1 引言

過去電視臺記者外出采訪時音視頻素材的實時回傳，主要依賴于衛(wèi)星、微波等傳統(tǒng)的通信平臺，這些通信手段不但維護操作復雜、設備采購及維護成本高，而且受地理位置、天氣變化的影響較大。只有在條件允許的情況下，電視臺才會考慮用上述兩種手段對重大新聞事件進行實時新聞直播。

現(xiàn)場視頻回傳作為信息量最大、信息表達最直觀的一種方式，一直是各家電視臺、報社等媒體單位獲取素材最理想的方式。由于受技術、成本及基礎設施的限制，視頻素材的回傳的距離、質量一直受到較大影響。而隨著3G/4G技術的快速發(fā)展，多卡綁定的視頻回傳方式以其隨時隨地、低成本的回傳高質量視頻的優(yōu)勢快速被廣播電視行業(yè)使用。

2 傳統(tǒng)衛(wèi)星及微波傳輸方式的缺點及局限性

（1）建設成本高。衛(wèi)星接收及相關音視頻處理設備造價高昂，一臺衛(wèi)星直播車的造價動輒上千萬，即使是小型衛(wèi)星車，光是衛(wèi)星部分設備就達百萬以上，難以將有限投資用在購買高質量的專業(yè)音視頻處理設備上。

（2）維護成本高。衛(wèi)星轉播車由于其衛(wèi)星手法設備的負載度較高，即使在沒有使用的時間里，也需要定期進行維護和保養(yǎng)，這就需要針對衛(wèi)星車配備專業(yè)的維護團隊，這筆長期的固定投資不容小覷。

（3）使用成本高。衛(wèi)星的租賃一般按照小時計費，每小時的租賃費用一般在幾千元左右，對于一個持續(xù)時間超過幾個小時的轉播活動，如果加上活動前期的調試、演練等，衛(wèi)星費用一般會超過萬元，甚至到十幾萬元，使用成本非常高。

（4）使用不便。衛(wèi)星車的使用受地理位置、氣候、交通狀況等條件限制，經(jīng)常會造成無法連通的情況，且在環(huán)境惡劣時大型衛(wèi)星車難以達到活動現(xiàn)場，甚至到達現(xiàn)場后也無法正常架設衛(wèi)星天線（如臺風報道中）。

（5）使用方式受限。目前大部分衛(wèi)星接收設備只能實現(xiàn)定點對星傳輸，移動傳輸衛(wèi)星設備造價高昂，造成大部分衛(wèi)星車只能定點使用，無法實現(xiàn)動中通。同時，微波車必須依賴微波覆蓋，在沒有微波覆蓋的區(qū)域也無能為力。

3 4G傳輸技術應用特點及優(yōu)勢

隨著4G網(wǎng)絡覆蓋的逐步推進，其信道擁有足夠的帶寬來傳輸實時視頻。“4G新聞直播系統(tǒng)”依托4G網(wǎng)絡應運而生。它的出現(xiàn)為新聞制作提供了一種全新的直播手段，其結構簡單、小巧便攜、易維護、低成本，適用于民生類新聞和突發(fā)事件的現(xiàn)場報道，可對重大賽事、會議等活動進行全方位、多角度的現(xiàn)場報道，并支持跨區(qū)域的多點應用，已經(jīng)成為繼衛(wèi)星和微波車之后一種全新的直播方式，特別是隨著4G網(wǎng)絡覆蓋及使用的普及，以4G為技術基礎的移動廣播電視直播技術必將以其極高的性價比獲得用戶的青睞。4G傳輸采用專用的4G通道反向復用技術。通過單路信號能分成多路的，并通過多路通道來傳輸。也就是說，一個視頻流能被分隔成小的數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包能通過所有可用的連接來傳輸。在實際應用中，該技術監(jiān)控每個連接的帶寬，并根據(jù)每個連接的可利用率來傳輸對應數(shù)量的數(shù)據(jù)包。傳輸將在接收終端經(jīng)過糾錯后重新聚合。此技術結合編碼控制和先進的前向糾錯算法。通過設備動態(tài)編碼，系統(tǒng)能對一個定好的延時進行動態(tài)地管理傳輸碼率。從而保證所有傳輸連接能被充分地使用，最終獲得次秒級的延時和可靠穩(wěn)定的高清畫質。

通過反向復用技術，前向糾錯提前量根據(jù)實時的環(huán)境動態(tài)地變化。系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控實時的連接狀態(tài)并發(fā)送足夠數(shù)量的提前量來保證數(shù)據(jù)包能被收到而不會產(chǎn)生潛在的丟包，就像在同時預計重傳需求。沒了重傳的需求，可以大大縮減傳輸時間可以降低至毫秒級傳輸。

采用4G技術作為傳輸手段，取代原來的衛(wèi)星/微波收發(fā)裝置，在收發(fā)設備上節(jié)省不菲的投資。4G傳輸設備非常簡單，基本達到零維護成本，對于一臺4G直播前端，開機即用，無須任何提前的設置，無須記者進行現(xiàn)場干預，無須配備專業(yè)維護團隊，節(jié)省了大量維護費用。使用4G傳輸技術，所產(chǎn)生的費用僅僅是4G的流量費，就目前而言，其流量費相較于衛(wèi)星，非常低廉。只要有4G覆蓋的地方都可以使用，不受時間、距離和天氣影響，在遇到道路不通時，記者甚至可以以單兵方式快速到達現(xiàn)場進行突發(fā)新聞采訪。采用多鏈路混合捆綁技術，可以在移動過程中獲得更穩(wěn)定的傳輸帶寬，保證音視頻傳輸?shù)目煽啃院土鲿承浴?/p>

4 4G直播應用

所謂4G直播采用目前成熟可靠的3G/4G無線通信網(wǎng)絡為鏈路，集成先進的動態(tài)智能編碼技術和多路復用技術，實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的高畫質視頻圖像實時直播，具有低成本、超高靈活性、易操作性、易組網(wǎng)性、高抗干擾性和穩(wěn)定性，可在任何時間和任何地點進行新聞直播?？梢栽诘谝粫r間，方便高效地將前方突發(fā)事件、重大賽事等素材通過3G/4G傳輸設備傳送回電視臺或指揮中心，做到高畫質、低延時。

2011年12月13日，由北京電視臺信息網(wǎng)絡管理部、播出部、設備管理部及制作部聯(lián)合進行的3G新聞直播連線的測試順利完成，成功實現(xiàn)了3G外場與演播室進行時時新聞對播，這在國內電視臺中尚屬首例。隨后幾年中2012年7月的“7.21特大暴雨災害報道”，2014年6月的“京交會報道”，體育節(jié)目中心2014年巴西世界杯，2016年巴西里約奧運會的報道以及臺內日常節(jié)目報道，3G/4G傳輸都發(fā)揮了至關重要的作用。尤其是近三年的北京馬拉松、環(huán)京賽等重要賽事都是以4G信號傳輸為主要技術手段進行直播。

最典型的例子就是2012年7月21日，北京及其周邊地區(qū)遭遇61年來最強暴雨及洪澇災害，暴雨洪澇災害造成房山、通州、石景山等11區(qū)（縣）12.4萬人受災，37人死亡，7人失蹤，4.3萬人緊急轉移安置；全市受災人口190萬人，其中房山區(qū)80萬人。受災嚴重的區(qū)域道路損毀嚴重，指揮報道車輛不能到達指定地點，包括央視在內的多家媒體由于缺少3G/4G傳輸設備而無法獲得最新的素材。北京電視臺利用僅有的16臺3G/4G傳輸設備，從21日下午15點30分開始的特別節(jié)目，拉開了此次“7.21”特別報道的序幕，每日除原有各檔直播新聞中采用了大量3G回傳內容外，臨時增加的各種直播活動中更是完全依賴3G回傳的前方素材（當時4G技術還未上線商用）。

4.1 背包端直播

電視臺通過這種小型化傳輸設備能夠充分發(fā)揮在現(xiàn)場的優(yōu)勢。不僅充分發(fā)揮其在采訪現(xiàn)場小巧輕盈的便利性而且絲毫不影響其充分應用多種高端專利技術的性能和畫質上的一流專業(yè)水準。

背包在電視臺直播工作中的業(yè)務流程主要分以兩類：一是實時直播：在支持直播的網(wǎng)絡環(huán)境下，通過3G/4G/Wi-Fi等無線傳輸網(wǎng)絡將直播視頻傳送到視頻接收端實現(xiàn)實時直播；二是準直播：無支持直播的網(wǎng)絡環(huán)境下，視頻傳輸設備通過內置的SSD將視頻存儲于硬盤中并編碼壓縮，等待網(wǎng)絡條件允許時進行視頻傳輸，實現(xiàn)準直播。

目前臺內新聞中心、體育中心等主要業(yè)務大部分采用4G實時直播（對播）方式，大大增大了節(jié)目的時效性，讓廣大觀眾第一時間收看到前方的第一手資訊。

4.2 文件回傳應用

4.2.1非實時文件回傳

攝像機數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄I(yè)計算機后，通過U盤或者移動硬盤將專業(yè)計算機的數(shù)據(jù)文件拷貝出來，再接入到設備，通過3G/4G網(wǎng)絡、Wi-Fi、LAN等方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦W(wǎng)上，后端中心服務器接收到公網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后將其整合，并存儲在服務器指定路徑文件夾中，用戶可以調用服務器中文件做后續(xù)進一步處理。

此種工作場景多以臺內記者單兵外出采訪為主，采訪地點一般離電視臺較遠，時效性要求較高。外出拍攝素材經(jīng)過記者使用移動非編工具編輯之后，生成固定格式的成品文件，再由4G傳輸背包傳回臺內新聞網(wǎng)，完成后續(xù)的播出任務。典型案例是“汶川大地震”我臺援建什邡，前方的一手素材就是通過這種技術手段傳回臺內的，后續(xù)進行了大量報道，豐富了節(jié)目資源，節(jié)省了節(jié)目經(jīng)費開銷。

4.2.2 實時視頻文件傳輸

文件快速回傳是在前方將攝像機信號錄制在編碼設備內，文件按1分鐘每個切片進行錄制編碼，并且實現(xiàn)邊錄、邊編、邊傳。小切片文件可以很快傳回臺內服務器，并且隨著視頻的錄制、編碼及傳輸不斷的將切片編碼文件傳回。

前方設備上可以對回傳素材定義名稱，在臺里收到的物理文件后接收服務器會給后端生產(chǎn)系統(tǒng)上報文件、素材信息。生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)接收服務器上報的信息將回傳回文件遷移并且將切片文件進行虛擬拼合。拼合的素材隨著前端文件的回傳不斷增長、增大直至文件回傳完成，素材閉合。虛擬素材經(jīng)編輯后進入直播或相關媒體平臺。

接收端服務器都可以支持自動錄制功能。在直播的同時可以將直播流存儲到本地或網(wǎng)絡存儲器。推薦使用網(wǎng)絡存儲器，便于視頻的統(tǒng)一存儲和管理。

選擇設備內置的固態(tài)硬盤（SSD）來錄制最原始的高質量畫質，也可以選擇在接收機上邊播邊錄制正在傳輸?shù)膬热?，更可以選擇在空閑時自動下載背包上已錄制好的原始內容。靈活多變，滿足各種需求。

4.3 結合無人機傳輸應用

兼容現(xiàn)市面上的主流無人機型號。無人機將實時信號傳回其控制接收器，通過SDI或HDMI接口將其傳給4G傳輸設備，然后通過設備來進行遠程的傳輸。

例如，空中新聞采訪包以單一整包的形式將無人機與傳輸端設備緊湊型IP視頻傳輸器相接合。設計用于隨時隨地快速布置的空中新聞采訪包，能夠在無人機飛行時傳輸現(xiàn)場全高清視頻，僅有次秒級延遲。可以在任何播放設施上接收現(xiàn)場視頻。

4.4 手機移動端應用

手機端直播應用是安裝在手機端的視頻直播工具，便于在任何時間和地點及時捕捉視頻畫面，兼容iOS/Android/Windows操作系統(tǒng)，可搭載手機、筆記本、iPad等終端移動設備，利用設備上自帶的3G/4G/LTE無線網(wǎng)絡和Wi-Fi，即可將直播視頻傳輸至后臺接收解碼服務器；最高可支持1080i50格式傳輸。手機、iPad等移動終端產(chǎn)品是生活中隨身攜帶的必需品，隨時隨地都可以使用，軟件搭載此類終端產(chǎn)品更適應突發(fā)性事件的環(huán)境。手機直播軟件深度集成到手持云臺中，高精度云臺提供強大的穩(wěn)定效果，無論在激烈的戶外運動中，還是顛簸的交通工具里，都能輕松獲得流暢視覺，捕獲的視頻內容通過4G傳輸技術，穩(wěn)定可靠的傳遞到臺內接收服務器。

北京電視臺新聞外延系統(tǒng)已經(jīng)在2014年上線了此類應用，部分新聞記者已經(jīng)開始實際使用，由于受限于手機端配置，拍攝信號質量相比于專業(yè)攝像機較差，因此使用量不大。

系統(tǒng)平臺整合臺內新聞網(wǎng)部分應用，可支持將選題作為任務，通過3G/4G推送給記者APP；可查看記者任務名列表及每項任務執(zhí)行狀態(tài)。支持實現(xiàn)對日常采訪活動提供計劃、資源調配管理等功能。系統(tǒng)可以進行報道任務的細化與分解，做到任務明確無異議，同時關聯(lián)責任部門、人員、時間等信息。對任務的內容信息及流程狀態(tài)進行可視化跟蹤與管理。

報道任務的創(chuàng)建基于任務模板進行，具備派工，調整，廢棄，查詢等功能；支持任務的跟蹤和監(jiān)控，實時了解任務的進展狀況；任務指派后，自動通過報道指揮模塊進行任務的派發(fā)和跟蹤，系統(tǒng)支持任務自動提醒。任務派發(fā)后，記者可以在所指派的任務下進行工作?？筛鶕?jù)選題報道的任務情況，支持對選題任務進行劃分，劃分成多個的采訪任務組。相關人員可以查看整個報道任務分配情況，并隨時可以與具體任務相關的人員發(fā)起討論交流、組織采寫和內容加工，從而實現(xiàn)報道任務中的協(xié)同。默認情況下，支持將報道任務自動派發(fā)給選題執(zhí)行人。支持手工進行分派報道任務，或者由記者認領以及一個選題產(chǎn)生多個報道任務。

5 4G互聯(lián)網(wǎng)與生產(chǎn)業(yè)務結合

5.1 4G播出系統(tǒng)流程

4G視頻接收端接收來自于視頻發(fā)射端或外部IP傳輸進來的視頻流，經(jīng)過處理后以SDI或IP等形式輸出或進行二次切換，實現(xiàn)將每個4G回傳完成后的采編任務稿件可由用戶根據(jù)需要指派到哪些渠道發(fā)布，如傳統(tǒng)播出、網(wǎng)站、APP、等。同時平臺支持與微博微信等公眾平臺對接，并具有對應的采集數(shù)據(jù)和發(fā)布數(shù)據(jù)的能力。

5.2 資源信息發(fā)布

通過擴展接口對接以支持對演播室播出、PC終端、手機、平板終端（將來可擴展機頂盒終端、互聯(lián)網(wǎng)電視）各類業(yè)務系統(tǒng)的信息發(fā)布管理，其可完美融合素材資源控內容，通過標準的XML、JOSN等接口規(guī)范實現(xiàn)，支持集文字、圖片、視頻、音頻、FLASH等信息于一體，適合多種人員（管理/編輯/美工等）使用的全媒體內容統(tǒng)一編排與管理的網(wǎng)站信息發(fā)布管理。

5.3 節(jié)目編排播出

為保證視頻傳輸工作按計劃進行，節(jié)目編排播出作用是輔助工作人員預先設定網(wǎng)路IP信源、4G直播信源、手機端信源和播出媒資等設備的接入時間，按照編排的時間表自動播出視頻傳輸設備輸入的視頻流和文件素材。

新聞指揮中心根據(jù)規(guī)劃統(tǒng)一編制節(jié)目單，通過接口服務傳輸?shù)叫旅襟w播控系統(tǒng)。新媒體播控系統(tǒng)接收到節(jié)目單后，由編單管理軟件模塊實現(xiàn)審核及本地編輯修改，審核通過后節(jié)目單生效，進入播控流程。

播控管理程序接收節(jié)目單后根據(jù)時間節(jié)點實現(xiàn)播出服務，播控程序按照節(jié)目的順序向流媒體播出服務系統(tǒng)UMS發(fā)出播出指令。當前節(jié)目為IP流時，UMS系統(tǒng)從IP調度系統(tǒng)中獲取IP流目的地址形成流媒體播出服務，輸出IP流經(jīng)過多屏轉碼后給到CMS發(fā)布系統(tǒng)；當前節(jié)目為素材文件時，播控系統(tǒng)向UMS系統(tǒng)發(fā)出指令，提供素材節(jié)目ID，UMS系統(tǒng)根據(jù)素材節(jié)目ID向VMS系統(tǒng)獲取素材地址完成流媒體播放服務，最終輸出IP流。播控程序會同時預加載兩條播出任務，在當前節(jié)目正在播出時，向UMS系統(tǒng)發(fā)出指令準備下一條節(jié)目的播出，最終實現(xiàn)依照節(jié)目單的順序播放。

播控管理同時支持應急播出控制，可進行TAKE、HOLD，插播、蓋播等應急操作。UMS流媒體播出系統(tǒng)輸出的IP流信號經(jīng)過在線編碼系統(tǒng)實現(xiàn)多屏展現(xiàn)，輸出多碼率的播出IP流，播出IP流經(jīng)過CMS發(fā)布系統(tǒng)實現(xiàn)頁面發(fā)布及多媒體內容發(fā)布。

6 結束語

數(shù)字化、網(wǎng)絡化是廣電行業(yè)發(fā)展的趨勢，它為改進工作流程提供了條件，使用新的技術和設備，就有可能走出原來的工作模式，開拓新局面。北京電視臺經(jīng)過大量實踐，通過綜合用于4G網(wǎng)絡狀態(tài)下采集、傳輸、制作、播出相關技術，結合現(xiàn)有業(yè)務，從無線設備選型、采集傳輸模式、內容制作方式、信號播出和管理等多方面綜合考慮，使用不同的終端設備，有效解決在4G網(wǎng)絡環(huán)境下的采、編、播需求，讓傳統(tǒng)電視臺享受如影隨形的輕量化智能應用，大大提高了節(jié)目生產(chǎn)效率，使節(jié)目生產(chǎn)業(yè)務擁有更廣闊的舞臺。
責任編輯：tzh