IP、ATSC 3.0现为主流测试主题新标准和新程序迅速改变测试测量

鲍勃·科瓦奇

IP的迅速采纳正在推动传统测试测量设备发生很多变化。对熟悉的质量控制设备（如波形监视器和矢量示波器等）将始终有需求，但演播室和内容制作者现在还需要检验他们产生的数据（这些数据正以极快速度被越来越多地分配）的能力。

在LCD/LED和微处理器革命的共同作用下，当前很多测试设备与20或30年前相比大相径庭。随着专用视频分配设备（想想SDI）被IP网络取代，为不落后测量新形势，测试设备制造商正在快马加鞭，在最新的测试测量产品上屡有体积、功能和性能方面的创新。

“SDI系统的测试要求众所周知，描述很详尽，”泰克公司视频产品线业务总监Ian Valentine表示，“不过，随着业界向基于IP的技术过渡，为了解包含视频、音频和元数据的包传输期间网络上发生的状况，要求各种各样的新测量。这包括数据包丢失、包抖动、RTP序列错误，以及包时间标记延迟延迟因数等。”

IP视频传输标准

最新制定的SMPTE 2110专业视频、音频和数据IP传输标准是为何在一个电视环境内对IP测试设备有需求的大理由。

“为保持网络同步，围绕着视频、音频和数据对PTP（精确时间协议）的定时有各种测量，”Vaentine说，“在处理SMPTE 2110标准时（此标准中视频、音频和数据在不同码流内发送），定时特别重要。测试不同数据通路的完整性的能力是确保保持传输可靠性所必不可少的。”

有了12G-SDI和最新的高速以太网，即使最普通的基本要素都必须重新考虑。例如，BNC连接器。

“行业使用了50多年的BNC连接器是装有弹簧的卡口，使用Phabrix Qx的实时眼图，你可以发现这个技术在限位方面好极了，只要摇动BNC连接器和电缆就行了，”英国Phabrix公司产品经理Prinyar Boon表示，“通常每连接有约10Mv信号幅度变化，回波损耗要求认真考虑，因几何结构的小变化，确定的极高上升和下降时间可能导致眼图显著劣化。好消息是正确设计的接口非常稳健可靠，将工作于从SD到12G的全部SDI速率。”

细节决定成败

BNC连接器只是冰山一角。

“在非常高的电平，从3G-S D I到12G-SDI是相同的，只是更快，但细节决定成败，”Boon说道，“不过，带宽从3GHz变到12G，或更典型地从1.5GHz变到12GHz，意味着12G-SDI要难实现得多。元件、印刷电路板材料、堆叠和物理布局都必须改变、重新选择和重新优化。甚至IC内封装接线现在也对性能有很大影響，而最新一代IC正在考虑用倒装式芯片技术克服此难题。”

一旦信号离开广播中心且走向观众，演播室外的IP分配网与演播室内的网络在许多方面很不相同。

“主要概念是从全局角度分析端到端内容分发链，观察全貌决定问题的因果关系，而不是简单地隔离这里或那里的参数，”Qligent公司首席运营官Ted Korte表示，“每种内容分配方式（从ATSC 3.0广播到OTT分发）都有自己的必不可少的度量标准，但评价从低水平服务质量指标（它们非常特定于信号）到人可感知的QoE（体验质量）指标的一切非常重要。”

长期以来电视分配一种流行的方式是有线电视业，它采用HFC技术分发传统有线电视频道和宽带服务。同一网络上有线电视和双向数据交织的标准称为DOCSIS，现在提升到DOCSIS 3.1全双工。

由于有线电视网支持0Hz——12GHz的带宽，测试和核实其性能是一项困难的工作。罗德与施瓦茨公司拥有能被用于测试和维护到户的信号下行频率高达1.8GHz的DOCSIS有线网上性能的测试设备。

未来发展

电视业技术发展很快，那么未来几年测试测量设备的发展趋势是什么？

“依我们看来，ATSC 3.0的发展加快，”Triveni Digital销售和市场副总裁Ralph Bachofen表示，“当然，这将包括作为此转换一部分的HDR及其它先进技术和协议。因此，采用能够根据市场变化和先进应用与时俱进的灵活的测试测量解决方案非常关键。”

在2018 NAB展览会上，Triveni D i g i t a l推出了排查数字电视传输流的Streamscope Portal II。它可升级，兼容ATSC 3.0。

在制作方面，显然4K是制作及其相关测试设备的目标标准。

“我们看到对基于UHD/4K 3G-SDI和12G-SDI之系统的要求，”Boon说道，“随着平昌冬奥会、英国皇家婚礼和俄罗斯世界杯都以UHD HDR拍摄和分配，清楚地证明此技术是可行的。以传统标准动态范围（ITU-R BT.709）和HDR（ITU-R B T.2100）及宽色域同时拍摄现场作品产生特有挑战。在有混合的S D R/709和HDR/2100源时尤其如此，无论它们摄像机、回放系统，还是图文包装设备。”

为保持观众已经习惯的完美无瑕的质量，必须监测制作链的每一部分。

“成功制作HDR/WCG内容要求正确的工具和新测量技术，”Valentine表示，“例如，考虑到制作风险问题（如暗区中的噪声），摄像机设置比以往更关键。为监测各种摄像机Log格式和转换到PQ（感知量化）或HLG，也需要新技术。HDR/ WCG内容制作是未来。”

这只是对行业测试测量一角的快速观察，但它显示新标准如何带来检查和保持这些标准质量的方式。B&P;