未來的全數位和高清廣播，你準備好了嗎？
 上網時間: 2008年04月08日 

2009年2月17日將標誌著電視廣播 行業不可扭轉地向全數位未來的轉移。在那個日子，所有的高功率模擬發射機將被關閉，讓廣播公司再也沒有理由維持老化的模擬基礎設施。

向數位電視FCC 1977年宣佈這一數位電視時間表以前就開始了。從1990年代開始，視頻設備的數位化一直在進行之中。從那時起，絕大多數被購買的攝像機、VTR、製作交換機以及其他演播設備均採用了數位處理技術，並且可能配備了數位介面。它們還可能保留了類比介面，以便於集成進沿用下來的類比設備之中。例如，絕大多數現代的、以電腦為基礎的視頻設備的“圖像系統、伺服器以及非線性編輯系統”均為固有的數位設備，因此，實際上肯定配備數位介面。 轉移早在

然而，廣播台的基本基礎設施—包括傳輸和處理設備、核心路由器、連接面板以及佈線的情況怎麼樣？在過去幾年的新建設備或台站可能擁有的基礎設施主要或甚至100%是數位設備。然而，很可能該台站是圍繞著一個主要或甚至100%類比的核心設備構建的。

在數位電視轉換階段，類比基礎設施並不是一個嚴重的負債。這是因為標準清晰度的類比節目服務一直是廣播台站的主要盈利來源。數位電視占總數的比例不高。然而，當類比台站關閉時，各個台站100%的營業收入將依靠它們的數位服務。在2009年2月17日，數位電視將不再是科學展覽會上的試驗，而實際上成為業務部門的重要任務。

除了從類比向數位節目傳輸轉移之外，數位電視正產生一種轉換，以平衡高清晰度與標準清晰度節目和電視觀眾的總數。在許多台站，高清晰度通道已經“準備就緒”。然而，高清晰度電視機銷售量的快速成長已經產生了消費者對高清晰度節目的巨大需求。節目製作上通過製作更多的高清晰度節目而做出回應。接下來，競爭節目傳輸系統—地面廣播、有線電視以及衛星廣播—通過把更多的高清晰度內容傳輸給他們的觀眾而做出回應。

絕大多數廣播網路已經宣佈打算在2008年秋從混合標清/高清切換至全高清會員節目傳輸方式。假設這在傳輸成本上有所節省，但是，假設其他網路效仿就是合理的。從這一轉移顯然可見，高清晰度將是未來主要的節目製作和傳輸格式。如果有時在某地需要標準清晰度節目，那也將是從高清晰度節目轉化而來的。

電視臺站的其他節目來源—企業組合節目、本地製作的新聞、公眾事務節目以及商業節目—業已越來越多地採用高清晰度格式製作。在不太遠的將來的某一天，各台站的主要頻道將主要或完全由高清晰度內容主宰。因為這一趨勢清晰可見，不少台站最近所構建的新“綠色現場”設備100%選用高清晰度設備、

為了在將來成功地參與競爭，必須認真地考慮盡可能快地轉向全數位、具備高清晰度能力的核心基礎設施，這樣才能支持多種節目流的原創。

過去，歸因於數位電視觀眾數量有限，在系統基礎設施中，大多數設備投資均是最小限度的，以便於ATSC相容。這通常是利用小型高清晰度路由器，把本地和網路高清晰度內容直接饋入數位電視發射機。

路由系統

廣播台的路由交換機及其相關控制系統是設備的核心。核心路由器涉及廣播台工作流程的每一個方面，包括攝取、QC、節目準備、製作、後期製作以及在空中運作(廣播)。因此，極端重要的就是制定出從類比向數位轉移的策略，確保所有台站自始至終的連續運作。

如果現有的核心路由器是全模擬或主要是模擬的，那麼，要認真地考慮大規模的替換問題。嚴格地說，應該採用性能足夠強大的高清晰度數位路由器來處理廣播台現有的數位源以及目的地。要確保選擇一種能夠方便地被擴展至處理將來增長的路由器平臺。

要考慮在廣播台中隨著時間的推移，高清晰度信號的數量可能增加，而標清信號將維持不變，或逐漸減少。要選擇針對所有高清晰度運作而設計的路由系統，那台路由系統最初可以被配置為混合了標清和高清，並且能夠被靈活地擴展或重新配置以處理將來的要求。

為了使路由器真正具有高清性能，它必須被設計為具有備用附加量的100%高清工作的方式。整個交叉點核心路由器必須能夠處理資料率高達1.5Gbps以上的各種信號。幀、主板以及I/O系統必須能夠處理各種高清信號。電源系統和冷卻系統必須能夠提供高清信號處理設備所需要的額外功率和冷卻性能。

I除了高清和表情數位視頻之外，核心路由系統可能需要處理其他信號格式以及分離的AES音頻或機器控制。要仔細選擇一家路由器製造商，其產品線能夠處理你需要的所有格式。

在過去10年左右的時間裏，路由系統的複雜性已經大增。現代的路由系統可能處理多樣性的信號類型並由各種各樣的用戶控制，每一客戶均擁有獨一無二的運營要求。路由器控制系統的責任就是以友好的方式光裏實際交換硬體的複雜任務。

在選擇路由器控制系統中的主要考慮包括：它提供的靈活性的程度；它能夠被配置和動態配置的方便程度；它支援的控制面板的數量和類型；其設計的魯棒性。如果它不能根據廣播台站的需要進行裁剪的話，或者說，如果它不能被賴以實現24小時/7天無故障工作的話，路由系統就不是非常有用的。

對於路由器控制系統來說，第二個考慮就是它如何很好地支持第三方路由器。如果存在沿用下來繼續服役的路由器的話，這就是特別重要的事情。

如圖1所示為大多數現有廣播設備中常見的系統佈局圖。主要路由器/信號管理系統組成具有單聲或身歷聲音頻的類比或SDI視頻。廣播台站的主要產品就是通過主控設備向NTSC類比發射機傳輸標清信號。

主控交換機

主控交換機常常被稱為廣播台站的“現金出納機”，因為它的主要功能就是管理產生營業收入的交易(商業廣告插入)。過去，各個廣播台站一直只有單一的營業收入來源。在數位電視時代，它們將擁有多種營業收入流。

簡單的經濟學規定，人們希求在不增加成本的前提下，從單一頻道模式向多頻道模式轉移。為了實現這一目標，必須把固定設備或運營成本的增加最小化。這就轉換為設備每個頻道的成本要低，並且把任何運營成本上的增加最小化。

為了避免增加更多的操作員—服務員增加會導致運營成本增加，為此需要採用自動化的設備。目前，廣播台站並不是自動化的，如果它們要播放多個頻道的話，要麼增加操作員，要麼就要採用自動化設備。為了保持每個頻道的固定設備的成本低廉，對於傳統方法的一種替代方案就是採用主控交換機。理想的系統是一種業已構建過程中考慮了多個頻道運營的、在通用平臺上支援多個頻道的模組化系統。

交換機電子系統應該足夠靈活以支持各種各樣的運營環境。主要頻道可能需要完整的功能集：交換、混合、多水準操作、品牌標誌插入以及回溯查詢等等。次要的頻道可能僅僅需要像交換、混合以及品牌標誌插入這樣的基本功能。交換機電子系統應該具有足夠的可擴展性以分別裁剪每一個頻道的功能。

因為主控系統的宕機成本非常、非常高，冗餘和可拔插系統元件也是重要的考慮。

圖2：為了滿足即將出現的對高清晰度內容的需求，升級系統時受影響的主要領域。現有的路由器核心以及小型的高清島，將隨著模擬NTSC發射機的消失而在系統設計中交換角色。

信號處理設備

它具有不少名字，例如，終端設備、模組化產品以及膠合設備等。不論你選擇稱之為什麼，在任何設備中把系統連接起來的各種各樣的數位設備才是至關重要的。

從前，地位低下的傳輸放大器是這類設備中最為常見的單元。目前，在一個模組上很可能封包了像幀同步器、上行/下行/交叉轉換器以及多用途產品這樣的複雜功能。

當選擇處理設備時，最好是確定一家或最多兩家主要的供應商。每一家製造商有其專有的平臺、模組格式和控制系統。在同一系統中混合來自太多製造商的設備，從資產和運營成本方面考慮可能是昂貴的。

要根據供應商的產品基本技術性能、他們提供的產品範圍以及他們的產品滿足特殊系統中總要求的滿意程度，來評估哪些處理設備供應商是有希望的。

圖3：最新的數位電視設備。主要信號核是配備5.1環繞聲的HD-SDI。主控系統是能夠向數位電視發射機傳輸數位電視多播節目多個頻道。目前的主要產品就是高清配置，其下行變換/下行混合標清作為備用產品。

對3Gbps的評價

晶片製造商、設備製造商以及像SMPTE這樣的組織正在向著支援3Gbps數位視頻的方向開發元件、設備和標準。這一資料率需要支援1080P/60信號。這一工作對於製作和後期製作行業來說具有根本的利害關係。

儘管廣播公司不可能需要在他們的設備內部處理3Gbps信號，但是，這一技術的確改善了270Mbps以及1.5Gbps信號的性能並提供了更大的工作裕量。有興趣的讀者應該在www.nvision.tv網站上訪問應用指南，並閱讀題為“3Gbps技術改善性能”的白皮書。

關於作者

Jay Kuca是NVISION公司的產品管理總監。他1969年在位於俄亥俄州代頓的WKEF-TV公司開始進入電視行業。在2000年加盟NVISION以前，他在Graham-Patten Systems公司以及Grass Valley Group擔任高級產品管理職位。

此文章源自《家庭娛樂系統》