3G/4G技術(shù)在民生新聞直播中的應(yīng)用探討

潘 鋒

（甘肅省廣播電視總臺(tái)制作中心，甘肅 蘭州 730020）

電視新聞直播連線是電視新聞節(jié)目制作中一種重要的表現(xiàn)手法，可以更好地提升新聞節(jié)目的時(shí)效性、現(xiàn)場(chǎng)性、互動(dòng)性和影響力。以往甘肅臺(tái)直播節(jié)目及現(xiàn)場(chǎng)連線時(shí)主要依賴SNG衛(wèi)星車和便攜式衛(wèi)星設(shè)備進(jìn)行，由于衛(wèi)星的費(fèi)用高而且每次需要提前申請(qǐng)并受到場(chǎng)地、靈活性等因素制約，很難滿足前線記者對(duì)突發(fā)事件快速實(shí)時(shí)直播和回傳的要求，從而使直播在日常民生新聞節(jié)目中進(jìn)入常態(tài)化成為瓶頸。

近年來(lái)隨著新興的移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，3G/4G通訊技術(shù)帶來(lái)的實(shí)時(shí)傳輸顛覆了傳統(tǒng)的直播方式，將現(xiàn)場(chǎng)直播常態(tài)化變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。3G/4G方式設(shè)備低廉、傳輸距離長(zhǎng)、使用便捷、費(fèi)用低，有運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)區(qū)域盲點(diǎn)少，可以大范圍移動(dòng)，接受方式只需要寬帶網(wǎng)絡(luò)接受，不需要專網(wǎng)，完全公網(wǎng)即可，它突破了新聞采集的地域、地形、溫度等極端環(huán)境限制，是衛(wèi)星、光纜、微波傳輸?shù)挠行аa(bǔ)充手段。經(jīng)過技術(shù)原理研究和測(cè)試比較，我臺(tái)選用了產(chǎn)自美國(guó)的TVUPACK 4G直播設(shè)備，它具有體積小、重量輕、能夠在多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、多的地方獲取和傳輸高質(zhì)量、穩(wěn)定的、優(yōu)質(zhì)的畫面，是一種最持久的3G/4G/LTE無(wú)線傳輸系統(tǒng)，它還具有便攜式、一鍵化、單兵式等優(yōu)良特點(diǎn)。自2014年起，甘肅臺(tái)陸續(xù)購(gòu)買了四套TVUPACK 8200設(shè)備，用于直播及快速回傳，尤其使用在兩檔民生新聞《喧個(gè)關(guān)、幫個(gè)忙》及《百姓有話說》節(jié)目直播中，取得了良好效果。如圖1所示。

圖1 記者在中山鐵橋作直播連線報(bào)道

1 TVU設(shè)備的特點(diǎn)

1）多種連接方式，最多支持8個(gè)3G/4G/LTE數(shù)據(jù)卡，同時(shí)支持微波、衛(wèi)星、WiFi和B-GAN等數(shù)據(jù)傳輸方式。

2）操作簡(jiǎn)便，一鍵開啟，系統(tǒng)快速啟動(dòng)，能在20s內(nèi)冷啟動(dòng)，在直播現(xiàn)場(chǎng)1min內(nèi)就可以進(jìn)入直播工作狀態(tài)。

3）采用H.264加密壓縮算法，采用的軟編碼占用CPU，資源編碼效率高，能夠最大限度利用傳輸?shù)膶拵?，自?dòng)調(diào)節(jié)最佳畫面?zhèn)鬏斮|(zhì)量。

4）支持多種工作模式：即時(shí)直播傳輸、文件傳輸、直播收錄等方式，低延時(shí)而且能夠自動(dòng)錄制長(zhǎng)達(dá)7h的錄像。

5）支持各種視頻接口：支持HD/SD-SDI、HDMI及各種模擬信號(hào)輸入，能夠通過智能手機(jī)、ipod、ipad等無(wú)線的方式監(jiān)控設(shè)備。

2 TVU設(shè)備的系統(tǒng)架構(gòu)

TVU直播回傳系統(tǒng)整體分為傳輸端（TVU背包部分），傳輸網(wǎng)絡(luò)（Internet），接收端（服務(wù)器）三部分。傳輸端（TVU背包部分）是用來(lái)將攝像機(jī)拍攝到的信號(hào)輸入到TVU背包的基帶視頻進(jìn)行壓縮編碼，并通過4G網(wǎng)絡(luò)在Internet上傳輸。由于TVU支持多種接口，所以傳輸網(wǎng)絡(luò)可以是4G、WiFi網(wǎng)絡(luò)和有線以太網(wǎng)等。在接收端通過標(biāo)準(zhǔn)的Internet網(wǎng)絡(luò)接入，接收端服務(wù)器把從公共網(wǎng)絡(luò)回傳的數(shù)據(jù)合并解碼，把視音頻信息以SDI信號(hào)的形式送到演播室直播系統(tǒng)。在此過程中，可以通過服務(wù)器接收端軟件實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，清晰地查看回傳的信號(hào)并進(jìn)行碼率、延時(shí)、圖像質(zhì)量等技術(shù)參數(shù)調(diào)整，從而保證通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膱D像聲音正常。

2.1 TVU直播回傳系統(tǒng)示意圖，如圖2所示

圖2 TVU直播回傳系統(tǒng)

為確保穩(wěn)定進(jìn)行新聞直播信號(hào)傳輸，系統(tǒng)采用了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中主要有VBR編碼技術(shù)、3G/4G通訊技術(shù)、前向糾錯(cuò)技術(shù)、Inverse StatMux技術(shù)等，即根據(jù)實(shí)時(shí)帶寬自動(dòng)地動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)編碼流，采用防干擾算法提高穩(wěn)定度、降低誤碼率，根據(jù)視頻碼率和各網(wǎng)絡(luò)基站的的帶寬情況將一路傳輸視頻流分割為多個(gè)傳輸包分配到各基站每個(gè)可利用的帶寬空隙中，成功解決了單一運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)絡(luò)基站之間的盲點(diǎn)信號(hào)丟失問題，最大限度使用每個(gè)信道的帶寬。

2.2 TVU發(fā)送及接收端操作界面，如圖3所示

圖3 TVU發(fā)送及接收端操作界面

從發(fā)送端的LCD屏上可以看到連接的3G/4G卡，WiFi卡和熱點(diǎn)卡的連接情況，工作狀態(tài)、傳輸速率等，當(dāng)攝像機(jī)的視頻接入時(shí)，在顯示屏上還可以實(shí)時(shí)顯示攝像機(jī)的畫面。

接收端的接收界面可看到五個(gè)方面的信息，(1)背包在線/離線窗口，當(dāng)遠(yuǎn)程背包關(guān)閉時(shí)，服務(wù)器端軟件顯示為offline，當(dāng)背包打開并有效連接時(shí)，窗口顯示第一幀畫面；（2）信號(hào)預(yù)覽監(jiān)聽窗口，該窗口可以預(yù)覽回傳的圖像信號(hào)，也可以監(jiān)聽聲音是否正常；（3）背包狀態(tài)，該窗口可以查看背包的信號(hào)丟失情況；（4）遠(yuǎn)程背包4G卡傳輸狀態(tài)，可以看到遠(yuǎn)程背包對(duì)應(yīng)卡托的傳輸速率及連接狀態(tài)；（5）碼率及延時(shí)調(diào)節(jié)窗口，可以調(diào)節(jié)所需碼率及延時(shí)。

3 TVU使用中的問題及解決方法探討

自《喧個(gè)關(guān)、幫個(gè)忙》、《百姓有話說》兩檔節(jié)目在我臺(tái)八樓演播室直播以來(lái)，已完成直播連線及回傳多達(dá)百場(chǎng)。通過大量的使用， 我們逐步發(fā)現(xiàn)TVU使用中部分尚存的問題，同時(shí)也找到了一些解決辦法和注意事項(xiàng)。

1）加強(qiáng)設(shè)備平時(shí)檢查以及外出前的測(cè)試。如電池電量的檢查、4G流量是否充足等，外出前與演播室進(jìn)行信號(hào)傳輸測(cè)試等，確保出發(fā)前設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)正常。

2）做好直播前踩點(diǎn)預(yù)測(cè)。由于通訊公司基站分布不均勻，直播連線點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度不確定等因素，需要記者盡量提早到達(dá)直播點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)測(cè)試，特別是對(duì)于地下通道、室內(nèi)、企業(yè)廠房、公交車站等可能出現(xiàn)盲點(diǎn)的地方進(jìn)行全方位3G/4G信號(hào)測(cè)試，確保直播成功。

3）鑒于目前3G/4G的技術(shù)特點(diǎn)，盡量多配置幾張4G卡，在使用中為防止畫面出現(xiàn)“卡”或“馬賽克”現(xiàn)象，盡量做到慢推、慢移、慢拉。

4）根據(jù)我們的使用經(jīng)驗(yàn)，服務(wù)器碼流設(shè)置需結(jié)合直播點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度來(lái)設(shè)定，標(biāo)清最少設(shè)置在2M以上，碼率越高，獲得的信號(hào)質(zhì)量相對(duì)就較高，所以在信號(hào)強(qiáng)的地方碼率可以設(shè)得高一點(diǎn)，反之，略低一點(diǎn)，但起碼要保證信號(hào)不卡頓為原則。

5）做好直播連線前的備份工作。直播連線前與主持人做好溝通，導(dǎo)播在直播連線中一旦看到3G/4G回傳信號(hào)嚴(yán)重劣化或中斷應(yīng)立即將畫面切回演播室，并通知主持人加入串場(chǎng)詞，作為回傳信號(hào)發(fā)生故障的備份措施。

6）回傳通道保障。由于3G/4G信號(hào)在公共網(wǎng)絡(luò)中傳輸，為確保傳輸信號(hào)的質(zhì)量和直播連線的安全，總臺(tái)從有限的網(wǎng)絡(luò)流量里為3G/4G開辟了專用通道，以此來(lái)提高傳輸?shù)慕邮芩俾?，作為高效率的碼流質(zhì)量和帶寬保證。

4 總結(jié)

在當(dāng)今媒體進(jìn)入融合時(shí)代的環(huán)境下，新聞采集更要求及時(shí)性和靈活性，尤其是突發(fā)事件的現(xiàn)場(chǎng)直播和連線互動(dòng)。隨著運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，可以預(yù)見該項(xiàng)技術(shù)在電視媒體的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，也必將為民生新聞?lì)惞?jié)目直播進(jìn)入常態(tài)化提供更加可靠的技術(shù)保證。