黃挺

隨著廣播電視技術(shù)的進(jìn)步，在節(jié)目制作領(lǐng)域已普遍實(shí)現(xiàn)高清化，高清攝像機(jī)也已是基本配置。高清基帶信號的傳輸碼流高達(dá)1.485G bps，而傳統(tǒng)的三同軸電纜（8.8mm）傳輸，其對信號的衰減而無法滿足電視制作要求的基本傳輸距離（100m～200m），而使用更粗的11mm或14mm三同軸電纜雖然能夠部分滿足這個(gè)傳輸距離，但在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)殡娎|盤維繞長度限制及線纜收放的不便而顯得很不實(shí)用，而且對于超過200米的傳輸距離并不能保證信號的傳輸質(zhì)量。為了解決高清攝像機(jī)的長距離傳輸，電影和電視工程師協(xié)會（SMPTE）和日本無線工業(yè)及商貿(mào)聯(lián)合會（ARIB）分別推出了通用攝像機(jī)光纜線標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)中對線纜的各項(xiàng)指標(biāo)的要求都是非常接近的，只是對控制芯線絕緣層顏色的規(guī)定有所不同。對于光電復(fù)合纜，規(guī)定了其包含4根HDTV攝像機(jī)供電用的電源線、2根信號控制線和2根用于視頻和音頻傳輸?shù)膯文９饫w。

1. 攝像機(jī)光纜線的結(jié)構(gòu)

1.1 攝像機(jī)光纜的物理結(jié)構(gòu)

目前通用的攝像機(jī)光纜纜線主要是根據(jù)SMPTE 304M和BTA S-1005B標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的（見圖1所示內(nèi)部構(gòu)造圖），各個(gè)廠家生產(chǎn)的攝像機(jī)光纜在外形尺寸，內(nèi)部芯線結(jié)構(gòu)等都是滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。因不同的廠家在生產(chǎn)工藝上略有不同，從而直接影響到攝像機(jī)光纜的應(yīng)用范圍和使用壽命。通過與不同廠家的技術(shù)交流，我們了解到，看起來很普通的攝像機(jī)光纜也有很大的區(qū)別，有適用于演播室、機(jī)房、體育場館內(nèi)的管槽鋪設(shè)用的攝像機(jī)復(fù)合光纜，也有適用于外景拍攝及演播室現(xiàn)場使用的攝像機(jī)復(fù)合光纜。其中非管槽鋪設(shè)用的攝像機(jī)復(fù)合光纜中的光纖采用了含有Kevlar（芳綸纖維，也叫做“凱芙拉”）的光纖，與選用普通光纖的攝像機(jī)復(fù)合光纜相比對光傳輸通路提供了額外的應(yīng)力保護(hù)。采用這種設(shè)計(jì)主要是解決集中沖擊應(yīng)力對光纜造成的瞬間切向應(yīng)力。通過抗拉力很強(qiáng)的芳綸纖維沿光纖方向分解這種沖擊應(yīng)力造成的瞬間拉力，使這種拉力不直接作用在光纖上，防止光纖因這種瞬間拉力造成斷裂。在實(shí)際使用中，攝像機(jī)復(fù)合光纜在演播現(xiàn)場外露的情況下，往往會通到切向應(yīng)力的情況，比如在進(jìn)行節(jié)目錄制時(shí)，光纜鋪設(shè)在舞臺或臺階邊緣遭到踩踏時(shí)就屬于這種應(yīng)力范圍。而采用普通光纖的攝像機(jī)復(fù)合光纜更多的是應(yīng)用在管道或線等固定鋪設(shè)的環(huán)境中。所以，在工程施工和播室錄制現(xiàn)場使用時(shí)，應(yīng)選擇適合的攝像機(jī)復(fù)合光纜，這對攝像機(jī)復(fù)合光纜的安全性是至關(guān)重要的。

2. 攝像機(jī)光纜的電氣結(jié)構(gòu)

在SMPTE 304M、BTA S-1005B標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了復(fù)合光纜中各線芯的電氣結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖2。在SMPTE 304M中詳細(xì)規(guī)定了光纖應(yīng)用波長為1100 nm～1350 nm，插入損耗最大0.5分貝。電源線為AC600V/10A。信號線為AC42V、DC60V/1A。使用環(huán)境溫度-20℃～+60℃，存儲環(huán)境-40℃～+85℃，濕度要求小于95%。

3. 攝像機(jī)復(fù)合光纜的應(yīng)用

我們在實(shí)際工作中每次出動轉(zhuǎn)播車進(jìn)行直播、轉(zhuǎn)播都會攜帶大量的攝像機(jī)復(fù)合光纜，若能對攝像機(jī)復(fù)合光纜加以改造拓展其應(yīng)用將極大的方便工作，因其復(fù)合了光纜、電源，可實(shí)現(xiàn)在一根纜線上傳輸高清視頻信號及電源，而且相比較于同軸SDI電纜可長距離傳輸，解決了現(xiàn)場直播活動中長遇到的傳輸距離長、周邊無法供電的難題。我們就利用一組多業(yè)務(wù)光端機(jī)配合攝像機(jī)復(fù)合光纜對攝像機(jī)微波系統(tǒng)進(jìn)行了改造，將原本固定安裝在轉(zhuǎn)播車上的微波接收機(jī)改造為可移動放置的形式，提高了使用范圍。

3.1 改造前情況

我臺動中通轉(zhuǎn)播車配置了2套Gigawave無線微波單元，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3。

系統(tǒng)主要包括HD Clip On發(fā)射機(jī)，工作頻率頻率為1.95GHz-2.7GHz，最大發(fā)射功率200mw，內(nèi)置H.264編碼板4：2：0/4：2：2。接收部分以MTV-HD3視音頻接收解碼機(jī)為核心，其采用雙路分集接收控制單元，可接入兩根無源接收天線，此外該接收機(jī)可配置一個(gè)根據(jù)不同品牌攝像機(jī)定制的OEM OCP，可實(shí)現(xiàn)對無線端攝像機(jī)光圈、白平衡等數(shù)據(jù)的控制。從圖上我們可以看出，接收側(cè)包括了接收機(jī)、接收天線、OEM OCP（數(shù)據(jù)基站）、OCP面板，數(shù)據(jù)發(fā)射單元及發(fā)射天線。

此車在設(shè)計(jì)建造時(shí)主要考慮為應(yīng)急新聞直播采訪使用，所以在設(shè)備選型時(shí)就要求微波單元是能快速安裝使用的，故選擇了該款Gigawave無線微波系統(tǒng)。這款微波單元接收機(jī)為固定安裝于車上機(jī)架，天線固定安裝于車體上，即接收側(cè)全部固定安裝方便現(xiàn)場快速使用。但在隨后工作中此車陸續(xù)進(jìn)行了改造，增加了有線訊道用于小型晚會等現(xiàn)場的轉(zhuǎn)播制作，隨之而來的問題是該套無線微波系統(tǒng)固定安裝在車上的結(jié)構(gòu)很難適應(yīng)晚會等現(xiàn)場的制作要求。例如現(xiàn)場為室內(nèi)舞臺，而轉(zhuǎn)播車只能停在室外，這樣安裝在車上的接收天線就無法接收到室內(nèi)的信號，而若將接收機(jī)單獨(dú)拆下安放到室內(nèi)舞臺附近，又無法解決其與OEM OCP間的數(shù)據(jù)通訊及視音頻信號的長距離傳輸。

3.2 改造方案

根據(jù)攝像機(jī)復(fù)合光纜的結(jié)構(gòu)，能利用其傳輸視音頻信號、數(shù)據(jù)信號及電源，這樣就能將視音頻接收機(jī)、數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)和OEM OCP（數(shù)據(jù)基站）分離開，OEM OCP（數(shù)據(jù)基站）及遙控面板安裝在轉(zhuǎn)播車，視音頻接收機(jī)和機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)集中安裝于一飛行箱內(nèi)，利用攝像機(jī)復(fù)合光纜傳輸調(diào)制后的視音頻、數(shù)據(jù)信號及電源。這樣改造后可實(shí)現(xiàn)接收端的移動放置，縮短了接收機(jī)與發(fā)射機(jī)間的距離，能更穩(wěn)定的接收無線信號。如圖4所示。

在此改造方案中我們利用了一款國產(chǎn)的多業(yè)務(wù)光端機(jī)實(shí)現(xiàn)信號的光電轉(zhuǎn)換，該款型號為YUK880的光端機(jī)能實(shí)現(xiàn)在一根單模光纖上雙向傳輸一路高清視頻（HDSDI）、兩路模擬音頻、及數(shù)據(jù)信號RS232、RS485、RS422，功能甚是強(qiáng)大。其接口如圖5所示。此外我們還利用了LEMO攝像機(jī)復(fù)合光纜接頭（圖6），這款接頭將攝像機(jī)復(fù)合光纜中的2芯單模光纖、2芯電源、2芯控制線分別引出，這樣就能方便的將攝像機(jī)復(fù)合光纜的各芯線與設(shè)備對接，在其上傳輸光端機(jī)調(diào)制后的信號及交流供電。

4. 總結(jié)

利用攝像機(jī)復(fù)合光纜對Gigawave攝像機(jī)微波系統(tǒng)進(jìn)行改造，使得這套原本只能固定在轉(zhuǎn)播車上使用的微波單元實(shí)現(xiàn)了接收單元的外移，可根據(jù)現(xiàn)場要求將接收單元安放于發(fā)射單元附近，保證信號接收穩(wěn)定的同時(shí)也解決了攝像機(jī)反向數(shù)據(jù)控制的問題，完整的保留了原系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。經(jīng)幾場直播活動的使用證實(shí)此改造穩(wěn)定可靠。