導(dǎo)語(yǔ)：3G網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

電視新聞報(bào)道對(duì)時(shí)效性的要求越來(lái)越高，以往我臺(tái)在將現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道視音頻信號(hào)實(shí)時(shí)回傳到臺(tái)內(nèi)演播室時(shí)，主要采用了傳統(tǒng)的衛(wèi)星與微波車傳輸系統(tǒng)或光纖傳輸系統(tǒng)，這些傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)不僅操作相對(duì)復(fù)雜，而且設(shè)備采購(gòu)、使用與維護(hù)成本比較高，新聞報(bào)道的時(shí)效性也受到一定限制。2010年底，我臺(tái)依托第三代移動(dòng)通信(3g)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)，組建了現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道視音頻信號(hào)3G網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)，用于將時(shí)效性要求極高的突發(fā)性新聞事件的現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道視音頻信號(hào)實(shí)時(shí)回傳到臺(tái)內(nèi)演播室，供直播或錄播使用。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

2．1系統(tǒng)使用簡(jiǎn)便快捷

要求3G網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)操作使用簡(jiǎn)便快捷，并且易于維護(hù)、管理。現(xiàn)場(chǎng)的3G視頻編碼終端可直接掛接到攝像機(jī)，便于攜帶，不受拍攝空間和環(huán)境的限制，只要在3G數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)就可以隨時(shí)隨地將視音頻信號(hào)傳回臺(tái)內(nèi)演播室，且可以全國(guó)漫游，可以實(shí)現(xiàn)全天候、全方位的新聞直播，可以滿足突發(fā)性新聞事件實(shí)時(shí)直播報(bào)道以及大型賽事與重大活動(dòng)多點(diǎn)、多角度同時(shí)直播報(bào)道的需求。

2．2具有較高的性能價(jià)格比

要求系統(tǒng)依托3G網(wǎng)絡(luò)，支持3G手機(jī)、攝像機(jī)掛接單卡編碼終端和多卡編碼終端等多種方式的視音頻拍攝、采集、傳輸、接收、錄制與直播，可與收錄、新聞、制作等制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)縫連接，在滿足所需功能和性能的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量降低設(shè)備采購(gòu)、使用與維護(hù)成本，提高系統(tǒng)性能價(jià)格比。

2．3系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠

要求系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，系統(tǒng)各個(gè)部分、系統(tǒng)各級(jí)之間具有完善的主備冗余備份機(jī)制和有效的應(yīng)急方案。系統(tǒng)應(yīng)具有檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠在較短時(shí)問(wèn)內(nèi)快速恢復(fù)正常運(yùn)行。

2．4采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須遵循廣電行業(yè)規(guī)范，符合國(guó)標(biāo)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)視音頻信號(hào)壓縮編碼方式采用標(biāo)清幅面H．264標(biāo)準(zhǔn)，在WCDMA單卡編碼終端情況下，經(jīng)3G網(wǎng)絡(luò)回傳到演播室后可以實(shí)時(shí)輸出SDI信號(hào)，延時(shí)要求在4秒以內(nèi)，圖像分辨率要求達(dá)到或接近720~576，圖像基本流暢，且視音頻同步。

2．5具有較強(qiáng)的可升級(jí)性

要求系統(tǒng)軟硬件具有良好的開(kāi)放性和可升級(jí)性，能開(kāi)放接口協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。應(yīng)能支持多卡捆綁傳輸，實(shí)現(xiàn)多路3G鏈路捆綁，能將多個(gè)物理鏈路帶寬疊加，滿足視音頻數(shù)據(jù)傳輸對(duì)帶寬的要求。根據(jù)3G鏈路的質(zhì)量狀態(tài)，可以調(diào)整視音頻編碼碼率，可在低質(zhì)量物理鏈路上獲得相對(duì)滿意的視音頻效果。現(xiàn)場(chǎng)的3G視頻編碼終端最好可以實(shí)時(shí)接收來(lái)自臺(tái)內(nèi)導(dǎo)播的TALLY信號(hào)，以提醒現(xiàn)場(chǎng)記者進(jìn)入直播狀態(tài)，并最好支持演播室與現(xiàn)場(chǎng)記者、攝像之間的雙向語(yǔ)音對(duì)講功能。

3系統(tǒng)主要功能部件組建

3．13G視頻編碼終端

現(xiàn)場(chǎng)記者攜帶的采集終端(3G視頻編碼終端)應(yīng)包括3G單卡終端和3G多卡終端，最好支持3G手機(jī)終端。3G手機(jī)終端應(yīng)支持WindowsMobile、Android、Symbian等多種平臺(tái)的3G手機(jī)，采用MPEG一4編碼格式，最大傳輸碼率可達(dá)300kbps，圖像分辨率為352~288像素。3G單卡終端和3G多卡終端為直掛式3G視頻編碼終端，通常直接掛接在攝像機(jī)后，將SDI視頻信號(hào)或模擬AV信號(hào)輸入接口連接到攝像機(jī)輸出接口，攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝現(xiàn)場(chǎng)視音頻信號(hào)，3G視頻編碼終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)視音頻信號(hào)進(jìn)行采集、壓縮、編碼，通過(guò)3G無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給臺(tái)內(nèi)3G媒體服務(wù)器。3G視頻編碼終端應(yīng)支持SDI視頻(嵌入音頻)或模擬AV信號(hào)輸入，采用H．264編碼格式，最大傳輸碼率可達(dá)700kbps(單卡)或1．5Mbps(雙卡)，圖像分辨率達(dá)到或接近720x576。

3．23G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)表1的比較，我臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道視音頻信號(hào)3G網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)的3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)采用了以中國(guó)聯(lián)通WCDMA移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為主、可將多個(gè)低速鏈路組合成為高速鏈路的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，以便快速地將現(xiàn)場(chǎng)的3G視頻編碼終端采集的視音頻數(shù)據(jù)傳送到臺(tái)內(nèi)3G媒體服務(wù)器。當(dāng)3G視頻編碼終端連接到3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)后，3G視頻編碼終端內(nèi)部的實(shí)時(shí)信道檢測(cè)程序會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)每張3G卡的信號(hào)強(qiáng)度、傳輸帶寬和傳輸時(shí)延，然后選擇最優(yōu)傳輸路徑將視音頻信號(hào)傳送回3G媒體服務(wù)器，確保臺(tái)內(nèi)接收端圖像清晰流暢，避免馬賽克和丟幀現(xiàn)象。

3．33G媒體服務(wù)器

臺(tái)內(nèi)3G媒體服務(wù)器通過(guò)3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、3G無(wú)線接人網(wǎng)絡(luò)、Internet數(shù)據(jù)專線與現(xiàn)場(chǎng)記者攜帶的3G視頻編碼終端相互連通，將現(xiàn)場(chǎng)記者拍攝的圖像和聲音信號(hào)實(shí)時(shí)地傳送回臺(tái)內(nèi)演播室，3G媒體服務(wù)器可以輸出SDI視頻(嵌入音頻)或模擬AV信號(hào)供演播室使用，也可以在本地保存為H．264文件并傳輸給錄播服務(wù)器。3G媒體服務(wù)器輸入端通過(guò)以太網(wǎng)接口連接12M聯(lián)通Internet數(shù)據(jù)專線，輸出接口有以太網(wǎng)接口和1～4路SDI視頻(嵌入音頻)或模擬AV信號(hào)接口。3G媒體服務(wù)器應(yīng)配置視音頻解碼與播出服務(wù)軟件，要求一臺(tái)3G媒體服務(wù)器可同時(shí)接收、處理、存儲(chǔ)4路3G視頻編碼終端并發(fā)傳輸?shù)囊曇纛l媒體流。3G媒體服務(wù)器最好采用Linux系統(tǒng)，并支持主備服務(wù)器自動(dòng)切換工作方式，保證7x24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。3G媒體服務(wù)器應(yīng)可以設(shè)置、管理系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備及其端口參數(shù)、IP地址、編解碼格式等信息，應(yīng)提供內(nèi)外網(wǎng)至少2個(gè)10／100／1000M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)端口，并自帶防火墻。3G媒體服務(wù)器最好配備Tally輸入接口和雙向語(yǔ)音對(duì)講接口，3G視頻編碼終端可將語(yǔ)音信號(hào)傳輸?shù)?G媒體服務(wù)器，并通過(guò)音頻數(shù)據(jù)接口收聽(tīng)臺(tái)內(nèi)演播室指揮語(yǔ)音信號(hào)，3G媒體服務(wù)器可通過(guò)監(jiān)控軟件直接呼叫3G視頻編碼終端，實(shí)現(xiàn)雙向語(yǔ)音對(duì)講通話。

3．4利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻的過(guò)程

(1)現(xiàn)場(chǎng)記者攜帶裝有直掛式3G視頻編碼終端的攝像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采訪報(bào)道，現(xiàn)場(chǎng)記者拍攝的圖像和聲音信號(hào)通過(guò)輸出接口傳送給3G視頻編碼終端，進(jìn)行視音頻編碼、壓縮并拆分成若干視音頻數(shù)據(jù)包。

(2)通過(guò)中國(guó)聯(lián)通等3G卡和WCDMA等3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，也可以采用3G信道多卡捆綁技術(shù)進(jìn)行處理和控制，建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路，將視音頻數(shù)據(jù)包傳送給3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。

(3)利用Internet互聯(lián)網(wǎng)的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接人方式，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商與Internet的接口將視音頻數(shù)據(jù)包發(fā)送到Internet上。

(4)通過(guò)Internet的路由將視音頻數(shù)據(jù)包實(shí)時(shí)傳送到臺(tái)內(nèi)接收端的3G媒體服務(wù)器。

(5)臺(tái)內(nèi)接收端的3G媒體服務(wù)器將接收到的視音頻數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼、分段重組、按順序排列、重新合成等處理，轉(zhuǎn)換還原出現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射端(3G視頻編碼終端)發(fā)送的完整的圖像和聲音信號(hào)，通過(guò)SDI(或模擬AV)輸出接口，輸出SDI(或模擬AV)信號(hào)給演播室的信號(hào)調(diào)度矩陣，經(jīng)矩陣調(diào)度后送給直播服務(wù)器，或送給直播切換臺(tái)和調(diào)音臺(tái)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)新聞實(shí)時(shí)直播。

(6)臺(tái)內(nèi)接收端的3G媒體服務(wù)器也可以將現(xiàn)場(chǎng)傳回的視音頻數(shù)據(jù)包，生成H．264文件，存儲(chǔ)在3G媒體服務(wù)器本地硬盤，再通過(guò)3G媒體服務(wù)器的以太網(wǎng)接口將本地H．264文件推送給收錄服務(wù)器或直播服務(wù)器，再完成素材轉(zhuǎn)碼、文件化錄制或播出。

43G無(wú)線傳輸新技術(shù)分析

4．1多卡捆綁技術(shù)

采用H．264壓縮編碼方式，為了保證清晰連續(xù)的視頻信號(hào)，要求3G傳輸通道的傳輸帶寬較長(zhǎng)時(shí)間保持在1．5Mb／s到2Mb／s之間。采用多卡捆綁技術(shù)可以獲得足夠的傳輸帶寬，2張聯(lián)通3G卡或3張電信3G卡就能夠支持廣播級(jí)視頻3G傳輸業(yè)務(wù)的帶寬。

4．2跨運(yùn)營(yíng)商捆綁技術(shù)

3G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋并不均勻，3G網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬隨網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的變化會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。跨運(yùn)營(yíng)商捆綁技術(shù)可以解決單運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)信號(hào)抖動(dòng)帶來(lái)的帶寬資源下降問(wèn)題，若一個(gè)運(yùn)營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)下降，3G視頻編碼終端便可用其他運(yùn)營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò)帶寬資源來(lái)及時(shí)彌補(bǔ)丟失的帶寬資源，可以以聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)為主、以電信和移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)為輔，共同承載視頻傳輸業(yè)務(wù)。當(dāng)聯(lián)通3G網(wǎng)絡(luò)帶寬降低、時(shí)延增加時(shí)，3G視頻編碼終端可自動(dòng)優(yōu)化傳輸路徑，快速地將這部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到電信或移動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)上傳輸。

4．3負(fù)載均衡和實(shí)時(shí)信道檢測(cè)技術(shù)

負(fù)載均衡技術(shù)是將數(shù)據(jù)傳輸壓力分配到不同信道中進(jìn)行傳輸，降低對(duì)一個(gè)信道的依賴性，利用多個(gè)信道共同完成數(shù)據(jù)傳輸。利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻，既要考慮3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也要考慮Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等，但主要考慮3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和信道檢測(cè)，實(shí)時(shí)信道檢測(cè)技術(shù)是利用3G視頻編碼終端與3G基站之間的實(shí)時(shí)通訊數(shù)據(jù)，判定其信道的質(zhì)量，實(shí)時(shí)進(jìn)行負(fù)載均衡，充分利用每個(gè)信道，盡量避免由于網(wǎng)絡(luò)帶寬變化而導(dǎo)致丟包。

4．4智能天線陣技術(shù)

一個(gè)3G基站能夠提供的3G網(wǎng)絡(luò)帶寬是有限的，智能天線陣技術(shù)可用來(lái)捕獲相鄰基站信號(hào)，使3G視頻編碼終端除了能夠接收到本基站的3G無(wú)線信號(hào)，還能夠接收到鄰近基站的3G無(wú)線信號(hào)，通過(guò)兩個(gè)基站共同將拍攝到的視音頻信號(hào)傳送回3G媒體服務(wù)器。當(dāng)各個(gè)基站信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定時(shí)，將大量的視音頻數(shù)據(jù)由主用信道傳輸，少量的數(shù)據(jù)交給備用信道傳輸。

5四款3G視頻回傳系統(tǒng)比較與評(píng)價(jià)

我臺(tái)技術(shù)人員重點(diǎn)調(diào)研、試用并比較了四家公司提供的四款3G視頻回傳系統(tǒng)產(chǎn)品，即索貝公司的DEAWA一3G視頻編碼終端和3G媒體服務(wù)器，優(yōu)聯(lián)華勝公司的M—Live一3G視頻編碼終端和3G媒體服務(wù)器，大洋公司的3GLive視頻編碼終端和3G媒體服務(wù)器及錄播服務(wù)器，時(shí)代華睿公司的TVu一3G視頻編碼終端和3G媒體服務(wù)器。我臺(tái)最終選擇了索貝公司產(chǎn)品，表2、表3內(nèi)容是我臺(tái)技術(shù)人員對(duì)這四家公司產(chǎn)品所作的簡(jiǎn)要比較與評(píng)價(jià)，純粹是我臺(tái)技術(shù)人員觀點(diǎn)，可能難免以偏概全。表2、表3中將這四家公司隨機(jī)代稱為A公司、B公司、C公司、D公司。6結(jié)語(yǔ)利用3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)回傳現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道視音頻信號(hào)，雖然在圖像質(zhì)量、傳輸鏈路可靠性等方面無(wú)法和傳統(tǒng)的衛(wèi)星與微波車傳輸系統(tǒng)或光纖傳輸系統(tǒng)相比，但3G網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)可以與傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)形成有效的備份和補(bǔ)充。我臺(tái)半年來(lái)的實(shí)踐證明，只要在3G數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)信號(hào)覆蓋區(qū)域內(nèi)，利用現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道視音頻信號(hào)3G網(wǎng)絡(luò)回傳系統(tǒng)就可以隨時(shí)隨地將視音頻信號(hào)傳送回臺(tái)內(nèi)演播室，可以實(shí)現(xiàn)全天候、全方位的新聞直播，可以滿足突發(fā)性新聞事件實(shí)時(shí)直播報(bào)道以及大型賽事與重大活動(dòng)多點(diǎn)、多角度同時(shí)直播報(bào)道的需求，因此有效地提高了我臺(tái)新聞報(bào)道的時(shí)效性和新聞節(jié)目的收視率。