肖建波，袁紅梅，張 林

（貴州廣播電視臺，貴州 貴陽 550002）

0 引言

六盤水馬拉松是一項國際馬拉松賽事，也是全國馬拉松錦標賽的其中一站，受到世界跑步愛好者的關注，吸引了10 余個國家和地區(qū)的3 萬名選手參賽。貴州廣播電視臺全媒體矩陣作為該項賽事的官方直播平臺，承擔全程直播節(jié)目導攝和信號制作的技術支撐任務。

本次馬拉松賽事的信號傳輸保障涉及3 大部分，分別是賽道內各機位信號的傳輸、總控信號切換、前方（比賽現(xiàn)場）和后方（臺內播總控、直播演播室）之間信號高質量交互傳輸[1]。

1 傳輸總控系統(tǒng)總體設計方案

本次賽事直播的整個信號傳輸流程如圖1所示。賽道內多路信號通過不同技術手段傳輸至現(xiàn)場搭建的總控系統(tǒng)進行解碼及監(jiān)看，格式轉換后送至切換系統(tǒng)進行高質量信號切換選取，將可用信號送至現(xiàn)場轉播車制作，最終通過不同的傳輸路由將信號傳送至臺內播總控機房進行信號調度、大屏播出、推流及新媒體平臺分發(fā)直播，同時將臺內演播室信號等返送至前方現(xiàn)場。

圖1 六盤水馬拉松直播信號傳輸鏈路

不同的傳輸節(jié)點涉及不同的傳輸技術和處理思路[2]，針對不同的應用需求、系統(tǒng)兼容等因素，需要采用不同的傳輸方案及相關技術輔助手段。

2 賽道內信號傳輸方案設計

賽道內需要傳輸?shù)臋C位信號包括跟拍男子組第一梯隊的轉播車信號和女子組第一梯隊的轉播車信號、多路摩托車移動機位信號及采訪車信號、馬拉松半程終點固定機位信號以及航拍信號。針對不同信號需求，采用不同的技術手段進行信號傳輸。男、女子第一梯隊移動轉播車信號為跟拍摩托車機位和移動轉播車機位信號切換后的信號，作為主要機位信號使用，采用大功率全向微波中繼傳輸方式；賽道內移動機位信號及采訪車信號由于機位靈活多變，采用4G/5G 傳輸方式；半程終點信號為固定機位，采用光纜傳輸方式。

2.1 微波中繼技術保障男、女子組轉播車及航拍信號傳輸

對于賽道內主要機位信號，目前比較成熟的傳輸技術為微波傳輸[3]。但微波的覆蓋范圍有限，加上周邊環(huán)境（如高樓、山體等遮擋）限制，技術團隊采用4 個點位微波中繼傳輸方式，實現(xiàn)直播過程中信號的無間斷傳輸。男子組/女子組移動轉播車信號、航拍信號分別采用3 套微波系統(tǒng)獨立傳輸，使用3 組微波頻率同時預留備用微波頻率，并對4 組頻率進行提前備案，申請頻率凈化處理。微波傳輸鏈路如圖2 所示。

圖2 微波傳輸鏈路

2.2 4G/5G 技術保障移動機位信號傳輸

賽道摩托車及采訪車機位信號采用4G/5G 傳輸設備進行信號傳輸[4]。采用的4G/5G 傳輸服務器對網(wǎng)絡要求較高，技術團隊搭建了移動和聯(lián)通兩條網(wǎng)絡專線，每條專線提供10 個可用網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）地址，避免網(wǎng)絡沖突和IP 地址無法使用狀況，并滿足每個IP 地址下行速率不低于150 Mb·s-1。不同設備接入兩條網(wǎng)絡專線進行冗余設計，強化網(wǎng)絡傳輸安全保障，如圖3 所示。

圖3 4G/5G 傳輸網(wǎng)絡設計

2.3 半程終點機位信號傳輸保障

對于半程馬拉松選手，在未到達終點時由其中一路摩托車機位負責跟拍，在接近半程終點時由架設的固定機位“追蹤”拍攝。半程終點的機位信號傳輸對于節(jié)目的呈現(xiàn)也很重要，信號傳輸采用光纜傳輸為主、4G 網(wǎng)絡傳輸為備份的方式。

以上所有機位的信號通過不同傳輸技術匯聚到現(xiàn)場總控大棚后，移動機位信號和半程終點信號直接送至轉播車，而男子組/女子組轉播車信號、航拍信號則利用總控系統(tǒng)切換對信號進行調度處理。

3 總控切換系統(tǒng)設計思路

六盤水馬拉松賽事直播總控切換系統(tǒng)采用自主設計、臨時搭建的方式來完成技術支撐，整體架構如圖4 所示。系統(tǒng)采用切換矩陣、幀同步、固態(tài)延時器、同步信號發(fā)生器、畫面分割器、視頻分配器、交換機及跳線盤等設備組建而成，具有12 路信號以上的總控調度能力。在設計思路上，結合安全播出思路，利用幀同步設備實現(xiàn)切換系統(tǒng)凈切能力，在關鍵節(jié)點利用跳線盤防止極端情況導致信號中斷[5]。

圖4 總控切換系統(tǒng)設計

相對總控車來說，該總控切換系統(tǒng)設計更具實用性，功能完善且切合賽事要求，具有更好的靈活性。

4 PGM 信號的多路由傳輸方案

對于轉播車節(jié)目視頻信號（Program，PGM）到臺內總控機房的回傳，采用衛(wèi)星+光纜+公網(wǎng)安全可靠（Secure Reliable Transport，SRT）雙向傳輸?shù)榷嗦酚纱_保信號安全、穩(wěn)定、高質量。通過傳輸風險評估，使用C 波段衛(wèi)星為主路，光纜作為備路，SRT 公網(wǎng)傳輸作為第三備份。為了保障前后方直播環(huán)節(jié)的銜接更加流暢，技術團隊利用聯(lián)通和移動的專線寬帶網(wǎng)絡，采用公網(wǎng)SRT 將臺內演播室和大屏播出信號返送至前方轉播車，同時利用廣電網(wǎng)絡公司的同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）IP 傳輸通道搭建前后方實時通話系統(tǒng)，確保前后方的溝通協(xié)調暢通[6]。

5 信號傳輸過程中的問題及解決

5.1 ASI 解碼環(huán)節(jié)設計思路調整

負責賽道主機位信號傳輸?shù)奈⒉ㄏ到y(tǒng)信號采用H.265/4 ∶2 ∶2 編碼、TS 流方式回傳到現(xiàn)場總控，故需要解碼為高清（High Definition，HD）SDI 基帶信號后使用。

為了測試不同解碼設備及方式的質量效果，技術團隊利用現(xiàn)有設備搭建了兩套解碼系統(tǒng)。一套是只具備H.265/4∶2∶0解碼能力的設備，通過轉碼，將H.265/4 ∶2 ∶2 流信號轉碼為H.264/4 ∶2 ∶0流信號后進行解碼；另一套是具備H.265/4 ∶2 ∶2解碼能力的設備，可直接解碼。

實際測試時，技術團隊利用轉碼的方式再解碼時，因微波接收的信號源會變化（4 個接收點之間變化），會發(fā)生轉碼出錯現(xiàn)象，需及時刷新信號源重建轉碼任務，而轉碼后再解碼，延時較高。后期采用先對TS 流信號切換后直接使用H.265/4 ∶2 ∶2 解碼方式解決，直播時確保了微波傳輸信號的高可用性。

5.2 4G 背包回傳質量不理想

個別位于起、終點的移動機位，由于人員集中，移動基站支撐能力有限，無法滿足移動背包所需的帶寬需求，導致信號質量階段性不理想，只能使用其他質量高的機位畫面替代。

5.3 5G 背包采訪內容回傳質量不佳

考慮到采訪機位只有一個，信號回傳采用了5G 背包。然而，采訪區(qū)一般是人流聚集區(qū)，直播過程中發(fā)現(xiàn)第一段背包回傳的采訪信號畫質偏低。對此，技術團隊通過調整背包編碼方式，優(yōu)化碼率和延時配置，根據(jù)實際情況進行參數(shù)適配調節(jié)后，最終采用了H.265 編碼方式、20 Mb·s-1碼率、5 s 延時的配置。畫質在主觀上明顯提升且達到播出質量要求。

5.4 經(jīng)驗總結

5.4.1 加強與導攝團隊的配合

針對移動傳輸因移動網(wǎng)絡資源不夠導致畫質較差等問題，除了從技術角度解決外，還應與導攝團隊配合解決，可從以下方面著手。首先，主動向導攝團隊提出信號回傳測試，選取適合信號回傳的背包，配置合理的參數(shù)。其次，主動了解采訪車采訪地點及環(huán)境特征，進行綜合測試后，針對4G/5G傳輸信號質量無法提升的點位提出調整建議。對于固定采訪點，必要時可鋪設臨時光纜以保障信號質量。最后，采訪時主動與工作人員保持溝通，根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)對采訪機位提出調整建議。與現(xiàn)場配合，靈活調度，保障信號質量。

總體上，要做好全局調度和技術支撐配合，確保節(jié)目完美呈現(xiàn)。

5.4.2 積極探索技術創(chuàng)新應用

前期，為了預防基站流量負載過高，技術團隊采用優(yōu)先級高的專用卡代替物聯(lián)卡，但仍然無法完全滿足移動背包4G/5G 移動網(wǎng)絡傳輸要求。在人員相對集中且數(shù)據(jù)訪問量大的環(huán)境，需要加強新技術的應用，如助力杭州亞運會場館網(wǎng)絡保障的5G-A 智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS），采用動態(tài)協(xié)同技術，大大提升網(wǎng)絡覆蓋質量和上下行速率，且設備小巧易攜帶，完全符合移動攝像的網(wǎng)絡保障要求，同樣適配馬拉松賽事應用場景。

6 結語

目前來看，微波傳輸、移動網(wǎng)絡傳輸仍是馬拉松賽事信號傳輸?shù)某Ｓ檬侄巍４舜钨愂轮辈ネㄟ^設備選擇、測試、配置調整優(yōu)化等措施，5G 背包機位在直播中表現(xiàn)搶眼，機位使用頻率高，豐富了節(jié)目內容和形式，在半程馬拉松沖刺階段發(fā)揮重要作用。隨著5G 傳輸技術不斷優(yōu)化，移動網(wǎng)絡將在大型活動轉播保障中發(fā)揮更大作用，豐富大型賽事活動的轉播手段。