3G視頻傳輸技術在電視臺直播中的運用研究

黃玉芳

摘 要 隨著網絡技術與通訊技術的快速發展，越來越多的技術手段被運用到電視直播中來，其中作為現代視頻傳輸技術代表的3G視頻傳輸技術成為目前研究的重要課題。文章通過對3G視頻傳輸技術的闡述，分析了其在電視直播中的運用情況及前景。

關鍵詞 電視直播；3G視頻技術；WCDMA

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0086-01

1 3G視頻傳輸技術概述

隨著3G網絡的普及與3G技術的完善，我國已大部分地區實現3G網絡覆蓋，利用3G網絡實現電視直播視頻及音頻信號的同步傳輸已具備了基本條件。目前3G的三種標準為WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，無線上網的上行及下行速率完全可實現電視直播數據信號的無延遲傳輸。電視直播信號的3G視頻傳輸是建立在具備3G功能的攝像機基礎上，該攝像機在攝影過程中通過3G網絡直接將視頻及音頻傳送至無線通訊基站，然后基站再運用H.264技術在專用無線通道傳至電視臺，保障電視直播的同步進行。3G視頻電視直播系統包括三部分，即信號編碼傳輸終端、傳輸專用3G無線網絡、信號接收解碼服務器。3G視頻傳輸技術的原理是，通過3G攝像機輸出視頻信號，傳輸終端接收信號后對信號進行H.264壓縮編碼，壓縮后的編碼利用多路3G網絡傳輸到接收服務器，經過糾錯、解碼等步驟，還原成為PAL25gps標準清晰度信號，至于用于電視直播。

2 3G無線傳輸在電視直播運用中的優缺點

3G無線傳輸技術在電視直播中的運用相對于其他如光線、微波、衛星等技術相比具有顯著性的優勢，但也存在一些缺點，比如圖像清晰度問題，以目前的技術水平尚不能完全解決這一難題。

表1 常用電視直播傳輸技術性能對比

衛星直播 全向數字微波直播 3G直播

設備投入

可靠性

鏈路復雜性

移動直播

費用

使用及維護

使用范圍 多、復雜

可靠

復雜

不可行

高

復雜

全球 多、簡單

可靠

復雜

可行

無

復雜

5-8 km 簡單

不可靠

簡單

可行

少

簡單

有基站的地方

結合分析表1可知，3G視頻傳輸技術具有以下主要優勢。

1）由于設備簡單其是無線方式，因此其較少受空間限制，適合衛星車不方便的地方使用。

2）得益于3G網絡的全天候覆蓋，3G視頻傳輸不受時間的限制。

3）直播成本低，使用的傳輸設備及網絡是電信運營商提供的，不需要追加基本設備建設的成本。

4）設備使用簡單，不需要太多的輔助設備及人力。當然出具備這些優點外，由于3G視頻傳輸技術屬于新興網絡數字技術，其在實際使用中存在一些問題，比如受限于3G網絡傳輸速率的影響，圖像質量不高，顆粒感較強，運行的影響因素較多等，因此就目前的技術水平來看，3G視頻電視直播技術還無法被放在主流的地位，但可用于時效性強的直播，特別是突發事件的直播。

3 電視直播運用中3G視頻傳輸的關鍵技術

3.1 H.264編碼技術

H.264/AVC是ITU-T和ISO/IEC聯合制定的編碼標準，采用圖像預測和變換編碼相結合的編碼結構，建立在MPEG-4技術之上，實現同等視頻圖像質量的前提下高壓縮比例的效果。H.264技術引入面向IP包的編碼機制，能夠方便快捷的實現在無線網絡中分組傳輸，并且在傳輸中不易造成誤碼，可適應丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸。支持不同網絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得較為平衡的圖像質量。由于受限于無線網絡的傳輸速率影響，像視頻、音頻等這些較大的數據包在傳輸過程中容易中斷或者出現信號丟失的現象，H.264壓縮技術可實現不改變圖像質量的前提下，壓縮比例高達100：1，大大減小了數據包在傳輸過程中占用的資源，在有限的傳輸速率下完成高質量的圖像傳輸。同時，H.264具有很強的糾錯能力和網絡適應性，這些特點尤其是高壓縮率應用于電視直播傳輸中，成為時效性直播的保證。

3.2 信道捆綁技術

在電視直播中，對視頻及音頻的質量要求較高，因此單一信道的寬帶資源3G信號傳播無法滿足電視直播的需要，因此就需要多信道捆綁進行同一視頻及音頻的傳輸。信道捆綁技術將多路3G鏈路通過鏈路疊加和聚合技術綁定在一起，通過選中成員接口來轉發流量。依據電視視頻直播信號傳輸的質量要求，需要多路3G信號和多個成員接口，設備會根據檢測到的負載狀況，自動調整每個成員接口的發送流量，從而獲得更好的寬帶資源。

3.3 IPSec加密技術

3G無線網絡屬于電信企業所提供的第三方公共網絡，非電視直播系統的內部網絡，因此在在使用中，為保證直播信號傳播的完整性和安全性，保證電視直播的安全性，需要引入數據加密技術和證書機制。IPSec是IETF定義的一組協議，用于增強IP網絡的安全性，是對IP數據包進行加密和認證。IPSec加密是基于IP層，對數據進行處理，保證數據在傳輸過程中的完整性、真實性、認證性、機密性等。

4 3G直播系統的具體應用

3G電視直播信號傳輸系統的設計首先需要滿足電信企業的3G網絡標準，視頻及音頻的壓縮編碼方式適合H.264編碼要求，具備3G無線網絡實時傳輸的攝像機可支持AV、SDI接口，攝像機產生及處理的視頻需滿足電視直播最低需求的720×576分辨率，并且視頻流暢，聲音正常等。系統的組成通常包括前端3G發射機、后臺接收設備、控制軟件系統三大部分。前端發射機的選擇需滿足不同網絡服務商、多張3G卡同時使用的要求，支持多服務商混用模式，采用H.264編碼，支持網絡自適應動態編碼。后臺接受設備通常為廣播級專業高清解碼器，支持運行記憶功能等。

3G電視直播信號傳輸技術的便捷性為廣電發展提供了新的思路，其靈活機動、成本低廉的特點成為衛星和微波等傳統電視直播技術的得力補充。如若能夠解決無線網絡的穩定性以及圖像質量高清的技術問題，3G視頻直播技術有望成為電視直播的主流技術。目前4G網絡技術已開始投入試運營，其效果等待檢驗，或可對目前3G存在的問題進行改善。

參考文獻

[1]林喜.3G網絡技術在電視臺直播中的應用[J].中國傳媒科技，2012（8）.

[2]景韜，賴慧昌.3G技術在新聞直播中的運用[J].河南廣播電視大學學報，2012（10）.endprint

摘 要 隨著網絡技術與通訊技術的快速發展，越來越多的技術手段被運用到電視直播中來，其中作為現代視頻傳輸技術代表的3G視頻傳輸技術成為目前研究的重要課題。文章通過對3G視頻傳輸技術的闡述，分析了其在電視直播中的運用情況及前景。

關鍵詞 電視直播；3G視頻技術；WCDMA

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0086-01

1 3G視頻傳輸技術概述

隨著3G網絡的普及與3G技術的完善，我國已大部分地區實現3G網絡覆蓋，利用3G網絡實現電視直播視頻及音頻信號的同步傳輸已具備了基本條件。目前3G的三種標準為WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，無線上網的上行及下行速率完全可實現電視直播數據信號的無延遲傳輸。電視直播信號的3G視頻傳輸是建立在具備3G功能的攝像機基礎上，該攝像機在攝影過程中通過3G網絡直接將視頻及音頻傳送至無線通訊基站，然后基站再運用H.264技術在專用無線通道傳至電視臺，保障電視直播的同步進行。3G視頻電視直播系統包括三部分，即信號編碼傳輸終端、傳輸專用3G無線網絡、信號接收解碼服務器。3G視頻傳輸技術的原理是，通過3G攝像機輸出視頻信號，傳輸終端接收信號后對信號進行H.264壓縮編碼，壓縮后的編碼利用多路3G網絡傳輸到接收服務器，經過糾錯、解碼等步驟，還原成為PAL25gps標準清晰度信號，至于用于電視直播。

2 3G無線傳輸在電視直播運用中的優缺點

3G無線傳輸技術在電視直播中的運用相對于其他如光線、微波、衛星等技術相比具有顯著性的優勢，但也存在一些缺點，比如圖像清晰度問題，以目前的技術水平尚不能完全解決這一難題。

表1 常用電視直播傳輸技術性能對比

衛星直播 全向數字微波直播 3G直播

設備投入

可靠性

鏈路復雜性

移動直播

費用

使用及維護

使用范圍 多、復雜

可靠

復雜

不可行

高

復雜

全球 多、簡單

可靠

復雜

可行

無

復雜

5-8 km 簡單

不可靠

簡單

可行

少

簡單

有基站的地方

結合分析表1可知，3G視頻傳輸技術具有以下主要優勢。

1）由于設備簡單其是無線方式，因此其較少受空間限制，適合衛星車不方便的地方使用。

2）得益于3G網絡的全天候覆蓋，3G視頻傳輸不受時間的限制。

3）直播成本低，使用的傳輸設備及網絡是電信運營商提供的，不需要追加基本設備建設的成本。

4）設備使用簡單，不需要太多的輔助設備及人力。當然出具備這些優點外，由于3G視頻傳輸技術屬于新興網絡數字技術，其在實際使用中存在一些問題，比如受限于3G網絡傳輸速率的影響，圖像質量不高，顆粒感較強，運行的影響因素較多等，因此就目前的技術水平來看，3G視頻電視直播技術還無法被放在主流的地位，但可用于時效性強的直播，特別是突發事件的直播。

3 電視直播運用中3G視頻傳輸的關鍵技術

3.1 H.264編碼技術

H.264/AVC是ITU-T和ISO/IEC聯合制定的編碼標準，采用圖像預測和變換編碼相結合的編碼結構，建立在MPEG-4技術之上，實現同等視頻圖像質量的前提下高壓縮比例的效果。H.264技術引入面向IP包的編碼機制，能夠方便快捷的實現在無線網絡中分組傳輸，并且在傳輸中不易造成誤碼，可適應丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸。支持不同網絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得較為平衡的圖像質量。由于受限于無線網絡的傳輸速率影響，像視頻、音頻等這些較大的數據包在傳輸過程中容易中斷或者出現信號丟失的現象，H.264壓縮技術可實現不改變圖像質量的前提下，壓縮比例高達100：1，大大減小了數據包在傳輸過程中占用的資源，在有限的傳輸速率下完成高質量的圖像傳輸。同時，H.264具有很強的糾錯能力和網絡適應性，這些特點尤其是高壓縮率應用于電視直播傳輸中，成為時效性直播的保證。

3.2 信道捆綁技術

在電視直播中，對視頻及音頻的質量要求較高，因此單一信道的寬帶資源3G信號傳播無法滿足電視直播的需要，因此就需要多信道捆綁進行同一視頻及音頻的傳輸。信道捆綁技術將多路3G鏈路通過鏈路疊加和聚合技術綁定在一起，通過選中成員接口來轉發流量。依據電視視頻直播信號傳輸的質量要求，需要多路3G信號和多個成員接口，設備會根據檢測到的負載狀況，自動調整每個成員接口的發送流量，從而獲得更好的寬帶資源。

3.3 IPSec加密技術

3G無線網絡屬于電信企業所提供的第三方公共網絡，非電視直播系統的內部網絡，因此在在使用中，為保證直播信號傳播的完整性和安全性，保證電視直播的安全性，需要引入數據加密技術和證書機制。IPSec是IETF定義的一組協議，用于增強IP網絡的安全性，是對IP數據包進行加密和認證。IPSec加密是基于IP層，對數據進行處理，保證數據在傳輸過程中的完整性、真實性、認證性、機密性等。

4 3G直播系統的具體應用

3G電視直播信號傳輸系統的設計首先需要滿足電信企業的3G網絡標準，視頻及音頻的壓縮編碼方式適合H.264編碼要求，具備3G無線網絡實時傳輸的攝像機可支持AV、SDI接口，攝像機產生及處理的視頻需滿足電視直播最低需求的720×576分辨率，并且視頻流暢，聲音正常等。系統的組成通常包括前端3G發射機、后臺接收設備、控制軟件系統三大部分。前端發射機的選擇需滿足不同網絡服務商、多張3G卡同時使用的要求，支持多服務商混用模式，采用H.264編碼，支持網絡自適應動態編碼。后臺接受設備通常為廣播級專業高清解碼器，支持運行記憶功能等。

3G電視直播信號傳輸技術的便捷性為廣電發展提供了新的思路，其靈活機動、成本低廉的特點成為衛星和微波等傳統電視直播技術的得力補充。如若能夠解決無線網絡的穩定性以及圖像質量高清的技術問題，3G視頻直播技術有望成為電視直播的主流技術。目前4G網絡技術已開始投入試運營，其效果等待檢驗，或可對目前3G存在的問題進行改善。

參考文獻

[1]林喜.3G網絡技術在電視臺直播中的應用[J].中國傳媒科技，2012（8）.

[2]景韜，賴慧昌.3G技術在新聞直播中的運用[J].河南廣播電視大學學報，2012（10）.endprint

摘 要 隨著網絡技術與通訊技術的快速發展，越來越多的技術手段被運用到電視直播中來，其中作為現代視頻傳輸技術代表的3G視頻傳輸技術成為目前研究的重要課題。文章通過對3G視頻傳輸技術的闡述，分析了其在電視直播中的運用情況及前景。

關鍵詞 電視直播；3G視頻技術；WCDMA

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0086-01

1 3G視頻傳輸技術概述

隨著3G網絡的普及與3G技術的完善，我國已大部分地區實現3G網絡覆蓋，利用3G網絡實現電視直播視頻及音頻信號的同步傳輸已具備了基本條件。目前3G的三種標準為WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，無線上網的上行及下行速率完全可實現電視直播數據信號的無延遲傳輸。電視直播信號的3G視頻傳輸是建立在具備3G功能的攝像機基礎上，該攝像機在攝影過程中通過3G網絡直接將視頻及音頻傳送至無線通訊基站，然后基站再運用H.264技術在專用無線通道傳至電視臺，保障電視直播的同步進行。3G視頻電視直播系統包括三部分，即信號編碼傳輸終端、傳輸專用3G無線網絡、信號接收解碼服務器。3G視頻傳輸技術的原理是，通過3G攝像機輸出視頻信號，傳輸終端接收信號后對信號進行H.264壓縮編碼，壓縮后的編碼利用多路3G網絡傳輸到接收服務器，經過糾錯、解碼等步驟，還原成為PAL25gps標準清晰度信號，至于用于電視直播。

2 3G無線傳輸在電視直播運用中的優缺點

3G無線傳輸技術在電視直播中的運用相對于其他如光線、微波、衛星等技術相比具有顯著性的優勢，但也存在一些缺點，比如圖像清晰度問題，以目前的技術水平尚不能完全解決這一難題。

表1 常用電視直播傳輸技術性能對比

衛星直播 全向數字微波直播 3G直播

設備投入

可靠性

鏈路復雜性

移動直播

費用

使用及維護

使用范圍 多、復雜

可靠

復雜

不可行

高

復雜

全球 多、簡單

可靠

復雜

可行

無

復雜

5-8 km 簡單

不可靠

簡單

可行

少

簡單

有基站的地方

結合分析表1可知，3G視頻傳輸技術具有以下主要優勢。

1）由于設備簡單其是無線方式，因此其較少受空間限制，適合衛星車不方便的地方使用。

2）得益于3G網絡的全天候覆蓋，3G視頻傳輸不受時間的限制。

3）直播成本低，使用的傳輸設備及網絡是電信運營商提供的，不需要追加基本設備建設的成本。

4）設備使用簡單，不需要太多的輔助設備及人力。當然出具備這些優點外，由于3G視頻傳輸技術屬于新興網絡數字技術，其在實際使用中存在一些問題，比如受限于3G網絡傳輸速率的影響，圖像質量不高，顆粒感較強，運行的影響因素較多等，因此就目前的技術水平來看，3G視頻電視直播技術還無法被放在主流的地位，但可用于時效性強的直播，特別是突發事件的直播。

3 電視直播運用中3G視頻傳輸的關鍵技術

3.1 H.264編碼技術

H.264/AVC是ITU-T和ISO/IEC聯合制定的編碼標準，采用圖像預測和變換編碼相結合的編碼結構，建立在MPEG-4技術之上，實現同等視頻圖像質量的前提下高壓縮比例的效果。H.264技術引入面向IP包的編碼機制，能夠方便快捷的實現在無線網絡中分組傳輸，并且在傳輸中不易造成誤碼，可適應丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸。支持不同網絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得較為平衡的圖像質量。由于受限于無線網絡的傳輸速率影響，像視頻、音頻等這些較大的數據包在傳輸過程中容易中斷或者出現信號丟失的現象，H.264壓縮技術可實現不改變圖像質量的前提下，壓縮比例高達100：1，大大減小了數據包在傳輸過程中占用的資源，在有限的傳輸速率下完成高質量的圖像傳輸。同時，H.264具有很強的糾錯能力和網絡適應性，這些特點尤其是高壓縮率應用于電視直播傳輸中，成為時效性直播的保證。

3.2 信道捆綁技術

在電視直播中，對視頻及音頻的質量要求較高，因此單一信道的寬帶資源3G信號傳播無法滿足電視直播的需要，因此就需要多信道捆綁進行同一視頻及音頻的傳輸。信道捆綁技術將多路3G鏈路通過鏈路疊加和聚合技術綁定在一起，通過選中成員接口來轉發流量。依據電視視頻直播信號傳輸的質量要求，需要多路3G信號和多個成員接口，設備會根據檢測到的負載狀況，自動調整每個成員接口的發送流量，從而獲得更好的寬帶資源。

3.3 IPSec加密技術

3G無線網絡屬于電信企業所提供的第三方公共網絡，非電視直播系統的內部網絡，因此在在使用中，為保證直播信號傳播的完整性和安全性，保證電視直播的安全性，需要引入數據加密技術和證書機制。IPSec是IETF定義的一組協議，用于增強IP網絡的安全性，是對IP數據包進行加密和認證。IPSec加密是基于IP層，對數據進行處理，保證數據在傳輸過程中的完整性、真實性、認證性、機密性等。

4 3G直播系統的具體應用

3G電視直播信號傳輸系統的設計首先需要滿足電信企業的3G網絡標準，視頻及音頻的壓縮編碼方式適合H.264編碼要求，具備3G無線網絡實時傳輸的攝像機可支持AV、SDI接口，攝像機產生及處理的視頻需滿足電視直播最低需求的720×576分辨率，并且視頻流暢，聲音正常等。系統的組成通常包括前端3G發射機、后臺接收設備、控制軟件系統三大部分。前端發射機的選擇需滿足不同網絡服務商、多張3G卡同時使用的要求，支持多服務商混用模式，采用H.264編碼，支持網絡自適應動態編碼。后臺接受設備通常為廣播級專業高清解碼器，支持運行記憶功能等。

3G電視直播信號傳輸技術的便捷性為廣電發展提供了新的思路，其靈活機動、成本低廉的特點成為衛星和微波等傳統電視直播技術的得力補充。如若能夠解決無線網絡的穩定性以及圖像質量高清的技術問題，3G視頻直播技術有望成為電視直播的主流技術。目前4G網絡技術已開始投入試運營，其效果等待檢驗，或可對目前3G存在的問題進行改善。

參考文獻

[1]林喜.3G網絡技術在電視臺直播中的應用[J].中國傳媒科技，2012（8）.

[2]景韜，賴慧昌.3G技術在新聞直播中的運用[J].河南廣播電視大學學報，2012（10）.endprint