【關(guān)鍵詞】4K超高清  攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作  波分復(fù)用  光纖

一．前言

中山廣播電視臺（以下簡稱中山臺）4K超高清整體建設(shè)方案于2018年通過了總局專家組論證，作為中山臺4K超高清整體建設(shè)方案中的首個項目《4K超高清電視轉(zhuǎn)播車》（以下簡稱4K車）率先落地，在2019年9月在中山交付使用。該4K超高清數(shù)字電視轉(zhuǎn)播車車長16米（含拖頭），采用雙側(cè)拉車箱結(jié)構(gòu)，展開雙側(cè)拉箱寬4.7米，高度3.98米。系統(tǒng)采用IP架構(gòu)，執(zhí)行SMPTE ST2110標(biāo)準(zhǔn)，配置11個4K訊道，其中包括10個SONY HDC3500標(biāo)準(zhǔn)訊道、1個SONY HDC4800超高速訊道；切換臺采用SONY XVS-7000，可提供20路IP加8路4*3G輸入及8路IP加4路4*3G輸出，外來信號最大可支持12路12G或4*3G 4K信號，或36路高清信號進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行上變換后進(jìn)入4K IP系統(tǒng)。該4K車采用基于BT-2020色域的4K節(jié)目制作，能夠同時提供4K超高清和高清節(jié)目輸出。中山臺4K車交付使用后，基于實際使用需求，已多次應(yīng)用4K超高清攝象機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)，用于多種類型的現(xiàn)場直播，大大擴(kuò)展了4K車的使用范圍，提升了制作能力。

二．?dāng)z像機(jī)遠(yuǎn)程制作實踐

1.技術(shù)特點

常規(guī)的遠(yuǎn)程制作在歐洲早有應(yīng)用，但受制于傳輸環(huán)境制約，發(fā)展并不迅速，但其對攝像機(jī)訊道的遠(yuǎn)程擴(kuò)展所展現(xiàn)出來的技術(shù)魅力和使用便利性不言而喻，技術(shù)優(yōu)點明顯。攝像機(jī)的遠(yuǎn)程制作可分為CCU前置和后置兩種應(yīng)用模式，我臺應(yīng)用的多是CCU后置模式。其優(yōu)點有：

（1）CCU后置，可充分利用轉(zhuǎn)播車/臺內(nèi)演播室/EFP等資源，或當(dāng)轉(zhuǎn)播車無法靠近停放時是很好的選項；

（2）    信號無壓縮傳輸；

（3）    各種信號完全無延時，其中最主要的是轉(zhuǎn)播車內(nèi)RCP面板遙控攝像機(jī)時，實現(xiàn)無延時操作，實時效果完全滿足現(xiàn)場制作要求；

（4）與直連效果完全一樣，視、音頻信號，遙控信號，TALLY，通話等等完全一致，無任何違和感，讓實操人員感覺不到是遠(yuǎn)程操作；

（5）    設(shè)備連接簡單、配置方便，可快速投入使用；

（6）    可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。

圖2 連接示意圖

如今網(wǎng)絡(luò)環(huán)境迅速發(fā)展，已有多種手段可以解決傳輸問題，且性價比高。但考慮到廣電行業(yè)對安全播出的嚴(yán)格要求，我臺目前主要采用租用裸纖、短距離自行拉纖的做法，如圖3所示。

圖3   戶外拍攝點         制作中心

早在2018，我臺就應(yīng)用高清攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)進(jìn)行大型戶外應(yīng)急演習(xí)現(xiàn)場直播，采用多路遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)圓滿地完成了制作任務(wù)。當(dāng)時的制作中心設(shè)置在地下山洞內(nèi)，戶外共5個機(jī)位放置在不同的地點，最近的機(jī)位離制作中心約30多公里，最遠(yuǎn)的機(jī)位有約40多公里，常規(guī)的技術(shù)手段已經(jīng)無法滿足制作需求。我們采用了裸光纖+攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)方案：每臺攝像機(jī)位與制作中心之間放置一對遠(yuǎn)程制作設(shè)備，攝像機(jī)端放置一臺攝像機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，CCU端放置一套CCU協(xié)議轉(zhuǎn)換器。當(dāng)光纖資源缺乏時，則需要采用波分復(fù)用設(shè)備，將多路攝像機(jī)復(fù)用在1根(往、返)光纖上完成遠(yuǎn)程雙向傳輸，實現(xiàn)視音頻信號，通話，TALLY,返送，控制等信號在戶外拍攝點與制作中心間實時傳輸，如圖4所示。應(yīng)急演習(xí)指揮部領(lǐng)導(dǎo)和導(dǎo)演制作團(tuán)隊對此次的遠(yuǎn)程制作效果非常滿意，我們也在當(dāng)中積累了豐富的 經(jīng)驗。

2.攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)在4K超高清制作中的應(yīng)用

隨著我臺4K車的交付使用，4K超高清節(jié)目制作任務(wù)日漸增多。為充分發(fā)揮4K車的制作能力，我們沿用攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)，提升4K車的制作范圍。在2020年12月初的《走向我們的小康生活——中山市：志愿精神你我同行徒步活動》的4K直播中，我臺首次使用了4K攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)。我臺每個4K車攝像機(jī)訊道綜合電纜只有150米，由于上述的直播制作范圍大，一些機(jī)位距離4K車約1-2公里，采用傳統(tǒng)攝像機(jī)綜合光纜的方式不能滿足制作需求。為此技術(shù)團(tuán)隊在攝像機(jī)與4K車之間鋪設(shè)鎧裝光纜，使用4K攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)，將攝像機(jī)與CCU連接起來，如圖4。這樣的設(shè)備投入成本比較劃算，因為鎧裝纜價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于攝像機(jī)綜合纜、防護(hù)能力強(qiáng)；協(xié)議轉(zhuǎn)換器的性價比高。

攝像機(jī)端協(xié)議轉(zhuǎn)換器的介紹：4K超高清攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)在攝像機(jī)端的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，有兩種供電模式：

模式一 使采用攝像機(jī)綜合光纜，通過在攝像機(jī)端的攝像機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的3K.93C接口取電，攝像機(jī)供電模式設(shè)置在CCU狀態(tài)。這種做法的好處使用連接簡單，無多余線纜，可以理解為在CCU之間增加了一條延長的綜合電纜，可長距離拉線，較靈活，可以做游機(jī)使用。使用這種供電模式，攝像機(jī)端的協(xié)議轉(zhuǎn)換器必須接有220V的市電，才能為攝像機(jī)供電。所以，這種模式適合拍攝點能提供市電的地點。

模式二 通過攝像機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器的四芯卡儂接口輸出標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)供電電壓，連接至攝像機(jī)外接供電口，攝像機(jī)的供電模式設(shè)置為EXT狀態(tài)。這種供電的好處是攝像機(jī)協(xié)議轉(zhuǎn)換器有三個供電輸入，1個220v常規(guī)供電，2塊扣板電池口供電，三路電可以自動倒換，在無法提供市電供電的地域可以采用攝像機(jī)扣板電池供電，而且一塊140瓦時可以提供EFP攝像機(jī)1個小時工作時間。缺點就是攝像機(jī)跟協(xié)議轉(zhuǎn)換器之間需同時接兩根纜，綜合電纜和卡儂口的供電電纜（距離不超過15米），這樣對游機(jī)的使用會有限制，適合做固定機(jī)位使用。我臺較多采用這種工作模式， 如圖4。

同一地點多機(jī)位的遠(yuǎn)程制作模式對于一個戶外點有多個攝像機(jī)機(jī)位的情況，我們會采用波分復(fù)用的方式實現(xiàn)多機(jī)位傳輸。我們以模式二的工作模式做具體說明：各攝像機(jī)通過攝像機(jī)綜合纜和卡儂口電源線連接至攝像機(jī)端協(xié)議轉(zhuǎn)換器，再將協(xié)議轉(zhuǎn)換器端的兩根光纖連接至到波分復(fù)用，再通過光纖鏈路傳送回車端，車端同樣的需進(jìn)行解復(fù)用和復(fù)用，如圖5。考慮到信號的安全問題，我們通常采用光分配后走兩個路由，到車端再光切換，實現(xiàn)雙路由備份。其中光分配和光切換均為冷源，安全可靠，光切換可冷源自動倒換，或通過GPIO觸發(fā)，實現(xiàn)光信號手動控制倒換。如果采用模式一工作模式，光傳方式不變，攝像機(jī)端協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以集中和波分復(fù)用設(shè)備放置在一起，方便集中管理，但前提條件是能提供市電。
 

圖4

光纖傳輸鏈路，在不具備自行拉光纜、特別是城市內(nèi)跨約多個街區(qū)的情況下，可租賃第三方的光纖鏈路。我臺在“2021中山慈善萬人行”巡游活動的4K直播中，租用了當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)運營商的裸纖，而且經(jīng)過了多次跳纖、光纖鏈路傳輸距離約5-6多公里，使用了帶光中繼的攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)，4K超高清視頻信號、音頻信號、攝像機(jī)控制、通話、返送、TALLY等仍然穩(wěn)定，更堅定了我臺在日后長距離節(jié)目制作中使用攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)的信心。

《走向我們的小康生活——中山市：志愿精神你我同行徒步活動》活動現(xiàn)場

CCU端協(xié)議轉(zhuǎn)換器的介紹：CCU端的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，承擔(dān)著將普通光纖接口轉(zhuǎn)換為LEMO攝像機(jī)綜合纜接口的轉(zhuǎn)換功能，同時內(nèi)置的協(xié)議轉(zhuǎn)換器模擬攝像機(jī)發(fā)生通訊信號和CCU握手成功，通常CCU端的協(xié)議轉(zhuǎn)換器是不需要另外供電的，除非攝像機(jī)端協(xié)議轉(zhuǎn)換器有光中繼。

圖5

 圖6 CCU端協(xié)議轉(zhuǎn)換器及連接示意圖

3.光中繼模式

由于目前主流4K超高清攝像機(jī)標(biāo)稱最大光傳輸距離是2公里，當(dāng)超過2公里時，則必須要采用光中繼。便攜式光中繼有兩個SFP槽位，其中一個槽位插入短距離的光模塊，連接到協(xié)議轉(zhuǎn)換器的AB口；另外槽位插入高功率的光模塊，用于長距離的傳輸。如圖下圖。

光中繼和協(xié)議轉(zhuǎn)換器融合使用

三．關(guān)于攝像機(jī)遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)超遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶接?/strong>