摘要 隨著第三代、第四代網絡通訊技術的迅猛發展，我國國內中國移動、聯通、電信三大網絡運營商的高速通信平臺也日趨成熟，網絡環境的全面化覆蓋，帶寬的極大增加，使得3G/LTE/4G/已經進入商用時代，尤其是4G網絡的超高帶寬為大容量、高質量的數據傳輸帶來極大便利。在網絡等新媒體技術與廣電行業不斷融合的大背景下，3G、4G的普及為廣電行業音視頻直播類電視節目制作產生了深遠影響。多路復用現場直播系統解決方案，通過多路網絡信道復合，自適應視頻編碼器，提供高效、可靠、穩定的帶寬，滿足高清視頻及高保真音頻傳輸的需求。
關鍵詞 3G/4G/IP多路復用 帶寬聚合 廣電音視頻直播
隨著廣電行業網絡化和數字化的飛速發展，高清視頻、移動媒體、現場直播、受眾互動的節目類型已經成為發展趨勢，新聞的碎片性、即時性、互動性愈顯突出，街頭巷尾、突發事件的現場快速部署、快速發布顯得尤為重要。而在廣播電視領域，傳統的各類節目的現場直播活動，通常需要轉播車完成，但由于轉播車技術要求高，人員配置多，且由于要租用衛星、鋪設光纜、架設微波，使用費用非常高昂；同時，受限于地理環境等因素，使很多直播節目受到很大限制。除此之外，隨著突發事件的高時效性、發生地點的不確定性，現行技術手段往往很難達到快速布點和有效保障，使日常直播的常態化成為瓶頸。而采用3G/4G/IP數字直播系統，在任何地點、任何時間都能進行高質量的視音頻信號傳輸，且經濟性非常高，極大地解決了以上問題，使得現場直播常態化工作成為可能。
一、系統概述
3G/4G/IP新聞直播系統集視音頻數字化采集編碼、3G無線網絡化傳輸、數字化輸出，借助目前遍布各地的移動運營商網絡通信，將現場實時拍攝的視音頻回傳到演播室，供節目直播使用。
移動終端內置多個信道模組，分別使用多個不同制式系統的基站，解決了高可用性問題，同時，將這些信道的帶寬進行聚合，使得實際可用的帶寬遠遠大于單一信道帶寬，極大解決了信號傳輸中讓人最為擔心的帶寬可靠性問題，同時系統內置WIFI及以太網口，在具備有線IP網絡時可利用有線傳輸，在具備有線網絡但不便鋪設網線的地方可以wifi無線網絡，極大地滿足了不同場合的快速布點、快速級聯、優質傳輸的要求，攝像機拍攝的畫面，采用連續圖像切片技術（CPT），經便攜式移動終端編碼成數據流，由3G、4G網絡實時傳送到電視臺，3G、4G媒體服務器合成視頻流輸出到演播室供直播使用，由此形成了一種部署布點方便、費用低廉、使用高效的新型直播方式。
二、系統構成
系統總體連接結構圖
由上圖我們可以看到， 3G、4G移動終端將視音頻進行編碼，視頻流進行切分后通過網絡傳輸模塊發送到3G、4G基站，在Internet網絡中通過寬帶網絡連接到通信運營商機房，3G媒體服務器接收回傳來的切分數據流，并合成為一個數據流，送到3G錄播工作站進行SDI信號傳輸和文件錄制，SDI信號通過傳輸切換臺用于直播，錄制的文件作為新聞素材編輯后再利用。系統主要包括以下幾個主要部分：
1、視音頻采集移動終端
把視頻信號轉換成視頻數據流并切分流數據，并將數據通過多個數據端發送到3G網絡。3G傳輸終端配合攝像機使用，可以采用專業攝像機，也支持手持型DV，無線通訊類型為3G(CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA)、4G(LTE/WIMAX)、WIFI、Ethernet等多信道混用，混合運營商捆綁，支持多卡綁定，傳輸文件格式為H.264，碼率可達到500kbps-5Mbps。
2、3G/4G媒體服務器
安裝在中心機房或者演播室的3G媒體服務器，由視頻服務器和存儲組成,用于接收移動終端通過3G、4G網絡實時回傳的視頻流，進行IP數據流的接收、合成數據包及控制命令轉發，同時連接和管理存儲服務器中的視音頻信號，以及管理系統中的各種設備和資源，通過以太網發送給后端輸出服務器。傳輸終端靜態接入時，至少支持20路D1的穩定可靠連接。該服務器可以互為熱備份，以保證數據安全接收。
3、3G/4G服務管理系統
該管理系統集計算機網絡、通信網絡及智能化管理系統為一體，是綜合信息化管理平臺，實現素材的收集、分發、管理，同時還提供了信道情況監測以及用戶權限管理功能，能夠讓臺內技術人員實時控制/監測各路全段信號的直播、轉發等情況，通過該管理平臺，臺內人員可以實時與現場人員方便地通信、調度，并對3G移動終端信道情況進行監測，同時提供了用戶管理功能，方便分級管理，系統的數據業務能夠實時進行數據處理，通過對數據的合成、糾錯、封裝，提供給音視頻流媒體轉發及預覽，方便管理。
4、視音頻輸出工作站
用于接收3G服務器發送的數據包，然后通過解碼輸出供播出使用的SDI信號。工作站的廣播級視音頻板卡可以支持4路SDI信號同時輸出，同時監看3G服務器接受的視頻信號，可以支持最多20路信號源選擇，還可以直接把指定的監看信號回錄成文件保存在本地硬盤，供后期制作使用，使用非常方便。為確保系統的安全性，視音頻輸出工作站可以可以配備兩套互為備份。
三、系統優勢
1、優質的視頻回傳畫面
3G、4G移動終端擁有強大的編解碼能力，采用接近廣播級的編碼芯片，提供H.264編碼的視頻流，并通過編解碼軟件優化，確保畫面在清晰度、飽和度、去交織、流暢性等性能指標達到較好的質量。系統可采用預測帶寬變動技術，及時更改視頻壓縮碼率以適應帶寬的變化，使圖像質量的連續度得以解決。通過碼流切分和后端合成，能夠有效解決聲畫同步的問題。
2、穩定連續的傳輸帶寬
支持通過多通道的3G通道來傳輸信號，支持多種網絡制式，包括LAN、WIFI、3G、LTE、4G(同時支持WCDMA,CDMA2000)，通過多路徑帶寬聚合、冗余路徑、智能緩沖等方式保證信號實時傳輸的穩定，有效解決單一網絡帶寬變化影響到圖像質量造成連續度差的問題。現場操作人員還可以根據現場網絡環境的差異，設置各個運營商的優先級別，保證最佳的網絡環境。
3、現場部署的高效方便
相對轉播車、衛星車，該種直播方式給工作人員帶來了極大便利，使得突發事件的現場部署、迅速報道和即時轉播成為可能。根據現場現有的通訊條件，技術人員可以迅速布點；3G、4G移動終端外形輕巧，可直接外掛攝像機，也可存放于背包之內；現場操作人員通過液晶顯示面板，可以方便地調整各類編碼傳輸參數，了解設備工作狀態，包括是否介入視頻，每個3G數據卡的傳輸帶寬等等，保證數據回傳的有效性。
4、直播成本的極大降低
相比轉播車，以及租用光纜，架設微波，各項費用動輒費用數十萬，而且轉播車的使用和調度，亦需要各部門多專業的人員協同參與，人力成本亦很客觀，而通過3G/4G/IP多路復用網絡通信技術，進行音視頻直播活動，大大節約了各類直播報道的設備成本和人員成本，更加便捷，省錢省時省力。
四、實際應用：
1、遠距離國際車展直播的應用
我臺于五一、十一國慶期間，在距離臺址近三十公里的西太湖舉行國際車展。廣播全程直播，由于活動場所距離遠、地方廣、時間長，技術人員在傳輸方案選擇中，布光纜需要花費幾十萬，而采用電話線傳輸，音質太差，會影響現場直播效果，而采用3G、4G/IP數字傳輸設備，在任何地點、任何時間都能進行傳輸的優勢體現出來了，而且成本很少，我臺通過應用四通道的3G、4G/IP傳輸設備，為車展進行了每天7小時、5天兩次車展的現場直播，并且通過該系統在現場進行流動性的、不間斷的現場采訪，實時回傳至總控直播，發揮了高質量、高穩定性，為車展的順利進行發揮了相當大的作用。
2、行進中移動視頻直播的應用
在我臺的“一袋牛奶的暴走”大型公益活動中，我臺無線常州、中吳網、新聞中心全程直播。從最南端的春秋淹城公園到最北端的中華恐龍園，整個活動貫穿常州南北，參與的人群達萬人之多，暴走的人群在持續進行之中，周圍的觀眾亦在不停流動之中，且當天常州中到大雨，給直播活動帶來了很大挑戰。我臺通過3G/4G視頻直播系統，迅速布點，行進采訪，即時回傳，現場直播。直播過程中記者及時捕捉抓拍各種動態事件、感人新聞，為記者帶來了極大便利，同時大大提升了這項大型活動的新聞價值。
五、結束語
多路復用網絡通信技術的發展，為廣播電視的音視頻直播，以及突發事件和日常活動全方位、多角度的現場報道提供一個很好的解決方案。不僅如此,該技術方案還可廣泛應用于STL(電臺-發射臺)信號傳輸、多個頻道、多個電臺、多個網站實時聯播等等。同時，由MPEG和VCEG組成的國際數字視頻壓縮標準組織JVT已經啟動了下一代數字視頻壓縮標準H.265的規劃，經過這幾年的發展，已經取得了階段性成果，其傳輸速度和傳輸質量將會顯著提升。目前有的廠方已經在嘗試研發H.265編碼方式，待國家H.265編碼規范的發布后，可以預見在不久的將來，通過超高速的4G覆蓋區域，將打開音視頻4K超清流媒體商用時機。