本文精选自《广播与电视技术》2025年第7期，阅读原文请访问▼“广电猎酷”小程序“”•◁…。
国家广播电视总局积极响应国家要求□-，按照“以点带面▲□•、重点突破-、全链升级”的思路，加快推动超高清端到端全链条优化升级▼☆▲，从2024年5月开始大力推进超高清频道建设工作，重点选取若干地区如北京、上海、广东等地部署省级以上卫视频道的超高清播出，形成○“3+X”超高清发展格局▽•△，贯通内容、频道○◆、平台、网络、终端等各环节，推动我国超高清产业整体跃升…。按照总体部署计划，至2025年底，央视总台◇、北京-▽●、上海等9省市的13个优质 4K 超高清卫视主频道开播，2027年超过50个优质超高清频道开播。
根据国家广播电视总局总体规划，由设计院牵头…，联合广科院、规划院以及北京▼、广东•、上海、四川等省台一起编制了《4K超高清频道建设指南》（以下简称“指南”）并于2024年12月正式发布，旨在为规模化、标准化地建设超高清频道提供实际指导，促进电视大屏端制播技术与内容的高质量发展，带动行业技术转型升级。
张小雨1,2，赵天晓1,2，王嘉1▲…,2 中广电广播电影电视设计研究院有限公司1，基于融合媒体的公共服务信息共享平台国家广播电视总局实验室2
张小雨（1989—），女，中广电广播电影电视设计研究院有限公司高级工程师，主要从事广播电视和网络视听制播工艺咨询和设计工作○。参与完成中央广播电视总台鲁谷办公区、北京广播电视台、四川广播电视台▼◁、西藏广播电视台工艺设计。曾获工程优秀勘察设计奖二等奖、王选新闻科学技术奖二等奖等。
超高清频道建设并非简单的设备更新或频道增加，而是要构建一套完整的制播全链路技术体系□…，以全方位支撑4K超高清节目的制作与播出，实现4K电视频道和节目制作产能的按需更新。这一体系的构建涵盖了从频道内容设置、采集拍摄◆、后期制作到总控播出传输的每一个环节，需要对现有技术进行全面梳理与优化升级。所有节目从前期采集、后期制作到节目播出需要遵循全台统一的4K超高清节目制作播出规范▽=★，同时满足高清同播要求，满足节目最终视觉呈现果。
超高清频道建设是一项复杂而庞大的系统工程…，需要多专业协同工作，才能确保项目的顺利推进与成功落地。通过合理划分工作区域★，明确各环节的职责与衔接点□-★，能够有效减少制作过程中的时间和资源浪费。依据4K超高清节目实际制播要求•…■，我们需要对工艺技术用房场地，节目制作流程■-、信号流线☆○、人员流线•☆、参观流线、道具流线，结合视频、音频、网络、安全等工艺专业要求，以及对技术用房声学、舞美、建筑结构和机电各专业的综合评估作频道建设的整体规划△○。
超高清频道建设并非一蹴而就，而是一项长期的、可持续发展的事业=★▷。在超高清频道建设中○◇，我们着眼于未来长久发展▼，致力于打造超高清制播全链路的技术底座◆，为全台现在及未来的技术体系升级提供坚实支撑☆▲▷。技术的更新换代速度极快，在建设过程中，我们考虑预留足够的技术发展空间与余量●…，为以后的技术全面升级做好基础储备△，以便在不改变现有系统架构的基础上，通过简单地更换或增加模块，快速实现技术的更新换代，降低升级成本与技术风险。
在超高清频道建设过程中，合规性是至关重要的第一要务。国家的资金支持是项目得以顺利推进的重要保障◁••，我们必须严格按照国家相关法律法规与政策要求，规范项目的每一个环节，确保资金的合理●△、高效使用△，要建立完善的项目管理制度与监督机制，从项目前期的规划、设计，到采购…▪◇、实施、监理、验收、试播等各个阶段▽，都进行严格把控与规范管理。可结合项目实际，选择合理的项目建设模式○◁=，如DBB、EPC、全过程工程咨询等，充分发挥各参与方的优势，提高项目建设效率与质量，规范超高清频道建设项目全过程运行…▼△。
指南结合电视台具体建设实践，围绕总体要求、技术体系、配套工程、建设程序等方面提出了具体指导意见。编制重点包括4K超高清频道的建设范围、目标成果和实施路径◁=。
因为超高清与高清节目在制作画幅、格式、HDR△、量化比特等均有很大提升，为了实现最终的4K节目输出◁◇=，需要对采集制作、编辑▷……、总控播出▪…、传输以及制播云支撑平台进行整体的4K超高清能力适配升级=○。同时为了从容应对未来全台IP的技术趋势□•，我们建议通过部署一体化制播云平台，结合智能化生产能力来实现节目信号域、文件域共享制播云平台基础资源及支撑能力，实现云上制作、云上转播、云上播出等▽◁◁。4K超高清频道建设工艺技术体系总体框架见图1=★▷。
4K超高清不仅需要制播技术体系层面的超高清，也需要保证节目超高清内容呈现所需的基础环境适配层面的超高清。这就要求将制播空间的技术系统、舞美视觉环境…△、声学环境、演播室灯光等工艺建设与建筑、结构、机电、消防等配套条件进行统一筹划和综合建设▼◁。除需协调节目场景设计○□■、导播控制◇…、舞美装置、显示屏幕、专业灯光、服化道等多方面内容外◁-，还需根据工艺设备的用电△•○、散热等环境指标要求▽▪，对现有技术系统的供配电、暖通、消防等配套条件进行梳理，确定电气负荷和室内环境参数▷△▷，并满足消防规范。针对演播室、三维声制作室等特殊声学要求的房间●，需配合声学装修，创造安静舒适的听音环境，以适配各类音频录制场景。
按照总体目标要求▽◆，4K超高清频道建成后应具备每日4小时4K超高清节目首播能力，并通过光缆…△☆、卫星等方式实现全国覆盖○▽，为用户提供优质的4K超高清节目●。
在频道建设之前应预先规划内容构成，结合各台特色打造差异化精品节目。内容来源可采用自制▷-、合拍、外购或转播等方式，加大新闻▷••、电视剧▲、纪录片、动画、综艺、体育赛事等高质量4K节目内容供给，同时满足4K超高清与高清同播要求▪▲，尽量避免多次上下变换，保障节目视觉呈现效果。
在信号域，指南对制作、播出、传输等环节信号域的视频和音频技术指标、与高清节目的同播提出具体指标要求 ◇；在文件域，指南对节目成品文件和节目素材的文件域格式提出了规范要求。同时，针对全链路的 4K超高清制播技术体系，包括4K超高清采集拍摄系统◁☆、4K超高清后期制作系统-、4K超高清媒资系统、4K超高清播出系统★◆、4K超高清传输分发系统、制播云平台等系统提出具体的能力要求▼。
4K超高清频道建设总体技术体系包括信号域和文件域两部分内容…=，指南分别对两部分技术体系的建设提出具体的实施路径选择。
在信号域方面，指南分别给出了IP化技术架构、基带技术架构◆☆★、IP与基带混合技术架构、云制播架构四种技术模式的实施路径和技术体系架构，其中IP技术路线可采用无压缩、浅压缩及压缩等多种模式。在具体的实施路径选择上，应首先把握IP化□▷…、云化的制播技术发展方向▼△□，分析研究其应用场景，兼顾与现有系统的衔接和与未来系统的扩展，因地制宜选择4K超高清频道制播技术路线▲▷，并积极推进IP化、云化制播技术体系升级。
在文件域方面▲▼，建议首选采用云架构，支持4K超高清专业内容生产工具☆=、媒体内容管理和处理能力•、具备弹性生产资源管理能力△=▼、多存储扩展能力等；同时具备一定的信号域广播级信号制作播出能力，以从容应对未来全台一体化制播体系的构建☆…。由于各电视台现有工艺系统建设情况不尽相同，在实际系统建设时可根据自身业务▪、技术需求灵活应对：如已建设基础制播云平台，则在现有平台基础上根据上述建设思路进行完善•○=、升级；如未建设基础制播云平台，则按照云平台的三层架构建设制播云平台…，建设相应的基础云底座、公共支撑能力•▪、业务应用系统等；为充分保障新闻制播安全★，可依据网络安全等级保护要求建设独立的4K超高清新闻制播系统◇☆○。制播云平台总体架构见图 2。
本研究构建的三级架构融合数据感知◁□、边缘推理与云端建模，破解传统运维效率瓶颈。以分布式传感网络为基础层、嵌入式智能单元为中间层■、数字孪生平台为决策层，形成感知-解析-决策闭环。
数据采集层作为感知终端■▪■，用多源传感器构建设备全息画像。包括MEMS加速度传感器捕捉振动、电流互感器监测功率、温度传感器追踪热分布-=▷。通过IIoT协议同步信号•…，每秒生成2000+数据点…•◆，为上层提供信息源▼◇▼。
边缘计算层使用轻量化AI引擎实时解析数据。基于TensorFlow Lite算法在50ms内处理信号•，识别故障如轴承磨损。针对驻波比异常◁…-，对比历史基线 云平台层
云平台层为数字孪生决策中枢，提供预测性维护。通过虚实映射模拟退化轨迹；驻波比异常时匹配案例库排序故障△；预测备件更换；温升超标时触发响应机制▲•◆，推送报警并启动AR检修系统▲。
在西部广播发射台●，通过MEMS加速度传感器提取发射机腔体高频振动特征▪□◇，捕获冷却系统轴承磨损的15.8kHz频率分量，利用边缘计算实现多尺度分解与特征处理，提前48小时预警冷却装置故障。
华东中波发射台构建智慧运维云平台，集成多类设备异常特征。当天馈系统反射功率突增，云平台计算电压驻波比并匹配天调网络数字孪生模型，精准定位故障点，定位时间从2.5小时缩短至18分钟▷▼▪，维保效率提升83%★▼。
针对钢塔结构安全，建立振动模态-气象耦合模型■▪。当结构基频偏移超过设计阈值120%时，触发无人机毫米波扫描★◇▼，成功预警桅杆地脚螺栓松动隐患。供配电系统部署智能断路器•，通过电流谐波解析识别UPS滤波电容失效，结合数字孪生技术缩短平均修复时间。
在4K超高清节目制作过程中，信号域和文件域的制作是关键环节●。4K信号域的制作包括4K超高清信号的采集、传输和处理，必须严格遵循《4K超高清晰度电视节目录制规范》（GY/T 364-2023）的要求-□。而4K文件域的制作则侧重于4K超高清节目文件的生成、存储和交换□▼，需按照标准进行封装处理▷▲。
为了确保4K超高清节目能够兼容高清节目制作和播出，可选两种方式。可以将4K超高清节目信号或文件通过下变换技术转换为高清节目信号或文件，过程中应尽量避免多次往返的上下变换…■，以减少信号损失和质量下降；也可以在制作4K超高清节目的同时同步制作一版高清节目文件。高清节目技术质量应符合GY/T 313-2017《高清晰度电视节目录制规范》要求。
4K超高清和高清兼容制作应同步参照《4K超高清和高清兼容制作及频道同播实施指南》。
播出域方面○=，在进行播出系统改造前，应结合本台总体播出策略▪●，酌情选择以下三种模式之一 ▪◁▼：
采用全4K超高清同播模式 ●•：该模式采用完全的4K超高清节目播出，高清播出信号由4K超高清节目下变换而成。采用4K超高清与高清并播模式-●=：该模式下，4K超高清播出与高清播出独立并播，制作域分别提供4K超高清和高清节目送播。
采用4K超高清与高清共享同播模式 ：该模式下，高清播出与4K 超高清播出共存★☆▷，高清、4K 超高清频道间存在部分素材进行共享。
4K超高清和高清同播要求应同步参照《4K超高清和高清兼容制作及频道同播实施指南》。
国产化问题在4K超高清频道建设中▽，应优先选用国产化设备，保持一定的国产化设备占比-◆▷。若经过进口产品论证或者例外设备论证等▼★☆，国产设备暂时无法满足4K超高清频道节目高质量生产=▽、高性能需求以及节目安全播出的要求，可按照目前非国产设备采购要求及流程进行设备采购。但需注意的是，对于核心制播功能的非国产设备，应储备不低于10%的专业板卡，同时保证节目制作设备和储备可支持基本业务开展的时间不低于3年○▲▪。此外，应持续关注国产设备的发展动态◇-，一旦相应国产产品成熟后即进行适时更换▷，以逐步提升国产化率=。
实际建设中○，设备选型应优先秉持自主技术标准，积极采用HDR Vivid高动态范围技术●、Audio Vivid 三维声技术▷△○、AVS2 高效视频编码技术▪-、SUVC 浅压缩编码技术等我国自主技术标准=■。
安全体系建设整体安全体系的建设思路是保证现有高清播出频道安全稳定运行的同时完成4K平稳升级。安全体系建设应严格遵循《广播电视安全播出管理规定》和《广播电视网络安全等级保护基本要求》以及国家◇、行业有关播出安全的规范及标准要求，及时应对潜在的系统性风险◁■■，确保4K超高清频道安全稳定运行。
在信号链路方面▽◇=，需全面考虑冗余备份策略，包括链路冗余、关键设备冗余▽…◆、同步冗余以及监看冗余等•△，确保信号传输的稳定性和可靠性。同时，通过制定完善的应急预案应对可能出现的突发状况，保障信号链路和播出PGM信号的安全性。对于采用IP架构的系统◁☆=，应特别关注PTP系统、IP控管监系统以及关键设备的实时监测，确保其正常运行▲。
在信息安全方面▽，应构建全方位的网络安全纵深防护体系，包含通信▼○、网络▲●、主机▷◁、应用和数据等多个维度◆●。在 IP 化网络制播环境中，必须确保视音频实时信号流以及系统同步、控制和管理等数据的安全性 ；在网络边界部署安全防护设备，防止外部攻击和非法访问，保障制播系统内外的访问安全◇○；同时，在系统内部对网络媒体设备进行安全监测，确保系统、软件和服务的网络安全△■，防止内部威胁和数据泄露
4K超高清频道带来的不仅是视觉体验的飞跃，更是内容创作与传播模式的深刻变革。可以预见★▪，未来 4K超高清频道将继续深化技术创新，进一步拓展超高清内容的应用场景●○，全方位满足观众对高品质视听内容的需求。同时=▼▪，4K超高清频道建设还将进一步促进媒体融合与产业升级☆◇，通过云平台、新型广电网络、大数据●▼、人工智能等新兴技术的融合应用，打造更加智能化和个性化的超高清媒体服务生态。
[1] 国家发展改革委等部门关于印发《推动文化和旅游领域设备更新实施方案》的通知[EB/OL]. [2024-05-21].
[2] 4K超高清和高清兼容制作及频道同播实施指南(2024版)[S]. 国家广播电视总局◁◁■. 2024