張進(jìn)祿

（福建省廣播影視集團(tuán)技術(shù)中心，福建 福州 350002）

責(zé)任編輯:任健男

正在起步和發(fā)展的3G網(wǎng)絡(luò)具有足夠的信道傳輸帶寬，成熟、可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如聯(lián)通的WCDMA上行速率可達(dá)5.76 Mbit/s，網(wǎng)絡(luò)能確保2 Mbit/s速率正常傳輸，隨著現(xiàn)代視頻壓縮技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使得3G網(wǎng)絡(luò)完全適合作為專業(yè)的視頻實(shí)時(shí)傳輸平臺(tái)，從而為電視新聞直播提供一種全新的技術(shù)手段。下面就以福建新聞?lì)l道前段時(shí)間試用的幾種3G新聞直播系統(tǒng)為基礎(chǔ)，談?wù)勗囉皿w會(huì)，供大家參考。文中提到的各廠家設(shè)備均在臺(tái)里進(jìn)行過(guò)測(cè)試和試用，因篇幅關(guān)系僅挑選幾家設(shè)備進(jìn)行闡述。

1 3G直播系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

第三代移動(dòng)通信（3G）技術(shù)一般是指將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，它能夠方便、快捷地處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為移動(dòng)終端融入多媒體元素提供強(qiáng)大的支持。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和移動(dòng)的環(huán)境中能夠分別支持2 Mbit/s，384 kbit/s以及144 kbit/s的傳輸速度[1]。在廣播電視領(lǐng)域，也可以利用3G網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的無(wú)線帶寬來(lái)進(jìn)行前方記者的現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面回傳，實(shí)現(xiàn)以往需要轉(zhuǎn)播車才能實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)直播。

隨著3G技術(shù)的成熟，福建新聞?lì)l道也已經(jīng)測(cè)試和使用了多家設(shè)備廠家提供的3G新聞直播設(shè)備，涉及3種不同的3G平臺(tái)。相比大型轉(zhuǎn)播設(shè)備，3G有它自身的明顯優(yōu)勢(shì):

1）靈活，機(jī)動(dòng)。新聞報(bào)道的現(xiàn)場(chǎng)遍及每一個(gè)角落，很多現(xiàn)場(chǎng)的交通、配電和通信可能有問(wèn)題。這樣系統(tǒng)就要有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。比如，有一次報(bào)道撲滅山林大火，衛(wèi)星車只能開(kāi)到山腳下，這樣攝像機(jī)就只能在山腳附近拍攝無(wú)法深入現(xiàn)場(chǎng)，就算是城市中的普通火災(zāi)，現(xiàn)場(chǎng)一般也是有消防車等各種車輛，媒體車輛不可能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，這樣拍攝的畫(huà)面就大大受到局限。還有不久以前福建海峽衛(wèi)視落地澳門(mén)，為了將相關(guān)畫(huà)面?zhèn)骰馗Ｖ荩幢阌斜銛y式衛(wèi)星上行設(shè)備，但要在高樓林立的都市中找到一片可以對(duì)上衛(wèi)星的天空也是非常不容易的事情。這種3G直播系統(tǒng)自帶電池，體積小巧，通過(guò)廣泛覆蓋的3G網(wǎng)絡(luò)，可以非常靈活機(jī)動(dòng)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道，這是它最大的優(yōu)點(diǎn)。

2）配置簡(jiǎn)潔，反應(yīng)快捷。不管是衛(wèi)星車還是數(shù)字微波車，在進(jìn)行直播報(bào)道前都需要技術(shù)人員進(jìn)行踩點(diǎn)、準(zhǔn)備等工作，而3G系統(tǒng)幾乎是一到現(xiàn)場(chǎng)就可投入使用。同時(shí)由于3G系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，預(yù)制好后不需要技術(shù)人員參與，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道人員可以減至1～2人。

3）使用費(fèi)用低廉。不管是衛(wèi)星車還是數(shù)字微波車，其造價(jià)都遠(yuǎn)超3G系統(tǒng)，同時(shí)衛(wèi)星鏈路的租用費(fèi)也是不小的開(kāi)支。而3G系統(tǒng)的人工費(fèi)用較少。舉個(gè)例子，對(duì)于SNG報(bào)道，包括領(lǐng)隊(duì)、導(dǎo)播、出鏡記者各1人，攝像、攝助、技術(shù)人員各2人，此外還有司機(jī)、保衛(wèi)等人工費(fèi)用以及衛(wèi)星租用費(fèi)用，1次報(bào)道下來(lái)都得7～8萬(wàn)元，因此對(duì)于較大規(guī)模的直播報(bào)道尚可，對(duì)于日常民生新聞的常態(tài)化直播無(wú)疑投入過(guò)大，而3G系統(tǒng)每次幾百元的投入無(wú)疑優(yōu)勢(shì)明顯。

綜上可以得出，與傳統(tǒng)的電視直播相比，3G直播系統(tǒng)有它自身的明顯優(yōu)勢(shì)，可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)道，具有成本低、方便、靈活、機(jī)動(dòng)、高效、現(xiàn)場(chǎng)使用維護(hù)便捷等優(yōu)點(diǎn)，是一種很好的民生新聞現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道的手段，是其他直播系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。

2 3G直播設(shè)備舉例與比較

2.1 前端設(shè)備部分

隨著3G技術(shù)的不斷成熟，國(guó)內(nèi)外的多家企業(yè)推出了基于3G網(wǎng)絡(luò)的視頻直播設(shè)備，比如大洋的3G Live[2]，時(shí)代華睿的TVU Pack，成都優(yōu)聯(lián)華勝的M-Live，索貝、北京采立播和上海精視等公司也都有自己的3G設(shè)備提供試用。經(jīng)過(guò)試用，總的來(lái)說(shuō)有兩種形式的設(shè)備，利用的3G網(wǎng)絡(luò)路由也有兩種形式，下面分別加以介紹。

3G新聞直播時(shí)強(qiáng)調(diào)機(jī)動(dòng)靈活，因此，這批測(cè)試的設(shè)備都是適合2人外采的形式（1名攝像，1名前方出鏡記者），對(duì)于安裝在車上的形式?jīng)]有試用。3G系統(tǒng)總的可以分成前端采集發(fā)送部分和后端接收解碼部分。對(duì)于前端采集發(fā)送部分，機(jī)器形式大體可以分成兩種形式，一種是直接將編碼發(fā)射單元做成可掛載在專業(yè)攝像機(jī)上的方式，例如大洋的3G Live（如圖1所示）和成都優(yōu)聯(lián)華勝的M-Live（如圖2所示）。這種方式可直接掛載在專業(yè)攝像機(jī)后部使用并采用專業(yè)攝像機(jī)的電池進(jìn)行供電，但對(duì)于采用專業(yè)DV級(jí)別的外采設(shè)備時(shí)就需要另外的背包攜帶單元及電池，同時(shí)采用連接線進(jìn)行連接。

另一種方式是采用便攜式PC的方式，將編碼傳輸放在便攜式PC上完成，通過(guò)3G上網(wǎng)卡接入3G網(wǎng)絡(luò)。這種方式攝像機(jī)可以通過(guò)1394線跟便攜式PC進(jìn)行連接，如圖3所示。

圖3 攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)連接示意圖

兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，第一種方式體積較小，可掛載于大的專業(yè)攝像機(jī)背后并共用電池，這樣拍攝時(shí)移動(dòng)比較方便。第二種方式采用便攜式PC，雖然體積較大，攜帶較不方便，同時(shí)攝像機(jī)與便攜式PC通過(guò)1394線連接，存在接觸不良的風(fēng)險(xiǎn)，也有定制I/O板后可采用BNC接頭，稍微影響移動(dòng)拍攝，但是PC運(yùn)算能力強(qiáng)大，調(diào)整靈活，適用于小型帶1394口的專業(yè)DV攝像機(jī)、目前各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、方案還需經(jīng)常調(diào)整等情況。目前，也有前端采用蘋(píng)果手機(jī)的方式，這種方式更加適應(yīng)于突發(fā)事件，可以實(shí)現(xiàn)全天候、全方位的直播，但是經(jīng)過(guò)試用發(fā)現(xiàn)，手機(jī)攝像頭的成像效果不理想，目前只能應(yīng)急使用。

這里要著重講一下時(shí)代華睿的TVU Pack（如圖4所示），類似于便攜式PC方式，廠家把整套設(shè)備做成一個(gè)背包的形式，采用兩塊專業(yè)攝像機(jī)Gold-Mount標(biāo)準(zhǔn)接口的鋰電池供電并采用熱切換設(shè)計(jì)，可以隨時(shí)拿掉一個(gè)電池進(jìn)行充電，保證了電源的不間斷交替有效使用。本機(jī)自帶小液晶屏進(jìn)行圖像監(jiān)看和信息顯示。支持SDI、1394、HDMI、模擬分量（復(fù)合）等多種接口，支持多張不同制式的3G卡及WiFi、以太網(wǎng)等各種通信鏈路自適應(yīng)，自帶內(nèi)嵌系統(tǒng)的方式，一鍵開(kāi)機(jī)即可使用，同時(shí)具備了以上兩種方式的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 后端接收及數(shù)據(jù)傳輸部分

在數(shù)據(jù)傳輸路由的使用上也存在兩種不同的方案。第一種方案是設(shè)置3G接收網(wǎng)關(guān)，自帶3G上網(wǎng)卡，如圖5中標(biāo)1的3G接收網(wǎng)關(guān)。這種方案的工作流程如圖6所示。

高速數(shù)據(jù)信號(hào)接收處理平臺(tái)由接收端3G外接天線式路由接收下行，而后通過(guò)網(wǎng)線將接收到的IP數(shù)據(jù)傳輸至解碼器端（圖5中標(biāo)3的解碼服務(wù)器），在接收端運(yùn)用與發(fā)送端相反的速率同步合成技術(shù)，解壓解碼還原出嵌入音頻的SDI視頻信號(hào)或獨(dú)立的音視頻信號(hào)，最后送到編輯直播平臺(tái)進(jìn)行編輯播出。

這種形式采用3G網(wǎng)內(nèi)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)綁定，有效地減少了網(wǎng)絡(luò)間的路由節(jié)點(diǎn)，同時(shí)利用3G的信道編解碼技術(shù)和HARQ差錯(cuò)控制方案來(lái)保證信號(hào)在傳輸過(guò)程中的正確性。利用RSVP協(xié)議實(shí)現(xiàn)綁定后的端到端帶寬保護(hù)，保證了視音頻碼流在通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中所需的最基本帶寬。同時(shí)接收端3G外接天線式路由為天線與主機(jī)分離式3G路由設(shè)備，內(nèi)部支持3G加速功能和各種協(xié)議與設(shè)置，為音視頻傳輸提供保障。整個(gè)流程都在3G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)完成，同時(shí)避免了不同

網(wǎng)絡(luò)間傳輸可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)擁堵、延時(shí)差異、數(shù)據(jù)包丟失等造成的畫(huà)面停頓或馬賽克等現(xiàn)象。當(dāng)然這種方式對(duì)接收端的3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋有一定要求，比如福建新聞?lì)l道目前在烏山山上和旁邊都有電視發(fā)射塔、微波中繼等強(qiáng)干擾源，采用這種方式也容易出現(xiàn)3G信號(hào)不穩(wěn)定的情況。對(duì)于接收機(jī)房?jī)?nèi)3G信號(hào)強(qiáng)度不足的問(wèn)題，也有廠家提出采用高增益的外置天線的方式來(lái)解決。

第二種方案是在接收端采用互聯(lián)網(wǎng)接入的形式，除了接收網(wǎng)關(guān)采用互聯(lián)網(wǎng)接入外，其他方面大同小異，如圖5中標(biāo)2的接收網(wǎng)關(guān)，第二種方案的網(wǎng)絡(luò)接入示意如圖7所示。這種方式采用互聯(lián)網(wǎng)有線接入的方式避免了接收端無(wú)線信號(hào)的可能干擾問(wèn)題，但是存在3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，通過(guò)試用發(fā)現(xiàn)聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò)到電信的互聯(lián)網(wǎng)之間存在很大的瓶頸問(wèn)題。活動(dòng)視頻對(duì)數(shù)據(jù)延時(shí)比較敏感，由于直播信號(hào)一般要求盡可能短的延時(shí)，不能進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的緩沖，而且目前互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境還不支持資源預(yù)留協(xié)議（RSVP），所以最好采用專線接入，保證8～10 Mbit/s的帶寬，并且不與其他設(shè)備共用，盡量減少因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)不確定的因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸延遲。個(gè)人認(rèn)為在發(fā)送端采用非電信3G卡接入并且接收機(jī)房可以采用3G接入的情況下，以目前的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境還是采用3G接入的方式效果較好，或者前方采用聯(lián)通3G卡時(shí)接收端就采用聯(lián)通的寬帶接入，條件許可的話也可以在接收解碼服務(wù)器上采用電信寬帶、聯(lián)通寬帶雙接入的方案，可以有效避免這一問(wèn)題。這可以在對(duì)時(shí)代華睿的TVU Pack進(jìn)行試用時(shí)得到體現(xiàn)，因?yàn)門(mén)VU Pack支持多路多制式3G上網(wǎng)卡自動(dòng)綁定，試用時(shí)同時(shí)使用了2張聯(lián)通的卡、2張電信的卡、1張移動(dòng)的卡，接收端服務(wù)器上的實(shí)時(shí)流量顯示如圖8所示。

可以看出兩張電信的上網(wǎng)卡承擔(dān)了大部分的流量（波形較高的2路對(duì)應(yīng)的是2張電信3G卡）。盡管聯(lián)通的3G卡在3G網(wǎng)絡(luò)上速度有優(yōu)勢(shì)，但是由于在接收端采用的是電信互聯(lián)網(wǎng)的接入方式，使得電信的3G卡反而承擔(dān)了大部分的流量。這說(shuō)明了聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)到電信寬帶網(wǎng)絡(luò)存在較大的瓶頸問(wèn)題。

3 使用中存在的一些問(wèn)題及體會(huì)

目前在使用中存在的一些問(wèn)題及體會(huì)如下:

1）盡管相對(duì)于電信和移動(dòng)的3G網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)通的WCD?MA在傳輸速率上有優(yōu)勢(shì)，成為3G直播系統(tǒng)首選的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，但是這種速率上的比較跟區(qū)域信號(hào)覆蓋程度關(guān)系很大，也就是說(shuō)，3G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率的不穩(wěn)定依然是3G視頻直播系統(tǒng)的一大問(wèn)題。同時(shí)，傳輸速率還跟當(dāng)時(shí)使用地點(diǎn)的3G網(wǎng)絡(luò)繁忙情況有關(guān)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在不同地區(qū)或者不同區(qū)域的使用效果也不一樣。同時(shí)通過(guò)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，綁定2張以上的3G上網(wǎng)卡對(duì)圖像傳輸?shù)母纳撇皇翘貏e明顯，反而會(huì)在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)弱時(shí)導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降（這跟數(shù)據(jù)鏈路綁定算法有關(guān)，后面還將提到），因此在采用單一制式3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)建議無(wú)須采用2張以上的上網(wǎng)卡進(jìn)行綁定使用[3]。

2）不管是掛載式的還是便攜式PC式的前端，通過(guò)AV線或者1394線跟攝像機(jī)進(jìn)行連接的話，在拍攝過(guò)程中比較不方便，而且容易產(chǎn)生接觸不良的問(wèn)題。因此建議廠家做成SDI接口（或者采用BNC接頭的形式）、無(wú)線方式或者直接將模塊做到攝像機(jī)里面，以攝像機(jī)選配件的方式提供。

3）受到傳輸帶寬的限制，一般在編碼的時(shí)候都采用了較大的壓縮比，盡管已提供了標(biāo)清的分辨率，但圖像質(zhì)量還不盡如人意。因此盡量選用支持多網(wǎng)絡(luò)多制式3G卡自動(dòng)綁定的機(jī)型，可以較大程度地提高數(shù)據(jù)傳輸速度，獲得更好的圖像質(zhì)量和穩(wěn)定性。這里提一下在多制式3G上網(wǎng)卡混用時(shí)碰到的一個(gè)特殊問(wèn)題。上面提到的TVU Pack設(shè)備在進(jìn)行這種混用時(shí)只是發(fā)現(xiàn)聯(lián)通的上網(wǎng)卡速度較低，并沒(méi)有影響到最終的圖像質(zhì)量，而對(duì)另一款3G設(shè)備進(jìn)行類似的使用時(shí)卻發(fā)現(xiàn)混用狀態(tài)下，圖像運(yùn)動(dòng)部分馬賽克嚴(yán)重，后來(lái)將聯(lián)通卡全部去除，只用2張電信3G卡，圖像恢復(fù)了正常。分析認(rèn)為出現(xiàn)這種短板現(xiàn)象是由于接收服務(wù)器端采用電信的有線寬帶接入，相比于電信的3G卡，聯(lián)通3G卡數(shù)據(jù)延時(shí)過(guò)大，接收端將部分?jǐn)?shù)據(jù)包丟棄，從而產(chǎn)生圖像運(yùn)動(dòng)部分馬賽克的現(xiàn)象，這反映出國(guó)產(chǎn)設(shè)備在底層數(shù)據(jù)鏈路綁定技術(shù)方面還有待加強(qiáng)。

4）作為電視臺(tái)的視頻直播應(yīng)用，設(shè)備的安全性穩(wěn)定性也很關(guān)鍵，比如多電源熱備份、多鏈路綁定、本地SSD硬盤(pán)收錄緩沖等，這方面TVU Pack也做得較好。

5）在壓縮算法上，根據(jù)試用的主觀評(píng)價(jià)，在相近的傳輸碼流下，H.264具有較好的圖像質(zhì)量和流暢度（與VP6算法相比）。VP6編碼方式采用可變幀頻技術(shù)，最大的優(yōu)點(diǎn)是畫(huà)面不容易中斷，比較適合在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的情況下使用，但多數(shù)情況下不能保證幀率25 f/s，畫(huà)面有跳躍感[3]。

6）在附加功能上，目前有些廠家的前端可以做到語(yǔ)音通話、TALLY指示、筆記本參數(shù)配置、文件方式回傳等，只不過(guò)這些附加功能只能作為參考，況且目前還不是很完善。

4 小結(jié)

隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展以及相關(guān)廠家的努力，期待有更好的適用于3G網(wǎng)絡(luò)的視頻傳輸系統(tǒng)方案出現(xiàn)。在3G網(wǎng)絡(luò)推廣如火如荼的時(shí)候，4G的醞釀也悄然進(jìn)行，屆時(shí)多路、高清的視頻傳輸將更加輕而易舉。同時(shí)隨著無(wú)線終端的發(fā)展，使得每個(gè)人都可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過(guò)視頻傳輸平臺(tái)向電視臺(tái)傳送節(jié)目，電視臺(tái)也可以通過(guò)這樣一個(gè)平臺(tái)向特定的人群進(jìn)行廣播。技術(shù)的發(fā)展將為電視新聞節(jié)目的采集傳播提供越來(lái)越多的強(qiáng)有力的工具，揭開(kāi)電視新聞常態(tài)化直播的新篇章。

[1]李艷.淺析3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[J].中國(guó)教育與社會(huì)科學(xué)，2009（7）:113-114.

[2]申劍.大洋新一代3G Live新聞直播系統(tǒng)應(yīng)用介紹[J].電視技術(shù)，2011，35（16）:6-7.

[3]李景美，封連偉.3G直播系統(tǒng)測(cè)試[J].世界廣播電視，2011，25（3）:96-98.