2015年鄭開國際馬拉松賽直播信號傳輸方案設計與實踐

宋薇薇

（作者單位：河南電視臺）

2015年鄭開國際馬拉松賽直播信號傳輸方案設計與實踐

宋薇薇

（作者單位：河南電視臺）

摘 要：本文從移動信號傳輸方案、轉播車級聯系統、數字微波與光纜傳輸測試、移動中繼車、通話系統設計及直播信號調度方案等方面，介紹2015年鄭開國際馬拉松賽直播信號傳輸方案的設計與實踐。

關鍵詞：移動信號傳輸；級聯；數字微波；轉播車；直播信號傳輸

河南電視臺原有標清八訊道、六訊道轉播車2臺，標清衛星直播車1臺及四訊道高清EFP 1臺。以節省設備購置成本，提高系統擴展性和兼容性為出發點，2012年河南電視臺對原有的標清八訊道轉播車進行高清改造，2014年完成對衛星直播車的高清改造。八訊道轉播車和衛星直播車都保留了原有的車體，將內部車體結構、系統設備進行優化和改造。改造后，承擔了河南臺很多常規節目的錄制和直播，可以適應復雜多變的節目制作環境。2015年3月29日，河南臺在新聞頻道成功直播了2015年第九屆中國鄭開國際馬拉松比賽。

1 直播方案

河南臺早在標清車的時代，就已經成功全程直播過四屆鄭開國際馬拉松賽，在轉播技術和微波傳輸方面，積累了很多寶貴的經驗。移動信號微波傳輸基本實現了全程無斷點，無盲區。與往屆不同的是，此次馬拉松賽要實現全程高清信號直播，并且增加了直升機航拍、微型攝像無人機等外來高清攝像信號輸入；賽道半程終點處增加了1個ENG云臺機位；終點處搭建了小型演播室，主持人在里面對比賽進行全程解說，并對獲獎選手進行訪談，這些都為直播增加了難度。高清直播流程圖見圖1。

圖1　高清直播流程圖

本屆馬拉松比賽的起點設在鄭州鄭開大道白沙服務區處，在起點搭建有啟動儀式主席臺，鳴槍點，一架警用直升機在空中航拍啟動儀式氣球放飛過程全程監控。河南臺6訊道標清轉播車需要架設5個固定機位拍攝啟動儀式，1個固定機位拍攝新聞記者現場報道，外來信號主要有1路警用直升機上無線微波傳輸單機畫面、1路移動傳輸車上PGM高清下變換信號（2路摩托車，1路移動中繼車固定機位）、終點8訊道高清轉播車回傳PGM信號。音頻信號輸入主要包括現場調音臺通過音頻綜合纜輸入現場聲和主持人話筒2路AES信號，移動中繼車上1路環境聲音AES信號，8訊道回傳的PGM加嵌聲音信號。

此屆馬拉松賽的終點設在開封市區的龍亭廣場，廣場上設有頒獎典禮舞臺，在廣場對面200 m處，搭建了一個80 m2的直播演播室，主要用于全程比賽解說和賽后采訪。河南臺在終點處停放了3輛高清轉播車，完成此次直播任務。8訊道轉播車相當于信號的“總控”，調度所有外來信號和六訊道上變換高清PGM信號，同時架設6個固定機位拍攝頒獎典禮，EFP架設3個固定機位拍攝演播室，與8訊道級聯，聯通公司直播車上光纜傳輸為直播主路信號，另有衛星直播車為直播備用信號。

EFP此次和8訊道轉播車以級聯方式連接，1號綜合纜實現音頻信號、2路通話、時間碼和TALLY/UMD的級聯，2號綜合纜實現3路攝像機信號的級聯，3號綜合纜實現同步與PGM信號反饋。具體級聯方式見圖2。EFP上需要進行幾項設置：TALLY，通話系統設置為從SLAVE，時間碼LTC選擇外來，同步方式選擇外來。監看SDI信號從8訊道后端SD接口板TL2口接1根200 m視頻線到演播室顯示器上。按現場解說要求，監看信號為HD FB1信號，在8訊道XY矩陣面板上為其選源，然后通過跳線到AXON（艾菘） HXT10視頻板卡中進行下變換處理，后端子板上標清輸出。

8訊道高清轉播車此次相當于整場直播的總控中心，承擔信號的總調度，節目錄制和直播節目信號的最終輸出。8訊道現場供電采用市電和發電機雙路供電方式，在市電突發故障時，UPS電源可保證全車不斷電工作30 min，給電源倒換留有時間。

8訊道的信號來源主要有：6個固定機位信號，半程終點處1個ENG云臺無線攝像機信號，終點處1個無人攝像機

信號，EFP級聯綜合纜信號，1路移動微波傳輸PGM信號，1路后半程光端機接受中繼車PGM信號，起點6訊道標清PGM主備加嵌信號。8訊道的信號輸出主要有：標清PGM主備返看信號光纜傳輸到六訊道，PGM信號主備2路輸出到網通直播車光端機送播出機房，PGM信號主備2路輸出到衛星車，矩陣FB視頻標清信號送80 m2演播室監看。音頻信號輸入主要有：固定機位現場調音臺綜合纜2路AES信號，EFP上2路級聯國際聲AES信號，移動中繼車上現場調音臺1路AES信號，起點六訊道處PGM 2路加嵌信號。音頻信號輸出包括：主備各2路PGM的AES信號送網通光端機，主備各2路PGM的AES信號送衛星車，主備各2路AES信號加嵌的PGM信號送起點6訊道。如圖3所示。

圖2　級聯方式

圖3　信號來源與輸出流程圖

此次馬拉松比賽的移動攝像機信號傳輸以COFDM調制技術的2GHz無線微波傳輸為主，終點和起點之間鋪設光纜，傳輸完成起點6訊道PGM信號傳輸及8訊道PGM信號回傳。具體方案為：起點、終點處各有1套無線微波接收基站，半程終點處有微波接收和發送基站各1套，開封市內金明廣場處有接收光端機1套，并由光纜傳輸到終點8訊道處。移動機位共有3個，其中2個摩托車上各1個無線單機，移動中繼車車后固定機位1個。移動中繼車上無線接收設備先接收2個無線單機信號，經切換臺1級切換，將PGM視頻信號和1路現場收聲AES信號經微波發送基站發送出去。馬拉松全程42 km，考慮到微波信號直播期間可能受各種因素干擾，在運動員跑在起點至不到10 km時，移動信號微波發送到起點接收基站，在10～30 km時，半程終點處的接收基站打開接收移動信號和云臺ENC單機信號，并發送給終點的接收基站，進8訊道系統調度；30 km后進入開封市內，移動信號微波發送給金明廣場光端接收設備，并由光纜傳輸到終點8訊道處。如圖4所示。

圖4　起點6訊道PGM信號傳輸及8訊道PGM信號回傳圖

2 轉播心得

2.1 直播安全

河南臺的直播技術人員在賽事直播前7 d就開始進行移動微波的發射和接收測試，并進行移動直播技術的演練和協調。

河南臺此次直播移動信號傳輸租用以COFDM調頻技術的2GHz無線數字微波傳輸設備為主。其優點是頻率較低，波長較長，可分多頻點傳輸，具有較強的繞射能力，適合在城市地區使用。

3臺單機信號采用3套Nucomm公司的CamPac 2數字微波發射設備進行短距離無線傳輸，另2套與之匹配的四分集接收機Newscaster DR。

賽事直播的PGM信號從8訊道向聯通直播車光端機和衛星車同時傳輸，每一路傳輸2路主備PGM視頻信號和4路主備AES音頻信號，直播采用了2個傳輸鏈路，光纖鏈路為主，衛星鏈路為輔。

2.2 微波傳輸測試步驟

此次馬拉松比賽直播采用了多路無線微波傳輸，所需設備很多，其中有些是河南臺的原有設備，其他如移動中繼車、無線收發基站均為租用公司設備。在比賽開始前，河南電視臺技術人員按步驟對所有設備進行調試和信號測試。

2.2.1 設置設備參數

將視音頻信號分別接入2個發射基

站中；各發射基站采用相同的射頻發射頻段，但發射頻點間隔盡量拉大（至少50MHz）；各發射基站的調制方式、編碼方式、時隙格式及發射功率等參數均設為相同；3個接收基站檢查天線位置及下變頻器工作狀態，接入監視器查看；3臺單機信號的CamPac 2數字微波發射設備及四分集接收機Newscaster DR，進行調整菜單設置調制方式、發射功率、輸入/出格式及MPEG選項等參數的設置，接收端接監視器。

2.2.2 實地測試

賽事提前3 d，轉播車到位，模擬各種環境分別進行測試，如移動中測試、傳輸距離測試、遮擋環境下測試等，從轉播車上實時觀測傳輸質量。

3個架設發射和接收基站的地點和金明廣場光端接收地點是測試重點，必須要保證相鄰2個微波接收點交界處前后接收到的信號有一定的距離重疊。這樣在比賽正式進行過程中，既能保證兩端信號進行接力式切換時，比賽全程的電視直播信號能夠連續不斷，又能滿足馬拉松比賽時第一梯隊和其他運動員拉開距離時，有足夠的機位信號可以滿足轉播畫面豐富性的要求。在起點6訊道和終點8訊道轉播車之間的鄭開大道路段，提前鋪設了30 km長的光纜，保證回傳信號不受干擾。

2.3 幀同步的使用

為賽事直播需要，此次馬拉松比賽調用了河南臺的標清6訊道轉播車，視音頻信號的接入、上/下變換、PGM信號輸出就由4臺FA-9500多功能信號處理器組裝的飛行箱設備完成。FA-9500多功能信號處理器，既有強大的多類型、多格式視音頻信號互相轉換的功能，又有卓越的幀同步功能，并能對視頻畫面質量進行自動優化，還可以實現音頻信號的加嵌和解嵌，性能非常全面，完全滿足了此次直播信號處理的需要。

在終點處，8訊道高清轉播車上外來信號很多，主要用車上標配的6臺哈里斯Harris X85多通道視音頻處理/幀同步機來完成信號處理和同步工作。每臺X85可以通過車后端子板接口接入1路帶音頻嵌入的HD/SD信號，每路外來信號經過視音頻處理后，視頻分成1路HD進切換臺，1路HD和1路SD進視頻矩陣，音頻分2路AES聲道，1路進音頻矩陣，1路進跳線板。

8訊道以X85幀同步機處理外來視音頻信號為主，如果某臺同步機有故障發生，可以將外來高清視頻信號跳線到空閑的AXON HXT10板卡上。完成幀同步功能后，輸出HD/SD信號各1路，再將輸出HD信號跳線輸入切換臺，可以快速完成信號的應急處理切換。值得一提的是，8訊道高清車在改造期間，選用了艾崧（AXON）公司的6塊HXT 10板卡，其中2塊用作應急2×1開關處理主備PGM視頻信號，并輸出到監視器和后端子板，其他4塊用作處理矩陣的多路PGM信號HD/SD/ANG，輸出后端子板TL1-4口。另有4塊DIO 24音頻加嵌板卡可以和HXT 10板卡綁定，通過電腦端AXON管理軟件，選擇綁定哪塊板卡、增益大小、加嵌路數等。每塊DIO 24板卡可以嵌入4聲道數字音頻。

2.4 通話系統設置

馬拉松比賽直播過程中，8訊道是攝像機位調度的總控中心，導播需要和起點6訊道、移動中繼車、EFP車、80 m2演播室及無線攝像機等處通話保持暢通，隨時調用機位畫面，同時相關的工作區制作人員也都要聽到PGM音頻和導演之間的交流。根據以往的大賽直播經驗，需要用到固定電話、手機、無線對講等多種通話接入方式得以實現。8訊道轉播車上通話系統以Clear-Com Eclipse 32全雙工數字通話矩陣為核心，完全滿足了此次馬拉松比賽通話的需要。

如圖5所示，導播臺下電話接口接2臺固定電話負責起點6訊道和播出機房通話；Trunk口接2路EFP車級聯通話；移動中繼車GSM手機電話接入矩陣通話；Freespeak無線通話基站接2路，外連2個無線腰包負責與80 m2演播室主持人、現場音頻通話；Motorola無線對講基站在車頂加高增益天線和吸盤天線，4個無線對講機給無人攝像機、ENC云臺攝像、現場導演和衛星車處通話。通過對Clear-Com導播臺32路通話面板的設置，以上所有工位工作人員都可以與導播實現雙向通話。

圖5　通話系統設置圖

3 結語

2015年鄭開國際馬拉松比賽圓滿結束，對這場賽事的直播，既是對河南臺現有技術設備、直播技術水平的一次考驗，也是需要和其他公司、單位不斷進行協調的系統工程。通過此次轉播，積累了寶貴經驗，也增加了信心，為將來轉播更為復雜、更為精彩的節目做好準備。