孫昱偉 寧波廣播電視集團(tuán)

第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)，外語(yǔ)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(chǎng)端，攝像機(jī)將SDI 視音頻信號(hào)通過(guò)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(hào)進(jìn)行壓縮編碼，打包成IP數(shù)據(jù)后通過(guò)4G無(wú)線上網(wǎng)卡上行，經(jīng)4G網(wǎng)內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸后，接收端通過(guò)移動(dòng)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(hào)通過(guò)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(tái)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(guò)鏈路聚合技術(shù)來(lái)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(guò)程中可以隨時(shí)更換4G網(wǎng)卡，而且從插上4G網(wǎng)卡到撥號(hào)上網(wǎng)成功更只需要短短的十幾秒鐘時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，由于可采用不同運(yùn)營(yíng)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(wú)線信道，ISDN、ADSL等有線信道，可以在3G/4G弱或者變差的時(shí)候，采用糾錯(cuò)和自動(dòng)鏈路負(fù)載均衡技術(shù)，將多個(gè)不可靠的、低速鏈路組合成一條可靠的寬帶上行鏈路用來(lái)保證視頻節(jié)目的實(shí)時(shí)傳輸。

(四)打點(diǎn)傳輸功能

打點(diǎn)傳輸功能的應(yīng)用基于雙碼流功能，對(duì)于雙碼流回傳的高質(zhì)量素材，可通過(guò)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(méi)有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中拍攝完素材后，只要找到一個(gè)有網(wǎng)絡(luò)的地方就馬上能夠在第一時(shí)間通過(guò)打點(diǎn)傳輸功能，將有效的素材打點(diǎn)選取后更高效的通過(guò)任意網(wǎng)絡(luò)，以高碼流的形式將素材傳回臺(tái)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(diǎn)

1.衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車，車輛的購(gòu)置費(fèi)用較高，動(dòng)輒幾百萬(wàn)上千萬(wàn)，頻道使用的都是臺(tái)里多個(gè)頻道、多個(gè)部門合用的轉(zhuǎn)播車，調(diào)用起來(lái)極為不便。而且衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車在使用時(shí)，隊(duì)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(shí)較長(zhǎng)，對(duì)于突發(fā)新聞，記者很難搶到第一現(xiàn)場(chǎng)，使用需要提前申請(qǐng)，不靈活，城市區(qū)域受建筑物的遮擋存在不少盲點(diǎn)，不能大范圍、快速移動(dòng)；實(shí)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(wú)法抵達(dá)預(yù)期想要的位置，對(duì)衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射和接收造成了很大麻煩，浙江衛(wèi)視和中央電視臺(tái)等各大媒體都根本無(wú)法在第一時(shí)間調(diào)試連接上信號(hào)，寧波電視臺(tái)新聞?lì)l派出了一組4G直播報(bào)道小組，一名攝像一名記者外加一名現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)播共3人帶了一套4G設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)，利用4G傳輸技術(shù)從開(kāi)機(jī)到信號(hào)傳輸只用了短短兩分鐘時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了和演播室的信號(hào)對(duì)接工作，既省去了大量的人力物力資源，又能夠第一時(shí)間采集到第一手資料，充分發(fā)揮了緊急情況下的新聞時(shí)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(bào)道中占有了重要的一席之地。

2.微波傳輸距離有限，長(zhǎng)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(kāi)放的空間很容易受外界電磁干擾；微波信號(hào)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(huì)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(jiǎn)便和靈活性。

3.光纖電纜不能大范圍移動(dòng)，鋪設(shè)工程耗時(shí)，多點(diǎn)鋪設(shè)費(fèi)用高。而4G方式費(fèi)用低，使用便捷，傳輸距離長(zhǎng)，設(shè)備廉價(jià)，有運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，城鎮(zhèn)區(qū)域盲點(diǎn)少，可以大范圍快速移動(dòng)?？梢?jiàn)，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(shí)際案例：寧波電視臺(tái)新聞綜合頻道在2014年5月30日直播《軌道交通來(lái)了》的寧波地鐵一號(hào)線首次正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的大型直播活動(dòng)中，由于使用光纜無(wú)法實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)行時(shí)車廂內(nèi)部的直播連線活動(dòng)，因此特派了4組4G直播特別行動(dòng)小組參與地鐵運(yùn)行時(shí)車廂內(nèi)的直播連線任務(wù)?；顒?dòng)前一天在運(yùn)營(yíng)商派遣的技術(shù)工程師的通力合作下，通過(guò)測(cè)試將地鐵內(nèi)所有的4G信號(hào)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。活動(dòng)當(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(wú)斷點(diǎn)，此案例充分說(shuō)名了在高速長(zhǎng)距離移動(dòng)的地鐵車廂內(nèi)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)利用光纜傳輸畫(huà)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(bào)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(diǎn)

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(kāi)始前測(cè)試信號(hào)的上行碼率還是跑的很好，能夠滿足直播需求，但是過(guò)一段時(shí)間或者剛好等直播即將開(kāi)始的時(shí)候卻出現(xiàn)碼率不穩(wěn)定的現(xiàn)象，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)間碼率降的很低甚至突然沒(méi)有碼流怎么也跑不起來(lái)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(diǎn)附近的基站先做好調(diào)試和優(yōu)化工作，從而解決我們?cè)谥辈サ倪^(guò)程中因基站工作不穩(wěn)定導(dǎo)致其碼流上下波動(dòng)較大，而出現(xiàn)的畫(huà)面定格和馬賽克現(xiàn)象，有時(shí)候甚至?xí)驗(yàn)檎{(diào)試和優(yōu)化基站所需要的時(shí)間太長(zhǎng)而影響正常的直播時(shí)間。

2.目前寧波4G(TD-LTE)網(wǎng)絡(luò)只針對(duì)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(méi)有覆蓋4G信號(hào)的村鎮(zhèn)只能通過(guò)其他ETH或WIFI鏈路形式接入，大大的限制了其靈活性。我們?cè)趯?shí)際使用的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到在較偏遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)出現(xiàn)突發(fā)事件的時(shí)候就無(wú)法利用4G技術(shù)第一時(shí)間與演播室實(shí)現(xiàn)信號(hào)對(duì)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(hào)或者利用ETH接口用網(wǎng)線連接通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)使用打點(diǎn)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(shí)間，但這樣就無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)連線的實(shí)時(shí)效果。

3.寧波移動(dòng)用戶已突破1000萬(wàn)戶，在有大量4G用戶在直播的同時(shí)，一起使用同一個(gè)基站的上行碼流上傳視頻等各種大容量文件的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)相互爭(zhēng)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(wú)法正常進(jìn)行。我們?cè)谑彝鈴V場(chǎng)活動(dòng)做現(xiàn)場(chǎng)直播連線的時(shí)候就會(huì)碰到類似因爭(zhēng)搶帶寬而出現(xiàn)影響直播質(zhì)量的案例發(fā)生。

三、解決問(wèn)題

(一)對(duì)于基站的不穩(wěn)定現(xiàn)象以及較偏遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)信號(hào)覆蓋問(wèn)題，相信在不久的將來(lái)，4G發(fā)展更為成熟就像現(xiàn)在的2/3G一樣實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋后，一切都將不再是問(wèn)題。

(二)QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)指一個(gè)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(lái)解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問(wèn)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(wú)時(shí)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(duì)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(guò)載或擁塞時(shí)，QoS 能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。對(duì)于搶占帶寬資源的問(wèn)題，只要運(yùn)營(yíng)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(jí)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(shí)需配備多個(gè)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(jià)、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(lái)新的應(yīng)用和運(yùn)作方式。電視臺(tái)新聞媒體如何利用4G技術(shù)在浩瀚的全媒體時(shí)代下的資源爭(zhēng)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)。