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(fù)雜、設(shè)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(shù)、成本及基礎(chǔ)設(shè)施的限制，視頻素材的回傳的距離、質(zhì)量一直受到較大影響。而隨著3G/4G技術(shù)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(zhì)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(shè)成本高。衛(wèi)星接收及相關(guān)音視頻處理設(shè)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(shè)備就達百萬以上，難以將有限投資用在購買高質(zhì)量的專業(yè)音視頻處理設(shè)備上。

（2）維護成本高。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車由于其衛(wèi)星手法設(shè)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(zhuǎn)播活動，如果加上活動前期的調(diào)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(shè)衛(wèi)星天線（如臺風(fēng)報道中）。

（5）使用方式受限。目前大部分衛(wèi)星接收設(shè)備只能實現(xiàn)定點對星傳輸，移動傳輸衛(wèi)星設(shè)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(shù)應(yīng)用特點及優(yōu)勢

隨著4G網(wǎng)絡(luò)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(luò)應(yīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(luò)覆蓋及使用的普及，以4G為技術(shù)基礎(chǔ)的移動廣播電視直播技術(shù)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(fù)用技術(shù)。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(yīng)用中，該技術(shù)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(yīng)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(shù)結(jié)合編碼控制和先進的前向糾錯算法。通過設(shè)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(zhì)。

通過反向復(fù)用技術(shù)，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(yù)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(shù)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(shè)備上節(jié)省不菲的投資。4G傳輸設(shè)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(shè)置，無須記者進行現(xiàn)場干預(yù)，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(shù)，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(shù)，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(yīng)用

所謂4G直播采用目前成熟可靠的3G/4G無線通信網(wǎng)絡(luò)為鏈路，集成先進的動態(tài)智能編碼技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的高畫質(zhì)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(shè)備傳送回電視臺或指揮中心，做到高畫質(zhì)、低延時。

2011年12月13日，由北京電視臺信息網(wǎng)絡(luò)管理部、播出部、設(shè)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(nèi)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(zāi)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(nèi)日常節(jié)目報道，3G/4G傳輸都發(fā)揮了至關(guān)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(shù)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(zāi)害，暴雨洪澇災(zāi)害造成房山、通州、石景山等11區(qū)（縣）12.4萬人受災(zāi)，37人死亡，7人失蹤，4.3萬人緊急轉(zhuǎn)移安置；全市受災(zāi)人口190萬人，其中房山區(qū)80萬人。受災(zāi)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(nèi)的多家媒體由于缺少3G/4G傳輸設(shè)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(shè)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(nèi)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(dāng)時4G技術(shù)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(shè)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(yīng)用多種高端專利技術(shù)的性能和畫質(zhì)上的一流專業(yè)水準(zhǔn)。

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

目前臺內(nèi)新聞中心、體育中心等主要業(yè)務(wù)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(yīng)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(shè)備，通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、LAN等方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦W(wǎng)上，后端中心服務(wù)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(wù)器指定路徑文件夾中，用戶可以調(diào)用服務(wù)器中文件做后續(xù)進一步處理。

此種工作場景多以臺內(nèi)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(nèi)新聞網(wǎng)，完成后續(xù)的播出任務(wù)。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(shù)手段傳回臺內(nèi)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(shè)備內(nèi)，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(nèi)服務(wù)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(shè)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(wù)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(wù)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(guān)媒體平臺。

接收端服務(wù)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(luò)存儲器。推薦使用網(wǎng)絡(luò)存儲器，便于視頻的統(tǒng)一存儲和管理。

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

4.3 結(jié)合無人機傳輸應(yīng)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(shè)備，然后通過設(shè)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(shè)備緊湊型IP視頻傳輸器相接合。設(shè)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?？梢栽谌魏尾シ旁O(shè)施上接收現(xiàn)場視頻。

4.4 手機移動端應(yīng)用

手機端直播應(yīng)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(shè)備，利用設(shè)備上自帶的3G/4G/LTE無線網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi，即可將直播視頻傳輸至后臺接收解碼服務(wù)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(yīng)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(nèi)容通過4G傳輸技術(shù)，穩(wěn)定可靠的傳遞到臺內(nèi)接收服務(wù)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(yīng)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(zhì)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(nèi)新聞網(wǎng)部分應(yīng)用，可支持將選題作為任務(wù)，通過3G/4G推送給記者APP；可查看記者任務(wù)名列表及每項任務(wù)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(diào)配管理等功能。系統(tǒng)可以進行報道任務(wù)的細化與分解，做到任務(wù)明確無異議，同時關(guān)聯(lián)責(zé)任部門、人員、時間等信息。對任務(wù)的內(nèi)容信息及流程狀態(tài)進行可視化跟蹤與管理。

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

5 4G互聯(lián)網(wǎng)與生產(chǎn)業(yè)務(wù)結(jié)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(wù)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(yīng)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(wù)系統(tǒng)的信息發(fā)布管理，其可完美融合素材資源控內(nèi)容，通過標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(yù)先設(shè)定網(wǎng)路IP信源、4G直播信源、手機端信源和播出媒資等設(shè)備的接入時間，按照編排的時間表自動播出視頻傳輸設(shè)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(wù)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(wù)，播控程序按照節(jié)目的順序向流媒體播出服務(wù)系統(tǒng)UMS發(fā)出播出指令。當(dāng)前節(jié)目為IP流時，UMS系統(tǒng)從IP調(diào)度系統(tǒng)中獲取IP流目的地址形成流媒體播出服務(wù)，輸出IP流經(jīng)過多屏轉(zhuǎn)碼后給到CMS發(fā)布系統(tǒng)；當(dāng)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(wù)，最終輸出IP流。播控程序會同時預(yù)加載兩條播出任務(wù)，在當(dāng)前節(jié)目正在播出時，向UMS系統(tǒng)發(fā)出指令準(zhǔn)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(yīng)急播出控制，可進行TAKE、HOLD，插播、蓋播等應(yīng)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(nèi)容發(fā)布。

6 結(jié)束語

數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)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(shù)和設(shè)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(luò)狀態(tài)下采集、傳輸、制作、播出相關(guān)技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有業(yè)務(wù)，從無線設(shè)備選型、采集傳輸模式、內(nèi)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(shè)備，有效解決在4G網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用，大大提高了節(jié)目生產(chǎn)效率，使節(jié)目生產(chǎn)業(yè)務(wù)擁有更廣闊的舞臺。
責(zé)任編輯：tzh