4G技術與新聞直播的結合應用實踐

孫昱偉 寧波廣播電視集團

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

一、4G設備技術概況

(一)系統構架結構

在現場端，攝像機將SDI 視音頻信號通過視頻線輸入到發射終端，然后發射端接收視音頻SDI信號進行壓縮編碼，打包成IP數據后通過4G無線上網卡上行，經4G網內點對點傳輸后，接收端通過移動4G專線將IP數據包回傳至服務器，最后解碼器將數據還原成SID信號通過SDI輸出端口輸出至總控矩陣。

(二)編解碼技術

目前的4G直播系統中，主流的編解碼技術是H.264(MPEG-4/AVC)，或者在其基礎上做部分優化，也有極少數廠商采用了FLASH編解碼技術。寧波電視臺目前4G設備采用的就是H.264編解碼技術。

(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故障的情況下，另外一張卡也能保障設備的正常運行，而且設備與4G網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網卡，而且從插上4G網卡到撥號上網成功更只需要短短的十幾秒鐘時間就可以實現數據傳輸，由于可采用不同運營商4G+3G的組合，形成多鏈路傳輸，使傳輸的質量得到更好的保障。除了3G/4G信道傳輸之外，目前多數廠家都支持多鏈路擴展，比如海事衛星、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載均衡技術，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目的實時傳輸。

(四)打點傳輸功能

打點傳輸功能的應用基于雙碼流功能，對于雙碼流回傳的高質量素材，可通過手機或者IPAD等工具進行連接預覽，選取需要的視頻片段進行傳輸，提高傳輸效率。在沒有網絡的環境中拍攝完素材后，只要找到一個有網絡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絡，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傳輸方式與傳統電視傳輸方式比較

(一)優點

1.衛星轉播車，車輛的購置費用較高，動輒幾百萬上千萬，頻道使用的都是臺里多個頻道、多個部門合用的轉播車，調用起來極為不便。而且衛星轉播車在使用時，隊伍比較龐大，除了記者、攝像外，還需要導播、編輯等多位技術人員，在直播之前需要進行嚴格的設備調試和準備，耗時較長，對于突發新聞，記者很難搶到第一現場，使用需要提前申請，不靈活，城市區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29幢居民樓倒塌的事件中，事發地位于小區中間，由于小區樓房密集環境什么分復雜衛星車無法抵達預期想要的位置，對衛星信號發射和接收造成了很大麻煩，浙江衛視和中央電視臺等各大媒體都根本無法在第一時間調試連接上信號，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場導播共3人帶了一套4G設備到現場，利用4G傳輸技術從開機到信號傳輸只用了短短兩分鐘時間就實現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技術已經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，每次使用需要架設調試設備，設備昂貴，不能大規模鋪設；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重，尤其是雨雪天氣會有嚴重雨衰。使用4G技術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，鋪設工程耗時，多點鋪設費用高。而4G方式費用低，使用便捷，傳輸距離長，設備廉價，有運營商鋪設的大規模網絡，城鎮區域盲點少，可以大范圍快速移動。可見，電視媒體進行突發類新聞直播(傳輸)，或者在交通、供電條件惡劣、地形復雜的地方進行的直播(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營的大型直播活動中，由于使用光纜無法實現地鐵運行時車廂內部的直播連線活動，因此特派了4組4G直播特別行動小組參與地鐵運行時車廂內的直播連線任務。活動前一天在運營商派遣的技術工程師的通力合作下，通過測試將地鐵內所有的4G信號基站做了調試和優化，以保障第二天直播安全流暢進行。活動當天4G直播小組成功擔任了地鐵車廂內全程直播的艱巨而又重要的任務，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根本無法實現利用光纜傳輸畫面的情況下，4G技術能夠充分而又完美的補充光纜的不足，完美的完成為本次直播任務，還為直播報道增添了若干精彩豐富的內容，再一次充分證明了在特定的環境條件下4G技術在當今新聞直播中所占據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，很多地方新建設的基站運行還不是很穩定，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碼率不穩定的現象，時常會出現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試和優化工作，從而解決我們在直播的過程中因基站工作不穩定導致其碼流上下波動較大，而出現的畫面定格和馬賽克現象，有時候甚至會因為調試和優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)網絡只針對江東、海曙、江北、鄞州核心城區已完成連片區域覆蓋，在一些距離核心區域較為偏遠的還沒有覆蓋4G信號的村鎮只能通過其他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常會遇到在較偏遠的村鎮出現突發事件的時候就無法利用4G技術第一時間與演播室實現信號對接，必須要先在攝像機里錄制好需要的素材然后找到有WIFI信號或者利用ETH接口用網線連接通過有線網絡使用打點傳輸功能盡可能的選取有用素材進行回傳，雖然有效的節約了資源和時間，但這樣就無法實現現場連線的實時效果。

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相互爭搶帶寬的現象，容易造成設備所需上行帶寬不夠而導致直播無法正常進行。我們在室外廣場活動做現場直播連線的時候就會碰到類似因爭搶帶寬而出現影響直播質量的案例發生。

三、解決問題

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

(二)QoS(Quality of Service，服務質量)指一個網絡能夠利用各種基礎技術，為指定的網絡通信提供更好的服務能力，是網絡的一種安全機制，是用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。在正常情況下，如果網絡只用于特定的無時間限制的應用系統，并不需要QoS，比如Web應用，或E-mail設置等。但是對關鍵應用和多媒體應用就十分必要。當網絡過載或擁塞時，QoS 能確保重要業務量不受延遲或丟棄，同時保證網絡的高效運行。對于搶占帶寬資源的問題，只要運營商給4G網卡提供Qos保障業務，為4G上網卡提供上行資源的優先級就可以保障新聞直播的安全性。

四、總結

傳統的廣電設備系統復雜龐大，費用昂貴，使用時需配備多個工種人員，調度應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方式的補充，是電視媒體的需求。隨著可進行數據通信和多媒體業務的4G通信技術的發展和興起，在廣播電視領域，給我們帶來新的應用和運作方式。電視臺新聞媒體如何利用4G技術在浩瀚的全媒體時代下的資源爭奪“大戰”中站穩腳跟將是十分關鍵和重要的環節。