4G技術(shù)與新聞直播的結(jié)合應(yīng)用實踐

孫昱偉 寧波廣播電視集團(tuán)

第四代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動通信技術(shù)，外語縮寫：4G。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL(4兆)快20倍，上行的速度也能達(dá)到20Mbps，而4G設(shè)備發(fā)射端主要用于上行速率，其要求高清為5Mbps、標(biāo)清為2Mbps，已經(jīng)能夠滿足新聞媒體高標(biāo)清視音頻設(shè)備傳輸速率的要求。

一、4G設(shè)備技術(shù)概況

(一)系統(tǒng)構(gòu)架結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)場端，攝像機(jī)將SDI 視音頻信號通過視頻線輸入到發(fā)射終端，然后發(fā)射端接收視音頻SDI信號進(jìn)行壓縮編碼，打包成IP數(shù)據(jù)后通過4G無線上網(wǎng)卡上行，經(jīng)4G網(wǎng)內(nèi)點對點傳輸后，接收端通過移動4G專線將IP數(shù)據(jù)包回傳至服務(wù)器，最后解碼器將數(shù)據(jù)還原成SID信號通過SDI輸出端口輸出至總控矩陣。

(二)編解碼技術(shù)

目前的4G直播系統(tǒng)中，主流的編解碼技術(shù)是H.264(MPEG-4/AVC)，或者在其基礎(chǔ)上做部分優(yōu)化，也有極少數(shù)廠商采用了FLASH編解碼技術(shù)。寧波電視臺目前4G設(shè)備采用的就是H.264編解碼技術(shù)。

(三)多卡捆綁

目前各廠商都采用多卡捆綁的方式，通過鏈路聚合技術(shù)來提高通道的傳輸速率。多卡捆綁方式更安全在一張卡出現(xiàn)故障的情況下，另外一張卡也能保障設(shè)備的正常運(yùn)行，而且設(shè)備與4G網(wǎng)卡連接接口采用的是USE口，完全支持熱插拔，在使用的過程中可以隨時更換4G網(wǎng)卡，而且從插上4G網(wǎng)卡到撥號上網(wǎng)成功更只需要短短的十幾秒鐘時間就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，由于可采用不同運(yùn)營商4G+3G的組合，形成多鏈路傳輸，使傳輸?shù)馁|(zhì)量得到更好的保障。除了3G/4G信道傳輸之外，目前多數(shù)廠家都支持多鏈路擴(kuò)展，比如海事衛(wèi)星、Wi fi、Wimax等無線信道，ISDN、ADSL等有線信道，可以在3G/4G弱或者變差的時候，采用糾錯和自動鏈路負(fù)載均衡技術(shù)，將多個不可靠的、低速鏈路組合成一條可靠的寬帶上行鏈路用來保證視頻節(jié)目的實時傳輸。

(四)打點傳輸功能

打點傳輸功能的應(yīng)用基于雙碼流功能，對于雙碼流回傳的高質(zhì)量素材，可通過手機(jī)或者IPAD等工具進(jìn)行連接預(yù)覽，選取需要的視頻片段進(jìn)行傳輸，提高傳輸效率。在沒有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中拍攝完素材后，只要找到一個有網(wǎng)絡(luò)的地方就馬上能夠在第一時間通過打點傳輸功能，將有效的素材打點選取后更高效的通過任意網(wǎng)絡(luò)，以高碼流的形式將素材傳回臺里，不需要人工回送素材，更加快捷方便。

二、4G傳輸方式與傳統(tǒng)電視傳輸方式比較

(一)優(yōu)點

1.衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車，車輛的購置費(fèi)用較高，動輒幾百萬上千萬，頻道使用的都是臺里多個頻道、多個部門合用的轉(zhuǎn)播車，調(diào)用起來極為不便。而且衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車在使用時，隊伍比較龐大，除了記者、攝像外，還需要導(dǎo)播、編輯等多位技術(shù)人員，在直播之前需要進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)備調(diào)試和準(zhǔn)備，耗時較長，對于突發(fā)新聞，記者很難搶到第一現(xiàn)場，使用需要提前申請，不靈活，城市區(qū)域受建筑物的遮擋存在不少盲點，不能大范圍、快速移動；實際案例：在2014年4月4日奉化市錦屏街道居敬小區(qū)29幢居民樓倒塌的事件中，事發(fā)地位于小區(qū)中間，由于小區(qū)樓房密集環(huán)境什么分復(fù)雜衛(wèi)星車無法抵達(dá)預(yù)期想要的位置，對衛(wèi)星信號發(fā)射和接收造成了很大麻煩，浙江衛(wèi)視和中央電視臺等各大媒體都根本無法在第一時間調(diào)試連接上信號，寧波電視臺新聞頻派出了一組4G直播報道小組，一名攝像一名記者外加一名現(xiàn)場導(dǎo)播共3人帶了一套4G設(shè)備到現(xiàn)場，利用4G傳輸技術(shù)從開機(jī)到信號傳輸只用了短短兩分鐘時間就實現(xiàn)了和演播室的信號對接工作，既省去了大量的人力物力資源，又能夠第一時間采集到第一手資料，充分發(fā)揮了緊急情況下的新聞時效性，證明了在一定條件下4G技術(shù)已經(jīng)在緊急事件的新聞直播報道中占有了重要的一席之地。

2.微波傳輸距離有限，長距離傳輸需要中繼，每次使用需要架設(shè)調(diào)試設(shè)備，設(shè)備昂貴，不能大規(guī)模鋪設(shè)；由于采用微波傳輸，頻段在1GHz以上常用的有L波段(1.0～2.0GHz)、S 波 段 (2.0～3.0GHz)、Ku波段(10～12GHz)，傳輸環(huán)境是開放的空間很容易受外界電磁干擾；微波信號為直線 傳輸，中間不能有山體、建筑物遮擋；Ku波段受天氣影響較為嚴(yán)重，尤其是雨雪天氣會有嚴(yán)重雨衰。使用4G技術(shù)就不用考慮以上所有影響要素，足以證明其簡便和靈活性。

3.光纖電纜不能大范圍移動，鋪設(shè)工程耗時，多點鋪設(shè)費(fèi)用高。而4G方式費(fèi)用低，使用便捷，傳輸距離長，設(shè)備廉價，有運(yùn)營商鋪設(shè)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)區(qū)域盲點少，可以大范圍快速移動?？梢?，電視媒體進(jìn)行突發(fā)類新聞直播(傳輸)，或者在交通、供電條件惡劣、地形復(fù)雜的地方進(jìn)行的直播(傳輸)，采用4G方式是一種非常好的選擇。實際案例：寧波電視臺新聞綜合頻道在2014年5月30日直播《軌道交通來了》的寧波地鐵一號線首次正式開通運(yùn)營的大型直播活動中，由于使用光纜無法實現(xiàn)地鐵運(yùn)行時車廂內(nèi)部的直播連線活動，因此特派了4組4G直播特別行動小組參與地鐵運(yùn)行時車廂內(nèi)的直播連線任務(wù)。活動前一天在運(yùn)營商派遣的技術(shù)工程師的通力合作下，通過測試將地鐵內(nèi)所有的4G信號基站做了調(diào)試和優(yōu)化，以保障第二天直播安全流暢進(jìn)行?；顒赢?dāng)天4G直播小組成功擔(dān)任了地鐵車廂內(nèi)全程直播的艱巨而又重要的任務(wù)，直播全程無斷點，此案例充分說名了在高速長距離移動的地鐵車廂內(nèi)根本無法實現(xiàn)利用光纜傳輸畫面的情況下，4G技術(shù)能夠充分而又完美的補(bǔ)充光纜的不足，完美的完成為本次直播任務(wù)，還為直播報道增添了若干精彩豐富的內(nèi)容，再一次充分證明了在特定的環(huán)境條件下4G技術(shù)在當(dāng)今新聞直播中所占據(jù)的不可或缺的重要地位。

(二)缺點

1.由于寧波才剛拿到4G牌照不久，很多地方新建設(shè)的基站運(yùn)行還不是很穩(wěn)定，有些地方在直播開始前測試信號的上行碼率還是跑的很好，能夠滿足直播需求，但是過一段時間或者剛好等直播即將開始的時候卻出現(xiàn)碼率不穩(wěn)定的現(xiàn)象，時常會出現(xiàn)間碼率降的很低甚至突然沒有碼流怎么也跑不起來的情況，使得每次都要聯(lián)系通訊公司為我們即將要做直播地點附近的基站先做好調(diào)試和優(yōu)化工作，從而解決我們在直播的過程中因基站工作不穩(wěn)定導(dǎo)致其碼流上下波動較大，而出現(xiàn)的畫面定格和馬賽克現(xiàn)象，有時候甚至?xí)驗檎{(diào)試和優(yōu)化基站所需要的時間太長而影響正常的直播時間。

2.目前寧波4G(TD-LTE)網(wǎng)絡(luò)只針對江東、海曙、江北、鄞州核心城區(qū)已完成連片區(qū)域覆蓋，在一些距離核心區(qū)域較為偏遠(yuǎn)的還沒有覆蓋4G信號的村鎮(zhèn)只能通過其他ETH或WIFI鏈路形式接入，大大的限制了其靈活性。我們在實際使用的時候經(jīng)常會遇到在較偏遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)出現(xiàn)突發(fā)事件的時候就無法利用4G技術(shù)第一時間與演播室實現(xiàn)信號對接，必須要先在攝像機(jī)里錄制好需要的素材然后找到有WIFI信號或者利用ETH接口用網(wǎng)線連接通過有線網(wǎng)絡(luò)使用打點傳輸功能盡可能的選取有用素材進(jìn)行回傳，雖然有效的節(jié)約了資源和時間，但這樣就無法實現(xiàn)現(xiàn)場連線的實時效果。

3.寧波移動用戶已突破1000萬戶，在有大量4G用戶在直播的同時，一起使用同一個基站的上行碼流上傳視頻等各種大容量文件的時候就會出現(xiàn)相互爭搶帶寬的現(xiàn)象，容易造成設(shè)備所需上行帶寬不夠而導(dǎo)致直播無法正常進(jìn)行。我們在室外廣場活動做現(xiàn)場直播連線的時候就會碰到類似因爭搶帶寬而出現(xiàn)影響直播質(zhì)量的案例發(fā)生。

三、解決問題

(一)對于基站的不穩(wěn)定現(xiàn)象以及較偏遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)信號覆蓋問題，相信在不久的將來，4G發(fā)展更為成熟就像現(xiàn)在的2/3G一樣實現(xiàn)無縫覆蓋后，一切都將不再是問題。

(二)QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)指一個網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種基礎(chǔ)技術(shù)，為指定的網(wǎng)絡(luò)通信提供更好的服務(wù)能力，是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制，是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。在正常情況下，如果網(wǎng)絡(luò)只用于特定的無時間限制的應(yīng)用系統(tǒng)，并不需要QoS，比如Web應(yīng)用，或E-mail設(shè)置等。但是對關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用就十分必要。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時，QoS 能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。對于搶占帶寬資源的問題，只要運(yùn)營商給4G網(wǎng)卡提供Qos保障業(yè)務(wù)，為4G上網(wǎng)卡提供上行資源的優(yōu)先級就可以保障新聞直播的安全性。

四、總結(jié)

傳統(tǒng)的廣電設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜龐大，費(fèi)用昂貴，使用時需配備多個工種人員，調(diào)度應(yīng)用易受多種因素限制，尋找一種更廉價、使用更快捷方便的解決方案作為傳統(tǒng)方式的補(bǔ)充，是電視媒體的需求。隨著可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和多媒體業(yè)務(wù)的4G通信技術(shù)的發(fā)展和興起，在廣播電視領(lǐng)域，給我們帶來新的應(yīng)用和運(yùn)作方式。電視臺新聞媒體如何利用4G技術(shù)在浩瀚的全媒體時代下的資源爭奪“大戰(zhàn)”中站穩(wěn)腳跟將是十分關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)。