2024年5月17日发(作者：章佳羽)
网
络
与
传
输
中央电视台
许春蕾
4K
摘
信号由于数据量较传统高清信号大大提高，所以对
要
标准于2015年正式发布，其中6G-SDI 标准编号SMPTE
传输提出了更高的要求。本文主要阐述了4K超高清电视信
ST-2081，工作速率为6Gbps；12G-SDI标准编号SMPTE
号在制作域内的传输方式，并对4K超高清电视信号在中央
ST-2082，工作速率为12Gbps。
广播电视总台的相关传输实践情况进行了介绍。
一般来说，通过SDI传输4K信号有以下三种方式：
z
4×3G-SDI，共4根电缆，每个电缆接口承载3G
信号；
关键词
z
12G-SDI，通过一根电缆传输未经压缩的信号；
数字分量串行接口（Serial Digital Interface，SDI）
z
3G-SDI，通过单个3G接口传输经浅压缩后的12G
精确时间协议（Precision Time Protocol，PTP）
信号。
最佳主时钟算法（Best Master Clock Algorithm，BMCA）
4K技术将信号从高清1920×1080的分辨率，提升到
1. 4×
3G-SDI
3G-SDI
基带信号包含
基带信号
Level A和Level B两种格式。
4096×2160的分辨率，其像素点数是高清信号的4倍，这
Level A是将HD-SDI由1080/25P变成1080/50P，传输码率
对视频信号的传输提出了更高的要求。我们通常认为，电
变为之前的2倍；Level B是由HD-SDI dual link 每个取样
视信号的传输分为两大部分，即是在制作域和分发域，制
点交互式的嵌入形成。
作域是主要指在电视机构内部，分发域主要是指信号经过
使用4×3G-SDI传输4K信号是将4K图像分成4个
编码压缩后通过光缆或者卫星等进行长距离传输。本文主
HD图像传送，四分割之后的
HD图像称为子图像，每个子
要对制作域内的4K超高清电视信号的传输方式进行阐述，
图像通过3G-SDI 信号传输，每路3G信号图像格式为2160
主要包括基于传统基带信号的传输方式（3G-SDI信号、
行，支持 3840×2160或者 4096×2160。分成子图像的方式
12G-SDI信号），以及使用IP传输无压缩4K信号等。
有两种：Square Division（SQD）和2 Sample Interleave（2
SI）。
一 数字分量串行信号（SDI）
SQD模式理解起来相对简单，但必须确保每路之间图
像对齐的时间差小于等于400ns，超出可接受的范围时，将
使用数字基带信号传输未压缩的视频，是很长时间以
无法正常组成4K图像，通常对设备要求较大的内存，一般
来电视机构的习惯做法。SDI是数字分量串行接口（Serial
用于拍摄和后期制作（如图1）。
Digital Interface）的首字母缩写，是把数据字的各个比特以
2SI模式将每两个采样点分配给子图像，如图2所示，
及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。SDI标准由
不存在图像切割所带来的临界线的问题。对设备内存需求
SMPTE发布，规定了怎样通过视频同轴电缆传输串行数字
少，处理时延低，一般用于传输和编码环节。
视频数据。
3G-SDI工作速率2.97Gbps；6G-SDI和12G-SDI
电视机构在进行4K节目录制的时候，所使用的高清
现代电视技术
2019.3
136
网 络 与 传 输
和Level B；
z
将4路
3G-SDI重组成
1路12G-SDI信号：生成时的
顺序依照3G-SDI或6G-SDI
的原则进行。
在设备方面，2016年出
现了基于12G-SDI的设备，
2017年，第二代零件在一
定程度上促进了性能提高，
使用12G-SDI进行系统集成
时，需要保持60m以内（保
1
Square Division（SQD）模式
守50m）的距离。一些电视从
业人员认为，在现阶段点对点
连接、简单的小型系统中采用
12G-SDI方式较为合适，日本
NHK在开播的4K频道、8K
频道系统中采用了12G-SDI的
传输方式。
虽然只需1根视频线，但
是系统设计集成中需要12G专
用视频线缆以及满足12G-SDI
标准的BNC接头，视频线缆
劣化容易影响信号质量，同时
由于集成经验的浅薄，难免出
4K
2
2 Sample Interleave（2SI）模式
现不明原因的故障。
专业摄像机多数采用4×3G-SDI的方式传送4K信号，
但对于电视信号在制作域中传输来说，随着信号数量不断
浅压缩信号
增加，视音频处理设备数量增大，线缆数量成倍增加，在
上面提到，使用4×3G-SDI传输4K信号存在线缆数
集成、维护等方面都会遇到困难。
量众多、12G-SDI存在传输距离短等问题，而且如果电视
机构要升级到4K制作或播出，那就意味着以往的SDI架构
2.12G-SDI基带信号
要全部抛弃，所以通过现有的3G-SDI基础设施传送4K超
考虑到4×3G-SDI的方式带来的传输线缆的成倍增加，
高清电视信号成为一种需求。在这种需求下，TICO压缩技
12G-SDI让我们可以只用1/4的线缆就能完成连接，这对于
术应运而生。
一些电视机构来说有很大的吸引力。12G-SDI信号可以采
TICO联盟由多家广播技术公司在2015年 NAB展会时
用75Ω同轴电缆传输，也可以采用光纤传输。SMPTE ST
组建，TICO是由IntoPIX公司开发的浅压缩技术，采用的
2082-1详细描述了12G-SDI的电气接口，75Ω同轴电缆传
是“可逆小波变换”的帧内压缩，对4K信号的图像有效
输距离典型值是60m，单模光纤可以达到80km。12-SDI信
区（Active Area）进行压缩，对视频中的嵌入音频等均不
号的形成过程如下：
做处理。该技术提供了4:1的典型压缩率（可达8:1）的视
z
将4K图像分成4个HD子图像传送：分成子图像
觉无损压缩，压缩后的4K信号可以通过现有的3D-SDI基
的方式只有2SI；
础设施及10 GE IP制作和传输网络传送。目前支持TICO
z
各个子图像生成3G-SDI信号：嵌入音频和其他辅
压缩标准的设备厂商主要是一些传统广电厂商，如GV、
助数据在生成3G-SDI时嵌入，支持3G-SDI信号Level A
Imagine、Nevion等。
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Advanced Television
Engineering
2019/3
Network & Transmit
网
络
与
传
输
使用TICO技术还有一个便利性在于，4K信号通过
通过SDP描述。
TICO浅压缩“变成”3G-SDI，其数据已经按照SDI的标准
z
ST 2110-31（AES3 Audio），规定AES3形式的音频
格式进行了映射，这种视频就可以按照SMPTE制定的IP
数据打包协议。
封装标准像封装普通SDI信号一样进行IP化封装和传输。
经测试，3840×2160 50p 4K超高清电视信号经
SMPTE ST 2110标准封装后，视频IP流带宽实测约8.725G；
二 无压缩 IP信号
3840×2160 59.94p 4K超高清电视信号经SMPTE ST
2110
标准封装后，视频IP流带宽实测约10.417G。
用IP传输无压缩4K信号已经是业界一个普遍认知。
公认的IP优点包括高灵活性、低成本和广泛可用性，使
2. IP系统的同步
用IP所能实现的远程生产和控制是SDI无法实现的魅力。
区别于传统基带信号采用BB锁相方式对视频信号进行
IP传输的核心是交换机，交换机的背板能力决定系统的容
处理，IP系统的同步，是靠PTP（精确时间协议）来实现。
量，而不再受限于物理端口的数量，同时传输距离大大提
SMPTE基于PTP第2版的标准（SMPTE ST 2059），专门
高，更适合广域化部署。大带宽的网络接口更适应于4K、
用于广播视频应用。SMPTE ST 2059-1/2规定了专业广电环
8K信号调度和分发，适合当前广电业务全媒体、IP化、大
境中时间和频率同步的精确时间协议，其时钟同步精度达
小屏的发展现状。
到纳秒量级，满足高码率传输情况下IP网络时间和频率同
IP化标准主要分为两类，即SMPTE的ST系列标准与
步的需求。
IEEE的AVB标准。SMPTE系列标准是以解决IP视频传输
PTP信号中携带一个绝对时间的时间戳，表示相对于
为主要目的；AVB标准在传统以太网络基础上，通过保障
1970年1月1日0点0分0秒的时间。PTP同步/时钟基
带宽、限制延时和精确时钟同步，支持各种基于音频、视
准发生器产生的信号，可以通过IP接口进入交换机，交换
频的网络多媒体应用。相比较来说，SMPTE系列标准在广
机以组播的方式进行分发，所有相连的终端设备可锁在同
电领域更具优势。
一PTP下。
PTP的灵活性在于BMCA（Best Master Clock
1. SMPTE ST 2110
Algorithm，最佳主时钟算法）。这种算法使得当之前的主时
SMPTE在2017年9月18日宣布批准的SMPTE ST
钟（Grand Master
）丢失了GPS信号或因交换机故障导致中
2110（Professional Media Over Managed IP Networks，IP网
断失去主时钟信息时，具有下一个时间精确度的设备就会
络上的专业媒体流），是规定IP网上独立的专业基本流的自动接替主时钟的功能。
实时传输、同步和描述的一系列新标准。
PTP时钟类型分为普通时钟（Ordinary Clock）、透明时
SMPTE ST 2110标准让音频、视频和辅助数据流可以
钟（Transparent Clock）和边界时钟（Boundary Clock）三类。
分开传输并实现同步，在终端重新汇聚。这就保证了IP流使用PTP协议的网络称为PTP域，电视机构内部的各个制播
中的每个组成部分保持独立的同时又能实现同步。主要包系统可以形成不同的PTP域，PTP域中使用PTP互相同步的
含以下内容：
z
ST 2110-10（System Timing and Definitions），给
整个系统规定定时及规则，使用PTP（SMPTE ST 2059）
协议获得设备的时间同步，以时间信息为基础把时间戳
叠加入包，获得视频、音频等内容的同步。
z
ST 2110-20（Uncompressed Active Video），将非
压缩视频数据映射RTP封包，视频格式等详细信息通过
SDP（Session Description Protocol）通知。
z
ST 2110-21（Traffic Shaping and Delivery Timing for
Video），为了传输、接收视频数据的RTP定时和顺序协议。
z
ST 2110-30（PCM Digital Audio），规定AES67形
式的PCM音频打包方式，采样频率或bit位等详细信息
3
网络中的PTP时钟类型
现代电视技术
2019.3
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网 络 与 传 输
时钟逻辑分组，但可能不会同步到另一个域中其他时钟。
2110多种IP信号的接入，系统具备100G、10G、1G等多
由于目前绝大多数电视机构还处于传统BB锁相方式的
种带宽的接口，对于SDI信号则封装为IP信号后进入系统。
视频信号处理阶段，在部分开始尝试向无压缩视频IP化传
系统采取叶脊架构，同步采用PTP分发的方式。脊交换机
输的过程中，关于PTP网络的组网方式，将根据需求而各
1台，具有36个100G的QSFP+端口，支持7.2Tbps带宽；
有不同。主要可以有以下几种方式：
叶交换机2台，上行链路最多可支持4个100Gbps 或6个
z
PTP同步/时钟基准发生器产生PTP信号的同时，
40Gbps端口。
也产生传统BB同步信号，以上两种信号分别进入IP分发
网路和传统AV分发网络，其中PTP信号供给IP系统使用，
BB信号提供给传统AV系统使用。
2. 4K
2018
超高清频道开播
年10月1日上午10点，中央广播电视总台4K
z
PTP同步/时钟基准发生器产生PTP信号进行分发，
超高清频道正式开播。从2018年10月2日开始，每天上
下游系统可以直接使用，对于有BB同步信号需求的设备和
午6:00到晚间24:00，每天播出18小时。4K超高清频道的
系统，则可以通过同步发生器锁定分发来的PTP信号产生
开播吸引了很多观众的视线，北京歌华、广东、上海东方、
BB信号进行使用。
浙江、四川、贵州、重庆等地的有线电视网也同步转播。
关于4K信号在总台内部的传输，总控与播出、收录及
3. 还需做的工作
各演播室系统间跨域4K信号交换，通过TICO浅压缩方式
需要说明的是，SMPTE ST 2110中不可缺少的SDP文
进行。由制作端（源端）提供TICO信号，使用端解码使用，
件还未定义。SDP文件是为了再生IP包传输的视频信号的
系统间交接的TICO浅压缩信号为3G-SDI信号接口。这样
格式信息，记载了组播组的地址信息，SMPTE ST 2110规定
做的好处是充分利用现有3G-SDI基础设施，缩短了实施工
了通过
SDP文件传送视频信号格式，但没有规定传输方法。
期，避免了现阶段少量4K信号的传输给整个电视台的系统
另外，使用IP传输无压缩4K信号，需要安装精确时
带来的大规模改动。该方式将覆盖2018年至2020年4K超
间协议主时钟和以太网交换机等基础设施，要求参与发送、
高清频道试验播出阶段。
接收和处理视频的所有设备都支持处理SMPTE ST 2110信
在2020年至2022年多个4K超高清频道播出阶段，
号，所以需要进行设备升级或者更换。总的来说，基于IP
总台内计划以SMPTE ST 2110标准将4K超高清信号封装
传输无压缩4K信号系统的优点要等到以上变化完成后才能
为单IP流进行无损调度和分发，以上两个阶段的过渡时
显现。
期，系统间交接的4K超高清信号为TICO浅压缩信号和
目前应用中出现了以IP矩阵为核心，周边使用SDI转
SMPTE ST 2110格式的IP流并行。
IP转换器的系统。将来随着基础设备的升级和更新，4K电
视信号全流程即采集、制作、播出、存储、传输、分发等
3. 2018
环节的无压缩音视频
2018
年中国网球公开赛
IP化，将给节目质量、制播流程带来
年中国网球公开赛在国庆期间开幕，恰逢中央广
4K直播
重大变化。
播电视总台4K超高清频道刚刚开播，总台开展了对中网比
赛信号进行4K直播的大胆尝试。技术系统搭建了从北京国
三 相关传输实践
家网球中心莲花球场转播系统到台内演播室和播出系统的
全程传输链路，转播系统输出TICO信号，使用3G光端机
1. IP移动总控系统
通过运营商光缆链路传回总台进总控系统后分发给超高清
通常认为，移动总控系统是电视机构制作域的一个外
演播室制作播出。
场延伸。2018年2月，中央广播电视总台面向4K信号制
从10月1日至10月5日，前方系统每天向后方演播
播的全媒体IP移动总控系统在韩国平昌冬奥会上成功应
室提供4K直播信号9个小时，共计传输时长45小时，后
用，负责赛场、IBC及总台前方制作系统之间的信号调度。
方4K频道播出系统每天2档频道直播，共计直播时长22.5
当时SMPTE ST
2110标准刚刚颁布，该系统成为国内首个
小时。在这次直播中，打通了4K直播的信号传输流程，对
落成的符合该标准的UHD/HD调度系统。
4K演播室系统、4K传输系统、4K播出系统进行了充分测
该系统总体参照SMPTE ST 2110标准建设，以交换机
试，对关键的TICO信号光传输、跨系统的TICO信号编解
为调度核心，适配12G/3G SDI信号以及ST2022-6/7、ST
码进行了充分验证测试。
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2024年5月17日发(作者：章佳羽)
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许春蕾
4K
摘
信号由于数据量较传统高清信号大大提高，所以对
要
标准于2015年正式发布，其中6G-SDI 标准编号SMPTE
传输提出了更高的要求。本文主要阐述了4K超高清电视信
ST-2081，工作速率为6Gbps；12G-SDI标准编号SMPTE
号在制作域内的传输方式，并对4K超高清电视信号在中央
ST-2082，工作速率为12Gbps。
广播电视总台的相关传输实践情况进行了介绍。
一般来说，通过SDI传输4K信号有以下三种方式：
z
4×3G-SDI，共4根电缆，每个电缆接口承载3G
信号；
关键词
z
12G-SDI，通过一根电缆传输未经压缩的信号；
数字分量串行接口（Serial Digital Interface，SDI）
z
3G-SDI，通过单个3G接口传输经浅压缩后的12G
精确时间协议（Precision Time Protocol，PTP）
信号。
最佳主时钟算法（Best Master Clock Algorithm，BMCA）
4K技术将信号从高清1920×1080的分辨率，提升到
1. 4×
3G-SDI
3G-SDI
基带信号包含
基带信号
Level A和Level B两种格式。
4096×2160的分辨率，其像素点数是高清信号的4倍，这
Level A是将HD-SDI由1080/25P变成1080/50P，传输码率
对视频信号的传输提出了更高的要求。我们通常认为，电
变为之前的2倍；Level B是由HD-SDI dual link 每个取样
视信号的传输分为两大部分，即是在制作域和分发域，制
点交互式的嵌入形成。
作域是主要指在电视机构内部，分发域主要是指信号经过
使用4×3G-SDI传输4K信号是将4K图像分成4个
编码压缩后通过光缆或者卫星等进行长距离传输。本文主
HD图像传送，四分割之后的
HD图像称为子图像，每个子
要对制作域内的4K超高清电视信号的传输方式进行阐述，
图像通过3G-SDI 信号传输，每路3G信号图像格式为2160
主要包括基于传统基带信号的传输方式（3G-SDI信号、
行，支持 3840×2160或者 4096×2160。分成子图像的方式
12G-SDI信号），以及使用IP传输无压缩4K信号等。
有两种：Square Division（SQD）和2 Sample Interleave（2
SI）。
一 数字分量串行信号（SDI）
SQD模式理解起来相对简单，但必须确保每路之间图
像对齐的时间差小于等于400ns，超出可接受的范围时，将
使用数字基带信号传输未压缩的视频，是很长时间以
无法正常组成4K图像，通常对设备要求较大的内存，一般
来电视机构的习惯做法。SDI是数字分量串行接口（Serial
用于拍摄和后期制作（如图1）。
Digital Interface）的首字母缩写，是把数据字的各个比特以
2SI模式将每两个采样点分配给子图像，如图2所示，
及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。SDI标准由
不存在图像切割所带来的临界线的问题。对设备内存需求
SMPTE发布，规定了怎样通过视频同轴电缆传输串行数字
少，处理时延低，一般用于传输和编码环节。
视频数据。
3G-SDI工作速率2.97Gbps；6G-SDI和12G-SDI
电视机构在进行4K节目录制的时候，所使用的高清
现代电视技术
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和Level B；
z
将4路
3G-SDI重组成
1路12G-SDI信号：生成时的
顺序依照3G-SDI或6G-SDI
的原则进行。
在设备方面，2016年出
现了基于12G-SDI的设备，
2017年，第二代零件在一
定程度上促进了性能提高，
使用12G-SDI进行系统集成
时，需要保持60m以内（保
1
Square Division（SQD）模式
守50m）的距离。一些电视从
业人员认为，在现阶段点对点
连接、简单的小型系统中采用
12G-SDI方式较为合适，日本
NHK在开播的4K频道、8K
频道系统中采用了12G-SDI的
传输方式。
虽然只需1根视频线，但
是系统设计集成中需要12G专
用视频线缆以及满足12G-SDI
标准的BNC接头，视频线缆
劣化容易影响信号质量，同时
由于集成经验的浅薄，难免出
4K
2
2 Sample Interleave（2SI）模式
现不明原因的故障。
专业摄像机多数采用4×3G-SDI的方式传送4K信号，
但对于电视信号在制作域中传输来说，随着信号数量不断
浅压缩信号
增加，视音频处理设备数量增大，线缆数量成倍增加，在
上面提到，使用4×3G-SDI传输4K信号存在线缆数
集成、维护等方面都会遇到困难。
量众多、12G-SDI存在传输距离短等问题，而且如果电视
机构要升级到4K制作或播出，那就意味着以往的SDI架构
2.12G-SDI基带信号
要全部抛弃，所以通过现有的3G-SDI基础设施传送4K超
考虑到4×3G-SDI的方式带来的传输线缆的成倍增加，
高清电视信号成为一种需求。在这种需求下，TICO压缩技
12G-SDI让我们可以只用1/4的线缆就能完成连接，这对于
术应运而生。
一些电视机构来说有很大的吸引力。12G-SDI信号可以采
TICO联盟由多家广播技术公司在2015年 NAB展会时
用75Ω同轴电缆传输，也可以采用光纤传输。SMPTE ST
组建，TICO是由IntoPIX公司开发的浅压缩技术，采用的
2082-1详细描述了12G-SDI的电气接口，75Ω同轴电缆传
是“可逆小波变换”的帧内压缩，对4K信号的图像有效
输距离典型值是60m，单模光纤可以达到80km。12-SDI信
区（Active Area）进行压缩，对视频中的嵌入音频等均不
号的形成过程如下：
做处理。该技术提供了4:1的典型压缩率（可达8:1）的视
z
将4K图像分成4个HD子图像传送：分成子图像
觉无损压缩，压缩后的4K信号可以通过现有的3D-SDI基
的方式只有2SI；
础设施及10 GE IP制作和传输网络传送。目前支持TICO
z
各个子图像生成3G-SDI信号：嵌入音频和其他辅
压缩标准的设备厂商主要是一些传统广电厂商，如GV、
助数据在生成3G-SDI时嵌入，支持3G-SDI信号Level A
Imagine、Nevion等。
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与
传
输
使用TICO技术还有一个便利性在于，4K信号通过
通过SDP描述。
TICO浅压缩“变成”3G-SDI，其数据已经按照SDI的标准
z
ST 2110-31（AES3 Audio），规定AES3形式的音频
格式进行了映射，这种视频就可以按照SMPTE制定的IP
数据打包协议。
封装标准像封装普通SDI信号一样进行IP化封装和传输。
经测试，3840×2160 50p 4K超高清电视信号经
SMPTE ST 2110标准封装后，视频IP流带宽实测约8.725G；
二 无压缩 IP信号
3840×2160 59.94p 4K超高清电视信号经SMPTE ST
2110
标准封装后，视频IP流带宽实测约10.417G。
用IP传输无压缩4K信号已经是业界一个普遍认知。
公认的IP优点包括高灵活性、低成本和广泛可用性，使
2. IP系统的同步
用IP所能实现的远程生产和控制是SDI无法实现的魅力。
区别于传统基带信号采用BB锁相方式对视频信号进行
IP传输的核心是交换机，交换机的背板能力决定系统的容
处理，IP系统的同步，是靠PTP（精确时间协议）来实现。
量，而不再受限于物理端口的数量，同时传输距离大大提
SMPTE基于PTP第2版的标准（SMPTE ST 2059），专门
高，更适合广域化部署。大带宽的网络接口更适应于4K、
用于广播视频应用。SMPTE ST 2059-1/2规定了专业广电环
8K信号调度和分发，适合当前广电业务全媒体、IP化、大
境中时间和频率同步的精确时间协议，其时钟同步精度达
小屏的发展现状。
到纳秒量级，满足高码率传输情况下IP网络时间和频率同
IP化标准主要分为两类，即SMPTE的ST系列标准与
步的需求。
IEEE的AVB标准。SMPTE系列标准是以解决IP视频传输
PTP信号中携带一个绝对时间的时间戳，表示相对于
为主要目的；AVB标准在传统以太网络基础上，通过保障
1970年1月1日0点0分0秒的时间。PTP同步/时钟基
带宽、限制延时和精确时钟同步，支持各种基于音频、视
准发生器产生的信号，可以通过IP接口进入交换机，交换
频的网络多媒体应用。相比较来说，SMPTE系列标准在广
机以组播的方式进行分发，所有相连的终端设备可锁在同
电领域更具优势。
一PTP下。
PTP的灵活性在于BMCA（Best Master Clock
1. SMPTE ST 2110
Algorithm，最佳主时钟算法）。这种算法使得当之前的主时
SMPTE在2017年9月18日宣布批准的SMPTE ST
钟（Grand Master
）丢失了GPS信号或因交换机故障导致中
2110（Professional Media Over Managed IP Networks，IP网
断失去主时钟信息时，具有下一个时间精确度的设备就会
络上的专业媒体流），是规定IP网上独立的专业基本流的自动接替主时钟的功能。
实时传输、同步和描述的一系列新标准。
PTP时钟类型分为普通时钟（Ordinary Clock）、透明时
SMPTE ST 2110标准让音频、视频和辅助数据流可以
钟（Transparent Clock）和边界时钟（Boundary Clock）三类。
分开传输并实现同步，在终端重新汇聚。这就保证了IP流使用PTP协议的网络称为PTP域，电视机构内部的各个制播
中的每个组成部分保持独立的同时又能实现同步。主要包系统可以形成不同的PTP域，PTP域中使用PTP互相同步的
含以下内容：
z
ST 2110-10（System Timing and Definitions），给
整个系统规定定时及规则，使用PTP（SMPTE ST 2059）
协议获得设备的时间同步，以时间信息为基础把时间戳
叠加入包，获得视频、音频等内容的同步。
z
ST 2110-20（Uncompressed Active Video），将非
压缩视频数据映射RTP封包，视频格式等详细信息通过
SDP（Session Description Protocol）通知。
z
ST 2110-21（Traffic Shaping and Delivery Timing for
Video），为了传输、接收视频数据的RTP定时和顺序协议。
z
ST 2110-30（PCM Digital Audio），规定AES67形
式的PCM音频打包方式，采样频率或bit位等详细信息
3
网络中的PTP时钟类型
现代电视技术
2019.3
138
网 络 与 传 输
时钟逻辑分组，但可能不会同步到另一个域中其他时钟。
2110多种IP信号的接入，系统具备100G、10G、1G等多
由于目前绝大多数电视机构还处于传统BB锁相方式的
种带宽的接口，对于SDI信号则封装为IP信号后进入系统。
视频信号处理阶段，在部分开始尝试向无压缩视频IP化传
系统采取叶脊架构，同步采用PTP分发的方式。脊交换机
输的过程中，关于PTP网络的组网方式，将根据需求而各
1台，具有36个100G的QSFP+端口，支持7.2Tbps带宽；
有不同。主要可以有以下几种方式：
叶交换机2台，上行链路最多可支持4个100Gbps 或6个
z
PTP同步/时钟基准发生器产生PTP信号的同时，
40Gbps端口。
也产生传统BB同步信号，以上两种信号分别进入IP分发
网路和传统AV分发网络，其中PTP信号供给IP系统使用，
BB信号提供给传统AV系统使用。
2. 4K
2018
超高清频道开播
年10月1日上午10点，中央广播电视总台4K
z
PTP同步/时钟基准发生器产生PTP信号进行分发，
超高清频道正式开播。从2018年10月2日开始，每天上
下游系统可以直接使用，对于有BB同步信号需求的设备和
午6:00到晚间24:00，每天播出18小时。4K超高清频道的
系统，则可以通过同步发生器锁定分发来的PTP信号产生
开播吸引了很多观众的视线，北京歌华、广东、上海东方、
BB信号进行使用。
浙江、四川、贵州、重庆等地的有线电视网也同步转播。
关于4K信号在总台内部的传输，总控与播出、收录及
3. 还需做的工作
各演播室系统间跨域4K信号交换，通过TICO浅压缩方式
需要说明的是，SMPTE ST 2110中不可缺少的SDP文
进行。由制作端（源端）提供TICO信号，使用端解码使用，
件还未定义。SDP文件是为了再生IP包传输的视频信号的
系统间交接的TICO浅压缩信号为3G-SDI信号接口。这样
格式信息，记载了组播组的地址信息，SMPTE ST 2110规定
做的好处是充分利用现有3G-SDI基础设施，缩短了实施工
了通过
SDP文件传送视频信号格式，但没有规定传输方法。
期，避免了现阶段少量4K信号的传输给整个电视台的系统
另外，使用IP传输无压缩4K信号，需要安装精确时
带来的大规模改动。该方式将覆盖2018年至2020年4K超
间协议主时钟和以太网交换机等基础设施，要求参与发送、
高清频道试验播出阶段。
接收和处理视频的所有设备都支持处理SMPTE ST 2110信
在2020年至2022年多个4K超高清频道播出阶段，
号，所以需要进行设备升级或者更换。总的来说，基于IP
总台内计划以SMPTE ST 2110标准将4K超高清信号封装
传输无压缩4K信号系统的优点要等到以上变化完成后才能
为单IP流进行无损调度和分发，以上两个阶段的过渡时
显现。
期，系统间交接的4K超高清信号为TICO浅压缩信号和
目前应用中出现了以IP矩阵为核心，周边使用SDI转
SMPTE ST 2110格式的IP流并行。
IP转换器的系统。将来随着基础设备的升级和更新，4K电
视信号全流程即采集、制作、播出、存储、传输、分发等
3. 2018
环节的无压缩音视频
2018
年中国网球公开赛
IP化，将给节目质量、制播流程带来
年中国网球公开赛在国庆期间开幕，恰逢中央广
4K直播
重大变化。
播电视总台4K超高清频道刚刚开播，总台开展了对中网比
赛信号进行4K直播的大胆尝试。技术系统搭建了从北京国
三 相关传输实践
家网球中心莲花球场转播系统到台内演播室和播出系统的
全程传输链路，转播系统输出TICO信号，使用3G光端机
1. IP移动总控系统
通过运营商光缆链路传回总台进总控系统后分发给超高清
通常认为，移动总控系统是电视机构制作域的一个外
演播室制作播出。
场延伸。2018年2月，中央广播电视总台面向4K信号制
从10月1日至10月5日，前方系统每天向后方演播
播的全媒体IP移动总控系统在韩国平昌冬奥会上成功应
室提供4K直播信号9个小时，共计传输时长45小时，后
用，负责赛场、IBC及总台前方制作系统之间的信号调度。
方4K频道播出系统每天2档频道直播，共计直播时长22.5
当时SMPTE ST
2110标准刚刚颁布，该系统成为国内首个
小时。在这次直播中，打通了4K直播的信号传输流程，对
落成的符合该标准的UHD/HD调度系统。
4K演播室系统、4K传输系统、4K播出系统进行了充分测
该系统总体参照SMPTE ST 2110标准建设，以交换机
试，对关键的TICO信号光传输、跨系统的TICO信号编解
为调度核心，适配12G/3G SDI信号以及ST2022-6/7、ST
码进行了充分验证测试。
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Advanced Television
Engineering
2019/3
Network & Transmit