【關鍵詞】 戶外播出 音頻傳輸技術 互聯網專線 以太網專線

　　在多媒體巨大發展的今天，廣播節目為了提高自身的市場收聽率和影響力，除了不斷豐富和提高節目內容，更需要在節目制作方式上不斷多樣化。在直播室外，進行戶外播出，就是其中一個很重要的方式。從技術部門角度出發，如何安全、高效的進行戶外播出音頻信號的傳送和接收，是工作的重點。本文作者從廣播工程技術人員的視角，分析了當前較為常用的音頻傳輸技術，匯總出不同應用情境下傳輸技術的選擇方案，并針對幾個具體的案例來歸納總結。

一．音頻傳輸技術分類

　　1.模擬電話耦合器。模擬電話耦合器利用傳統電話線路作為傳輸介質。因為需求簡單，傳輸延時低，線路穩定，模擬電話耦合器在過去一段時間內成為廣播戶外傳輸的重要應用設備。模擬電話耦合器頻響范圍一般在300-3000Hz。因為設備技術的限制，傳輸音質較低，比較適合普通的純語音節目傳輸，音樂類節目或高品質要求節目傳輸效果不能滿足要求。

　　2.數字電話耦合器[2]。數字電話耦合器同樣采用了電話線路作為傳輸介質。但是因為采用了數字編碼解碼技術，設備的頻響可以達到30-15kHz。編碼器對音頻信號進行很高的數據壓縮后，對電話線路抗干擾能力要求高。如果壓縮率太高，傳輸就會不穩定，需要降低傳輸速率。保證即使在最低傳輸速率下，也有30Hz~7kHz，超過模擬耦合器傳輸帶寬。因為數字編碼技術中采用了類似于糾錯，自動應答等技術，數字電話耦合器在音質，功能多樣性等方面有較大的提高，同時也保留了對傳輸介質要求較低的優勢，現在已經在很多廣播電臺戶外轉播中慢慢取代了模擬電話耦合器。

　　3.ISDN音頻傳輸設備。ISDN（IntegratedSeviceDigitalNetwork）中文名為綜合業務數字網，是采用數字交換和數字傳輸的電信網簡稱。它可以提供端到端的數字連接。ISDN將電話、傳真、數據、圖像等多種業務綜合在一個統一的數字網絡進行傳輸和處理。在實際應用中，用戶通常采用基本速率（2B+D）的接口。其中兩個獨立工作的B信道（64kbit/s）用來傳輸話音、數據和圖像，D信道用來傳輸信令或分組信息。ISDN音頻傳輸設備就可利用一條電話線路，傳送2路64kbps的音頻。這樣，在同樣的電話線路中，ISDN音頻傳輸設備可以做到立體聲音頻的傳輸，對比傳統的電話耦合器，音質得到了很大的提高，同時也保留了線路穩定的優勢。在很長一段時間內，ISDN音頻傳輸設備成為了廣播電臺主要的戶外傳輸工具。但是，由于ISDN業務需要單獨開通，不像普通電話線那樣隨處可尋，就對用戶的使用帶來了一定的限制。不過因為其傳輸音質好，線路穩定，延時短，費用低，還是受到了廣播技術人員的青睞。在實際使用中，通常與電話耦合器作為主備通路進行搭配使用。不過近些年來，隨著互聯網絡的普及，很多省市的電信部門已經開始取消ISDN業務，ISDN業務快速萎縮。

　　4.IP音頻編解碼器。隨著網絡技術的成熟和大規模普及發展，IP音頻編解碼器也走上廣播專業傳輸設備的舞臺，并且因為其功能的豐富性和傳輸網絡的巨大優勢，發揮越來越重要的作用。IP音頻編解碼器是基于網絡技術，利用分組交換IP數據進行音頻傳輸的設備，因此編碼技術和網絡質量的好壞，成為了影響傳輸品質的重要因素。設備編碼技術是由設備決定的。專業設備的選擇需要通過設備技術的分析、實際的應用測試和橫向對比來進行確定。通信網絡線路的選擇，在實際應用中，一般會采用以下幾種：

　　1)互聯網線路。因為互聯網的極大發展，普通的互聯網網絡線路可以很快的尋找到。這種線路的優點是找尋方便，費用較低；缺點是線路的穩定性不可預測，在網絡使用高峰期可能會導致音頻傳輸品質和延時等參數顯著劣化。因此在進行較為重要的戶外傳輸時，廣播技術人員通常會選擇使用互聯網專線。互聯網專線的優勢在于在使用過程中專享帶寬，尤其是上傳帶寬。這樣就可以極大的保障網絡傳輸的質量和安全。不過互聯網專線需要提前申請開通，對時間和費用的要求較高。

　　2)MSTP專線[3]。因為網絡傳輸是利用分組交換IP數據，在安全性和穩定性上始終不如電路交換的ISDN，因此需要一種資源充足且可靠性高的傳輸線路作為ISDN的最佳替代選擇，來保障重大直播的信號傳輸。近幾年來，MSTP點對點以太網專線就較為完美的解決了這個問題。音頻數據傳輸屬于業務網上的以太網業務，以太網專線屬于傳輸網的一種，用于傳輸以太網業務的IP數據。以太網專線對比其他一般互聯網接入，在帶寬穩定性、傳輸實時性和傳輸質量方面都有大幅度提高。MSTP（Multi-ServiceTransferPlatform）（基于SDH的多業務傳送平臺）是指基于SDH平臺同時實現TDM、ATM、以太網等業務的接入、處理和傳送，提供統一網管的多業務節點，它也是運營商提供的以太網專線業務中最常用的接入方式之一。用最通俗的語言描述，可以想像為在兩個終端設備之間架設了一臺交換設備，這樣就避免了互聯網線路連接中的影響因素。經過實際測試應用，尤其是在跨省的傳輸應用中，不論從技術參數分析和直觀聽覺鑒別，MSTP專線的傳輸效果對比互聯網線路都有較明顯的提高。

　　以下表格可以較為直觀的對比各種傳輸方式的優缺點

　　經過以上分析，我們可以看出，在廣播戶外節目傳輸方式的選擇上，因為設備和傳輸方式的不同，音頻的傳輸質量和穩定性等方面會產生較為明顯的差距。但是因為較好的傳輸方式的設備和線路租用費用都較高，因此選擇安全及合理的戶外傳輸方案，是保障廣播播出安全和播出質量的重要因素。

二．廣播電臺戶外播出傳輸方案選擇

　　作者就職崗位為廣播制播部外轉傳送科，工作職責中很重要的一項內容就是進行戶外播出的安全傳送。經過長期的實踐總結，對比各種不同型號的傳輸設備及傳輸模式，積累了豐富的經驗，并據此總結出最為適用的幾種傳輸方案。

　　1.首要考量因素

　　廣播傳輸一定要將“安全”作為首要考量因素，因為安全播出是廣播的生命線。如果為了單純音質的提升或者費用的節省，而造成安全性的降低，是違背廣播戶外節目傳輸原則的。在保障安全性的前提下，可以在經費的允許范圍內盡可能的選擇高質量的音頻傳輸設備和傳輸方式。為了兼顧質量、安全和費用等各項因素，通常會選擇一路高質量音頻傳輸方式如ISDN、互聯網專線或MSTP專線作為主用傳輸；另使用電話耦合器，經電話線路作為備用傳輸。這樣既可以保證主用線路傳輸音頻的質量，又有備用線路作為安全冗余。

　　2.不同地域傳輸方案的選擇

　　綜合評估音頻傳輸質量、線路穩定性和費用等指標，ISDN線路還是優于其他幾種傳輸方式，所以在業務可以申請的前提下，通常都會選擇ISDN線路作為主用傳輸方式。但是因為ISDN業務的快速萎縮，國內很多城市已經無法臨時申請ISDN業務。現在大多數情況下還是會使用IP音頻編解碼器作為主用傳輸設備。按照國家新聞出版和廣電總局的62令要求，電話耦合器設備則作為備用方式作為安全冗余保障。IP音頻編解碼器采用何種傳輸線路一般分以下兩種情況考慮：

　　（1）市區內。當戶外播出地點發送端與廣播中心接收端屬同一市區時。經過較長時間的實踐證明，在同一城市內，互聯網專線甚至是互聯網普通線路的技術穩定性和質量優于較跨省、市線路，已經可以較完美的替代ISDN線路。雖然互聯網專線在穩定性上無法與MSTP專線相比，但因為費用遠低于MSTP專線，因此互聯網專線可以作為ISDN線路外的第一選擇。

　　（2）跨市或跨省。因為跨市或跨省，互聯網線路的影響具有較大的不可預估性，因此一般會按照播出級別來選擇線路。考慮到申請時間和費用要求，在一般節目播出，互聯網專線通常是可以完成傳輸任務。但是在重大播出期間，例如北京兩會直播室轉播，現行方案都會使用MSTP專線。這樣可以在重大轉播期間最大程度的保障線路的傳輸質量和穩定性。

　　具體選擇方案為；

三．廣播電臺戶外播出具體案例

　　在下文中，作者會通過“廣州市白云國際會議中心省兩會開幕式現場直播”和“北京兩會直播室現場轉播”兩個具體案例來分析現行方案的應用效果。

　　1.廣州市白云國際會議中心省兩會開幕式現場直播

　　外轉傳送科已經連續多年的省兩會開幕式直播。最早使用的是“ISDN線路主用+電話線路備用”這種模式，經過多年的實踐，線路穩定且質量較好，并且保證至少兩路信號進入直播室。但是近幾年，白云國際會議中心的ISDN業務已經取消，因此IP音頻編解碼器[3]開始作為主用設備在省兩會開幕式轉播中發揮重要作用。因為場館的特殊性，單獨互聯網專線無法臨時申請。白云國際會議中心通過會場自身的專用互聯網線路，經網絡中心單獨分用一條線路給廣東廣播電視臺廣播直播使用。在播出中，我們采用了AAC128kbps立體聲編碼速率進行傳輸。設備的具體傳輸設置和效果監看情況如下圖所示：

圖1　傳輸設備編碼方式選擇

圖2　傳輸狀態監看

　　在圖2中，可以看到接收端的接受狀態基本如下：

　　（1）碼率基本在編碼速率附近進行小范圍的變化；

　　（2）傳輸延時為60ms；

　　（3）丟包率基本為0；

　　（4）Jitter（抖動）頻率很低；

　　在此次具體轉播案例中，整個轉播期間，傳輸狀態的監控大體都保持在圖2這個層次，并且根據接收端技術人員的監聽，只出現過極少頻率的音質下降，證明此次線路和設備的選擇保障了傳輸穩定性及傳輸質量，是一次較成功的戶外播出案例實施。

　　2.黨的十九大北京直播室現場直播。

　　黨的十九大報道是廣東廣播電視臺2017年的重點工作。外轉傳送科承擔了直播室的搭建和音頻傳送接收任務。其中音頻傳送是工作的重點，直接影響著直播報道的節目質量。

　　在2017年之前，全國兩會直播報道傳輸線路基本選擇

圖3　傳輸設備編碼方式選擇

　　ISDN線路，但是由于后期ISDN業務的萎縮，后期過渡期間采用過互聯網專線的方式。但是互聯網專線還是存在著不穩定的現象，尤其在北京-廣州的跨省遠距離傳輸中出現頻率較高。為了保障2017年黨的十九大報道直播高質量安全傳輸，外轉傳送科與通信供應商經過詳細的咨詢和討論，決定采用以太網專線進行音頻傳輸。為了充分測試網絡傳輸性能，技術人員提前一周到北京與廣州進行測試。在測試過不同編碼方式后，選擇了AACstereo128Kb的編碼。以下是實際直播過程中的傳輸情況：

圖4　傳輸狀態監看

　　在圖4中，可以看到接收端的接受狀態基本如下：

　　（1）碼率基本在編碼速率附近進行小范圍的變化；

　　（2）傳輸延時為60ms；

　　（3）丟包率基本為0；

　　（4）Jitter（抖動）頻率很低；

　　在此次具體轉播案例中，傳輸參數與廣東省兩會的轉播參數監控基本相同。根據接收端技術人員的監聽，音質非常穩定。考慮到傳輸距離的因素和實際監聽效果，證明線路和設備的選擇實現了方案的預想，證明這種傳輸模式可以作為北京或者其他跨省長距離的戶外播出方案實施。

　　3.戶外播出中其他傳輸方案探索。

　　隨著4G網絡的廣泛普及，在有線網條件不允許或者需要移動式播出的的情況下，利用4G網絡進行傳輸就成了一種可行的選擇方案。但是，4G網絡存在著基站切換、用戶搶占資源、網絡信號強度不穩定等等可能影響傳輸質量的因素，因此，用4G網絡傳輸必須充分考慮應急情況，并提前做好測試工作。以下是進行一次網絡測試的小杰。

圖5　4G連接信號

　　此次測試是在固定場所內，沒有進行移動式播出的情況下，進行的4G網絡傳輸測試。利用中國電信4G卡作為通訊介質。整體測試保持40分鐘左右，傳輸質量整體情況較為良好，出現過1次1分鐘左右，1次30s左右的聲音抖動現象，出現過1次聲音卡頓現象，下面兩圖為傳輸測試監控圖片。

圖6　接收端信號監控

　　在圖6中，紅點處就是出現聲音卡頓現象的節點。

　　從測試結果來看，4G網絡作為傳輸途徑可以作為一種預選方案。但是因為傳輸的穩定性還是與有線網絡有一定差距，并且存在較大不可預估性，因此這種方式建議作為備選方案，適合在移動式播出或者有線網絡無法使用的情況下，作為主傳輸線路，并且盡量在非重點節目中使用，保障播出的安全。但是，對于4G甚至即將推出的5G的移動網絡，在未來通過技術的改進，相信可以逐漸成為一種的重要的傳輸途徑。

四．總結

　　從本文關于各種傳輸方式的技術討論和對比，以及外轉傳送科在具體傳輸案例的技術參數監控和實際傳輸質量的分析，我們可以制定出不同情況下的傳輸方案。但是在直播過程中，技術人員應該通過具體傳輸情況靈活變化，如果音頻質量不穩定，可以適當的降低編碼速率然后觀察音頻接收質量是否有改善。另外，不同設備的傳輸效果也會有所不同，技術人員應該在實踐中盡可能多測試不同型號的設備，根據具體的設備價格、設備功能和接收效果、來選擇最適合自己部門的設備以及傳輸網絡。希望本文的討論可以為同行業人員具有一定的技術參考性。

參考文獻

　　[1].李佩林.音頻信號的幾種傳輸模式[J].音響技術,2009,3:50-52

　　[2].產品介紹.劃時代的傳輸產品MATRIX-COMREX公司之三合一數字電話耦合器[J].廣播與電視技術,2001,11:169-170

　　[3].呂兆明.基于MSTP平臺的點對點以太網專線在轉播中的應用[J].數字傳媒研究,2016,33(9):57-62