
图10:videoipath采用cluster集群式服务器结构
每台服务器采用linux系统,每个功能模块都作为独立app在docker中容器式部署;
在车上配置了3台服务器构成cluster集群式管理,实现高性能和高扩展性,并且支持负载均衡、分布式存储、故障恢复和容错等功能,从而提高系统的稳定性和可靠性;
videoipath采用cockroach分布式数据库,可以在多个数据中心之间进行数据复制和故障转移,为可靠性和数据一致性提供保证。
图11:每个功能(app)在docker中独立部署
(4) 12g矩阵的功能和定位
通过选用videoipath管理系统,本车实现了在网络结构、信号路由、系统管理端等方面的高安全性、智能化升级。也因此,车上配置的12g矩阵并没有过多参与应急切换,而是主要用于车内外sdi信号调度,再通过ipg作为ip系统的转换窗口。
另外,本车中配备了一套以videoipath为核心定向开发的集控系统,与常规集控覆盖ip和sdi交叉点的方案有所不同,它实现了sdi矩阵到videoipath的映射,增加了videoipath对ip和sdi交叉点的统一管理能力。通过ns-bus 硬件面板即可对ip交换机和sdi矩阵完成统一调度。
videoipath管理系统的加入,重新定位了基带设备的功能和规模,使得整车系统保持超安全性,结构也更清晰,管理维护也更全面便捷。
快速上手的系统:深度管理、直观操作
03
既然作为全车设备管理和信号调度的总指挥,其界面的管理深度、操作便利性就显得尤为重要。通过短时间的接触和培训,广西台技术团队已经基本掌握videoipath的操作。
(1) 深入的设备信号控制、管理、监视
videoipath提供了更为清晰直观的图形化界面,可分为配置、监控、操作三大类,每一类都有多个功能项app;并且可以对交换机、路由节点、带宽占用等的做更为深入细致的设置、检查、操作。
图12:网络拓扑页面提供更深入管理查看
图13:告警页面提供实时和历史记录
图14:监视页面可提供实时路由节点信息
图15:dashboard页面可提供节点、带宽等信息
(2) 方便快速的操作
除了通过ns-bus做信号调度外,操作人员也可以根据习惯在网络拓扑、信号列表、信号矩阵等多个界面操作。说一个小细节:在车内信号数量非常庞大,videoipath提供了拖拽条、信号层选择、输入关键字等方式快速定位信号位置。
图16:信号列表页面
图17:信号矩阵页面
对于电视墙、录制区等规模性信源调度需求,videoipath提供了panel菜单功能,可以模拟设备布局,通过拖拽完成信号调度。
图18:panel设定页面,模拟电视墙布局
图19:电视墙信源调度页面
(3) 软件定义转播车的第一步
本车中的集控软件是以videoipath为核心,进行配套功能的定制化开发。不仅提供交叉点、tally等常规集控功能,更是结合了索尼在ip系统设计实施中的经验心得,提供运维管理、流程管理、类4s监测等功能扩展,为软件定义转播车提供了坚实的基础。
软件功能包括:
实现对系统网络拓扑及车体环境的监控,进一步提高系统安全稳定性,为高质量节目的制作保驾护航。
与videoipath管理系统等系统设备进行数据交换,实现全车交叉点、tally管理的统一协调及策略应用。
紧密结合videoipath管理系统,提高系统延展性,支持跨平台的信号调度和其他扩展控制功能。如:实现ns-bus面板对ip和sdi交叉点统一切换,实现对画分设备的布局切换,实现对环境管理(如控制灯光开关等)。
支持工作流程管理以及周期性系统运维管理,规范化,流程化,提高用户工作效率。
通过进一步的功能开发,videoipath不仅是ip系统的大脑,更是全车系统信号的总指挥。
方便ip连接的系统:快速连接管理、快速多系统级联
04
(1) videoipath提供ip连接的快速管理
ip系统提供了一线多信号的能力,可以为多系统级联、临时设备扩展提供了连接便利性。目前实际情况是,技术人员基本会放弃ip连接,会采用大量视音频基带信号的一对一连接。这是因为igmp系统中的交换机配置工作量巨大,且专业复杂。
图20:ip多系统集群:igmp vs videoipath sdn
videoipath系统中,可以发挥ip连接的便利性。在本车接口板区,还设置了6个100g、4个25g的ip接口,可用于设备信号连接,也可用于多系统之间的交换机级联。
图21:接口板区设置了100g和25g ip接口
(2) federation技术为级联提供创新的便利性
在ip系统多车级联、ip现场接口箱的案例中,需要在建造阶段对双车做好统一规划。而面对非特定对象的多系统集群、全台制播ip化整体建设时,其面临的难度会非常巨大。videoipath独有的federation(联邦制)技术,能支持多系统协同工作的灵活性、扩展性,实现ip真正的价值。
整体性:多个videoipath系统连接为一个整体的工作域;
便捷性:方便了从单个用户界面跨不同videoipath系统,在分布的资源之间进行连接管理;
新流程:支持建立新的工作流程,即可以有效隔离关键的制作功能,如mcr、playout、studio,自治系统,也允许在需要时进行内容交换;
安全性:关键的制作功能增强了隔离的安全性,并支持全新的灾难恢复工作流程;
深管理:联邦制允许对生产流程链内的内容交换,进行细颗粒度的控制。
图22:federation技术支持简单操作实现多系统的协同
充分信任,也终不负所托
05
如果用一个字概括广西ip转播车,那就是 “高”:高效率、高质量。
高效率可以从时间方面来看:本车实现了快速建设、快速交接、快速入列、快速实战。整车建设周期9个月,在到台整车交付后的几个月内,已多次完成台里重要节目制作任务,赢得用户高度肯定。
高质量是体现在广西广播电视台对索尼中标后的有充分信任,而索尼也终不负所托。双方的管理和技术团队紧密配合,实现了设备配置高、施工标准高、服务保障质量高、系统安全等级高、运维保障效率高。
广西广播电视台副台长李绍荣评价:该4k转播车在正式交付后短期内完成了汉语桥和中国-东盟博览会两场重要节目录制,分别是大型综艺类节目以及重大时政类节目的制作。使用中感受到整个技术系统架构安全可靠,车内各工位设计合理便捷,受到参与制作的各频道制作人员一致好评。
出色的内饰设计及符合人体工程学的制作工位的各种细节处理,也为节目高质量的制作加分不少
(1) 快速建设、快速交接、快速入列、快速实战
索尼和广西广播电视台紧密配合,成就了本车的高质量和高效率。从索尼方面,除产品以外,本项目中还包括ip系统设计集成规范、丰富的集成实战经验,以及覆盖全流程(设计-建设-培训-保障)的专业服务项目。
2023年11月5日,采用4k/hdr制作,圆满完成第1届全国学生(青年)运动会开幕式任务,并在cctv5直播播出;
2023年9月17日,采用4k/hdr制作,圆满完成第20届中国-东盟博览会开幕式任务;
2023年8月29日,采用4k/hdr制作,圆满完成第22届“汉语桥”世界大学生中文比赛复赛任务;
2023年6月14日,通过“广西广播电视台4k超高清制播能力建设项目”验收会,整车正式入列;
2023年5月28日-6月1日,转播车到达广西广播电视台,完成整车交付,随后展开设备培训和多项专业服务;
2023年4月19-21日,ccbn-2023首展,获得巨大关注:首个采用videoipath(sdn技术)ip管理器和基于networked live理念建设的制作域系统;
2023年4月1日,开始系统联调,videoipath ip系统进入调试阶段;
2023年2月26日,第一根视频线放出,系统集成开始;
2022年9月27日,索尼参与转播车视音频系统包投标,并成功中标。
(2) 转播市场化需要2.0转播车
转播市场化压力在近期大型赛事中有越来越多的体现;转播技术与it技术的同步化趋势越来越明显,客户和索尼必将更紧密携手,面对新的挑战并不断突破。
转播车早已不是简单的硬件设备堆砌连接。基因强大、软件硬件结合、贴身伴随服务,转播车已经迈入全方位升级的2.0时刻。
我们努力做到“每一次的最好”:
经验的输出:如何做好一辆车?如何应用已有案例的得失;
全局的了解:大中小型转播系统,当下的定位和未来的发展信息;
大型系统的典型新要求:
信号分配交互越来越多,如何跨系统迅速实现信号调度;
大型集群式制作系统持续增加,如何迅速更改功能需求;
信号扩展需求逐步增多,如何快速扩展系统;
安全性要求更高,如何更好地确保信号链路安全;
图26:做更好的转播车
广西广播电视台 4k/ip超高清全媒体转播车,作为索尼转播车2.0的典范之作,融合了用户的全局掌控和索尼的产品力、技术力、设计力、服务力、研发力。探路之余,希望给您参考,推进适合您的“下一个更好”。
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