廣播電臺直播報道中的常用音頻傳輸技術

尤苗

近年來隨著通信科技發展，媒體融合上升為國家戰略，習近平總書記在中央全面深化改革領導小組會議上強調“要推動傳統媒體和新興媒體融合發展，要遵循新聞傳播規律和新興媒體發展規律，強化互聯網思維，堅持傳統媒體和新興媒體優勢互補、一體發展”。

作為國家級媒體的中國國際廣播電臺（以下簡稱國際臺）也已成為涵蓋廣播、視頻、網絡、平面和影視譯制等業務集群的全媒體集團。

作為一家以對外傳播為主要特色的國家媒體，音頻廣播以其覆蓋面廣、受眾層次多樣、播出和接收方式靈活、內容質量高的優勢，在新媒體業態的強勢沖擊之下，依然保持著旺盛的生命力。

廣播電臺除了常規節目播出之外，也越來越多地插播前方記者連線和突發事件報道，聚焦國家大事、突出輿論熱點，使聽眾更有現場感和融入感。于是在前方報道中，音頻信號如何便捷、安全、清晰地傳回主控機房，就成為一個看似簡單、內涵豐富的課題。以國際臺為例，音頻信號的傳輸方式多樣，各有所長，但無論從應用時間還是技術背景看，都大致可分為傳統技術和基于IP的新近技術兩大類。本文對我臺主要應用的六種音頻傳輸手段的應用場景和運維需求作一綜述與探討。

一、傳統傳輸技術

1.1光纖

優點：頻帶寬、損耗低、重量輕、保真度高、抗干擾能力強。在音頻直播中應用光纖通信可謂大材小用，但也鑄就出最高級別的穩定性和安全性。

缺點：鋪設難度大、跳接節點多、質地脆弱（鎧裝光纜除外）。前方報道多為臨時場所，光纖鋪設必備過線槽，以防意外受損;光纖連接頭和跳線架制式多樣，給互連互通帶來一定轉接麻煩，并且在使用前需要精密測量光通路的衰減數據，以保證信號傳輸質量。

應用：通常運用光纖和配套光端機進行信號傳輸的場所多為安保可靠、籌備期長、直播常態化的場所，比如每年人民大會堂召開“兩會”，國際臺的直播都使用光纖資源。

1.2電話耦合器

優點：由于采用電話線作為傳輸載體，最大的優勢就是全球線路資源都十分豐富，近些年IP電話廣泛普及，穩定性和音質都有一定提升。國際臺使用的是Eela Audio S20A耦合器設備，這款設備被稱為“電臺記者的瑞士軍刀”，至今仍風靡全球。它自帶一個小型的調音系統，既有線路輸入又有麥克風輸入，還能做到輸入輸出雙監聽并靈活配比，無論走到哪里，只要有電話線和一副耳麥，記者就能直接與后方連接。

缺點：電話耦合器是單聲道傳輸，帶寬極窄，音質很差，聽起來就是電話聽筒里的干癟的聲音;更是為了集中反映人聲，削掉了音色中很多高頻成分，所以不適合音樂類節目的播出。

應用：由于穩定性好、自帶電池，在廣播電臺經常作為備份信號線路使用。

某些直播活動需要前后方主持人互動交流，或者需要電話連線前方記者時，電話耦合器更是不二選擇。值得一提的是，EELA Audio后來又推出了S25型，可以串聯在手機上，通過撥打手機進行信號傳輸，由于金屬外殼很好地屏蔽了外界干擾，使得手機能與S25保持很近的距離。

1.3衛星轉播車

國際臺的衛星轉播車采用Ku波段，音頻信號壓縮采用MPEG-2標準。衛星系統的上行鏈路由車載天線、高功率放大器、上變頻器、編碼調制器、倒備切換器等組成;下行鏈路由LNB、功率分配器、接收機、頻譜分析儀等組成。車載DSNG衛星傳送系統采用DVB-S標準，支持多路音頻打包后的單向傳輸，多處接收，經濟實惠地實現多址通信。衛星轉播車適合電臺做體育賽事直播、戶外音樂節直播、聽友見面會、路演推廣等活動，為媒體擴大知名度，樹立品牌。

優點：通過租用衛星鏈路實現信號傳輸，具有頻段寬、容量大、質量高、傳輸不受距離限制的優勢。

缺點：在實際應用中設備調試較為復雜，前期需要做好充分的現場勘查和鏈路測試，易受建筑遮擋和惡劣天氣（強風、雨衰）的影響，衛星租用費也較昂貴。

二、新近傳輸技術

2.1 E1專線

作為SDH的一種使用形式，采用同步時分復用技術將30個語音信道和2個控制信道復合在一條速率為2.048Mbps的高速信道上。E1設備通常采用MPEG-1 Layer2標準廣播級數字壓縮編碼，聲音還原度高，部分廠家設備支持比特率在64kbps-384kbps之間的多種編碼，實現既能保質又能保量的靈活配置，并可在剩余信道中加入網絡和話音功能。

優點：

相較于前方記者常用的視頻傳輸和圖文報道，音頻傳輸所需帶寬相對較小，因此E1專線提供了一種性價比極高的信道傳輸方案，在廣播電臺得到廣泛使用。并且運行在SDH上，中間環節通過由電信運營商運營的干線網，自動化、智能化程度高，擁有很強的網絡自愈、重組能力，并且做到專線專用，不易受到攻擊和干擾。

缺點：

較高的靈活性和統一網管系統為線路開通前的準備工作造成了一定難度，導致籌備期很長（非加急訂單至少需要提前1周與電信運營商簽合同）。尤其收發兩端距離較遠時，國內需要跨越不同省、市內需要跨越不同局，增加了測試環節和排除難度。另外，E1設備有G.703非平衡的75 ohm和平衡的120 ohm兩種接口，通常需要配置光貓和協議轉換器。

2.2互聯網

互聯網音頻傳輸的概念很早就有，泛指將音頻信號通過編碼器的壓縮算法形成數據包，應用IP網絡（公共互聯網或專線）進行傳輸，但在廣電是最近幾年才真正廣泛應用起來的。究其原因，主要受限于傳輸速率和安全性兩大因素：首先，傳輸速率是廣電播出安全的生命線，哪怕偶發的速率波動都會給播出效果造成極大傷害，輕者丟包卡頓、時延增大，重者有空播的危險，所以在網速沒有快到一定程度時，廣電不敢嘗試于直播;其次，互聯網屬于公共資源，安全性和私密性都很差，容易受到干擾、沖擊和泄密，也迫使廣電在使用時難以放開手腳。這種狀況直到寬帶互聯網、MSTP的出現才徹底得到扭轉。

廣電的互聯網音頻傳輸發展大致經歷了3個階段。

第一階段：ADSL。即非對稱數字用戶線路，問世已有20年時間，早期家庭用來上網使用。它以普通電話線作為傳輸媒介，充分利用現有的市話網絡，有效降低運營商的安裝和維護成本。

ADSL的特點是在上行和下行兩個方向的傳輸速率完全不相同，即便到了ADSL2+的新標準出現之后，通常下行速率雖然可達12-20 Mbps，上行速率也只有1-2 Mbps。所以雖然能夠滿足訪問互聯網、下載資源的使用需求，卻不利于廣播電臺這種極端依賴上行速率實現音頻、圖文播發的應用形式。

但ADSL的業務配置以電話線為媒介的特點，使其成為一種最廉價的專線，獨享全部帶寬資源，不存在網絡擁堵或資源被搶占的風險，可謂穩字當頭，時至今日，電信運營商依然為廣電提供ADSL接入服務。

第二階段：寬帶互聯網。究竟多“寬”算“寬帶”并沒有一個確切的論斷，但最近十年是互聯網騰飛的十年，更是隨著國家“互聯網+”戰略的實施，無論小區寬帶的接入速度還是電信干線網的承載能力，都以翻倍的形式完成了數輪增長卻是有目共睹的。早年間國際臺外出做直播，要為選擇租用10 Mbps還是20 Mbps而精打細算，如今在很多省會城市申請資源，100 Mbps只是起步，部分江浙互聯網發達地區，100 Mbps寬帶甚至作為基礎資源免費使用，這為音頻直播提供了極大的便利。國際臺的特點是多語種，4到8種語言同時傳輸（含直播和同聲傳譯信號回傳）是家常便飯，以往需要租用近10條ADSL，現在只需1個寬帶接口和路由器（或交換機）就夠了。

寬帶互聯網缺點也很明顯，就是獨享性的大大削弱。在媒體間大量聚集的直播場所（如2019年國家會議中心召開亞洲文明論壇、2018年上海國家會展中心舉辦中國國際進口博覽會），多家媒體的寬帶資源往往捆綁在一臺交換機上，這就造成了兩個弊端：一是交換機作為單節點設備，往往沒有熱備份，如果設備故障會同時影響多家媒體的正常使用;二是媒體之間有干擾，當某家媒體大量上傳或下載視頻，形成數據風暴時，會瞬間搶占絕大部分寬帶資源，殃及廣播電臺的音頻傳輸，造成數據流丟包的陡增甚至徹底斷線。

所以廣播電臺在前期籌備時，必須與現場的寬帶服務工程師及時溝通，在交換機上采用VLAN劃分或網口限速等方法，避免數據風暴的侵擾，并完善額外傳輸路由，做好應急預案。另外，還要對網絡協議和端口開放提出要求，因為有時網絡上會被添加防火墻、關閉端口、關閉協議，造成設備無法識別或數據流無法傳輸。

第三階段：MSTP。是指基于SDH 平臺，可以同時實現TDM、ATM、IP網等業務的接入、處理和傳送，并提供統一網管的多業務平臺，它既能實現快速傳輸，又能滿足多業務承載，更重要的是能提供電信級的QoS保障能力。

MSTP的最大特點是支持透傳功能：保證傳送業務的透明性，包括IP網的MAC幀、VLAN標記等的透明傳送。傳輸鏈路帶寬可隨業務需求量大小來配置，支持VLAN處理功能和流量控制功能。MSTP設備則采用虛級聯技術，保證穿透網絡的無關性，便于快速開展業務;并且采用延時補償技術，提供多徑傳輸，充分利用原有網絡資源。

此外，MSTP還具有兩大優勢。1，作為IP網的承載平臺，能提供完善的保護和管理能力，對數據流量進行匯聚，對其所占用的帶寬進行收斂，從而提高帶寬利用率，減少占用的光纖，節省網絡設備的光端口。2，能夠完成比傳統SDH更強的業務處理能力，為大客戶提供高質量的專線服務，其點對點業務就非常適合廣播電臺音頻傳輸使用，無論音視視頻、何種算法標準、多少路數信號都可以在前后端編解碼器匹配的情況下通過MSTP傳輸，無需做任何配置。

2.3寬帶海事衛星

寬帶海事衛星通信系統（BGAN）由國際海事衛星組織（Inmarsat）研發，它能實現在一臺終端設備上完成互聯網傳輸、音視頻直播、文件傳送、衛星電話等常用業務。作為全球海事遇險呼叫系統的支撐網絡，能滿足除了南北極83度之外的全球覆蓋，所以也非常適合新聞報道領域的應用。

工作原理：前方現場的音頻數據在采集端進行壓縮編碼，編碼后的數據送入終端設備，將數據進行QPSK調制，然后通過發射天線發送給海事衛星進行轉發;海事衛星地面站的接收天線將接收到的轉發數據進行解調，送給地面站的通信服務器，服務器再通過專線送給后方接收端（如主控機房）;接收端對收到的音頻壓縮數據進行解壓，最終封裝輸出。

目前廣泛使用的是BGAN四代星產品，國際臺使用的設備終端Explore 710重量僅3.5Kg，占用面積相當于A4紙，能滿足記者小巧便攜、快速裝備、機動性強的需求。而且對星迅速，只需讓天線面對衛星的大概方向，參照顯示屏上的信號指示和定位提示音，慢慢調整天線方位和俯仰角，即可逐漸接近最高信號強度，設備在完成注冊衛星網絡的程序后即可使用。

2015年，BGAN系統五代星已完成部署、提供服務，擁有89個寬點波束、8個可移動高容量波束，是第一個全球超高速移動衛星網絡，可與4G接軌，使用Ka和L波段混合網絡，下載速率可達50Mbps，上傳速率可達5Mbps，并可通過轉發器調用來平衡不同覆蓋地區對信號吞吐量的不同需求，滿足全球突發事件和熱點地區記者報道的需求。

海事衛星通信在我臺進行重大直播報道時應用的不多，但卻是在地面傳輸線路無法鋪設、海外通信、抗震救災報道時的利器，是廣播電臺音頻傳輸手段的重要補充。

國際臺每年的直播任務上百次，主要類型分四種：重大活動直播、臨時直播報道、海外高訪直播、對內頻率廣播（環球資訊、輕松調頻、勁曲調頻等）自主策劃活動，技術人員通過每次報道任務的地點、規模、當地資源狀況，籌劃所采用的技術手段和設備配置。

借力于近幾年互聯網的騰飛和數字編解碼技術的加持，信號傳輸手段和傳輸效率上都有日新月異的發展，既有老樹開新花，又有新壺裝新酒。廣播作為電臺的主打產品，技術工作者作為信號傳輸的中堅力量，對音頻從信號源、到信道、到接收的應用和研究也要與時俱進、獨具匠心，從而不斷守正創新，提升服務品質，打造媒體品牌，爭奪國際話語權。