【摘要】 介紹了臨沂廣播電視臺4K超高清轉播車的建設方案，分析了轉播車音視頻技術架構，重點介紹了轉播車的新媒體制作系統，并分析了該轉播車的技術特點。
【關鍵詞】 4K 超高清轉播車 IP 系統架構 新媒體制作系統 技術優勢
臨沂廣播電視臺為響應國家廣電總局和山東省政府關于“超高清電視產業發展”相關實施方案的要求，提前儲備必要的4K超高清節目源，提高臨沂臺4K超高清電視制播能力，經市政府批準，于2021年啟動4K超高清IP轉播車的建設工作，目前車體改造已經完成。
轉播車總體設計完全滿足《4K超高清電視節目制作技術實施指南（2020版）》和《中央廣播電視總臺4K超高清、高清電視節目同播技術規范》（2020版）要求，可制作技術參數為“3840×2160/50P/10bit，BT.2020色域， HLG HDR”的4K節目并能下變換后進行高清播出。
轉播車按B類車體標準進行設計，采用進口二類直掛底盤，單側拉廂體結構,整車總長12米，總高度4米，寬度2.5米。廂體內分別規劃出音頻區、導演區、技術區和新媒體區等工作區，能夠滿足8+2+N訊道+移動新媒體制作平臺最終規模的整體要求。
轉播車的視頻系統配置為8個實配訊道（其中1個訊道支持多倍速高清拍攝），預留2個擴展訊道，還可接入8個無線訊道。2個擴展訊道（其中1個用于3倍速以上拍攝），設計時預留了接口和線路敷設。8個無線訊道（可通過跳線盤或矩陣共用外來接口及網關設備），按4個4K圖傳訊道+4個5G 4K訊道進行設計布線，目前按4個無線圖傳高清訊道+1個5G背包高清訊道進行實際配置，車頂安裝相應的聚合天線，車內敷設好相應的連線與接口。轉播車的視頻系統以“IP+基帶”方式進行系統架構設計，系統建成后完全符合SMPTE ST 2110 4K非壓縮標準的要求。
轉播車的音頻系統能夠滿足臺方8聲道傳輸錄制要求，
其中1-6聲道用于傳輸5.1環繞聲制作所需的音頻信號，7-8聲道用于傳輸現場立體聲制作信號，所配調音臺均具有現場5.1環繞聲制作能力。
同時，本方案的音視頻系統還具有新媒體生產制作和快速發布的能力，配備了必要的生產工具、制作軟件和推拉流設備。
一．具體音視頻技術方案如下
1.音視頻系統架構
轉播車的視頻系統通過配置主備核心交換機和管理系統，實現從攝像機到切換臺的IP信號傳輸，通過72x72 12G矩陣將12G信號作為備份。以IP核心交換平臺和SDI矩陣為中心的4K超高清主備信號鏈路，提高系統的安全性。具備外場高清及4K超高清電視轉播和電視節目錄制功能。轉播車視頻系統設計以HD/UHD-4K內核為基礎，以1臺多格式切換臺為核心，8+2套UHD-4K攝像機為主要信號源，輸入/輸出端配置 12G/4×3G/3G/HD/SD/IP /HDMI等多種接口和處理設備，來獲得外部主要格式的視音頻信號。
向車外提供12G/4×3G/3G/HD/SD/IP/HDMI等多種格式的信號，系統以主備IP核心交換平臺為信號調度中心，輸出端采用下變換方式兼容HDR和SDR信號輸出，并支持加嵌功能。系統設計可實現超高清UHD-4K、高清標準直播功能，UHD-4K、高清錄制功能，新媒體直播功能。兼容并支持12G/4×3G/3G/HD/SD/IP/HDMI等多種信號格式的傳輸和信號處理。
音頻系統采用主備調音臺設計，具備8通道音頻的錄制和輸出能力，支持5.1環繞聲現場制作。
切換臺輸出的IP信號經網關設備轉換后作為主路信號進行4K節目錄制與超高清、高清節目信號輸出，矩陣輸出的12G信號作為備路信號進行4K節目錄制與超高清、高清節目信號輸出。
放像信號與外來信號，經過視分、解嵌、幀同步后分別進入矩陣和IP網關，高標清格式的先通過視頻矩陣的上下交叉變換板卡進行上變換、色域轉換后再通過視分、解嵌、幀同步分別進入矩陣和IP網關。
系統建成后符合SMPTE ST 2110 4K非壓縮標準的要求。系統視頻圖如圖1。
圖1
2.新媒體制作系統
為響應媒體融合，落實移動優先戰略，本車配備一套新媒體制作系統。該系統體現出新媒體對節目靈活制作、突破地域限制、互動性強、發布迅速的總要求。配備了適合新媒體需求的制作系統、混合網絡聚合與拉流推流系統、無線圖傳系統、5G背包傳輸系統等新媒體制作系統的功能，支持多格式多路輸入輸出、多人連線、多格式信號源切換、在線包裝、調音、實時摳像、信號回采錄制、節目單播出等功能。該制作系統非車內固定安裝，在轉播車無任務時可以單獨外出進行新媒體直播。系統支持移動、電信、聯通等運營商的4G、5G多卡混合使用，并能將背包傳至臺里公網服務器的信號同時再傳到轉播車里，必要時實現演播室與轉播車互動。配備拉流推流設備，滿足直播互動的需要。采用無線圖傳系統，可以實現轉播現場的移動拍攝和訊道擴展，每臺圖傳接收設備配置2副接收天線，一副安裝在轉播車車頂，另一副非固定式便攜使用。采用5G背包傳輸系統，實現了轉播現場的移動拍攝和訊道擴展。
綜上所述，臨沂廣播電視臺新建設的4K超高清轉播車具有先進性、可靠性、穩定性、易用性、兼容性和可擴展性等特點。
二．轉播車具有如下技術優勢
1.先進性
系統設計主動面向先進技術發展要求，系統采用先進的IP架構，充分利用了IP網絡的雙向傳輸、多數據流傳輸和多格式數據流兼容等特性優化系統結構；系統設計兼容4K-IP、4K-12G、3GHD-SDI、HD-SDI、SD-SDI 和流媒體信號，即在節目制作過程中，可以同時輸出4K-IP、 4K-12G、3GHD-SDI、HD-SDI、SD-SDI、流媒體信號，使得系統適用于傳統媒體、新媒體等多種平臺場景；采用ST 2110 IP標準架構，保證系統使用先進性。
2.可靠性
系統設計具備多種安全備份技術、應急處理機制；系統功能完善、架構及流程合理，并具有一定冗余和容錯能力；應急處理流程簡捷規范，能確保迅速排除故障。同時在整體框架的構成、系統的接口和相應的系統設備等方面都預留有充足的擴展空間，能夠滿足臨沂廣播電視臺時政、綜藝、簡單體育賽事等各類節目的現場直播和節目錄制，并能夠與臺方現有演播室、轉播車等相連對接，適應未來相當長一段時間內的電視臺工作需求。
3.穩定性
4K超高清轉播系統的整體構架安全可靠，能夠確保高穩定性的運行；核心系統及關鍵設備均采用主備架構，不存在單一崩潰點；系統具有故障自動檢測、自動恢復能力；應用管理系統具備容錯和應急能力，重要環節節點均采用1+1備份形式，系統信號能夠自動無縫切換，能夠充分保證系統運行的可靠性和穩定性。
4.易用性
轉播車系統設計充分兼顧操作習慣和使用特點，操作界面使用方便，界面友好。系統設備操作直觀簡易、易于掌握，系統信號調度系統設計合理，能夠實現靈活調配。
5.兼容性
本系統的信源處理以及末級輸出等滿足4K/高清視頻制作的要求，系統的設計具有良好的靈活性，4K超高清轉播系統輸入輸出接口具備較好的兼容性,輸入輸出接口能夠兼容高清視頻信號、模擬音頻及數字音頻信號，并可以通過軟件與固件升級的方法，適應日后行業的數據要求。本方案的前端攝像機、中心切換臺、末級的4K轉HD下變換，全部采用了統一的品牌，保證了從信號源到切換、到最終輸出的信號一致性和色彩還原最優化，避免了4K/HDR和HD/SDR節目質量下降。
6.可擴展性
轉播車設計著眼于技術發展的前瞻性，并充分兼顧了臨沂臺業務需求和技術進步，在保證基本配置的前提下，充分預留了擴容和升級的空間，充分預留設備擴展空間與信號接口,以保證將來可以進行如訊道增加、收錄設備擴展、增加EVS慢動作接入等需要。車尾預留了10路外來12G/HD信號的輸入端口、以及16通道的音頻接口、TALLY接口、4路通話接口等，可以方便將來跟其他轉播車或演播室進行級聯使用，極大的擴展了本車的使用范圍。車內預留了8路以上的12G/HD信號的輸入端口、音頻輸出端口等，可以方便的在車內連接其他設備。車內預留了PWS-4500 4K4通道和EVS 4K 6通道慢動作服務器的線纜和接口，方便后期追加購買后連接入系統使用。車內預留了1臺字幕機的線纜和接口，方便后期追加購買后連接入系統使用。
目前，轉播車正在建設中，建成后將會完全滿足臺內各種制作需要。滿足時政類、綜藝類、簡單體育賽事類等節目的現場直播和節目錄制；滿足以4K節目制作為主，為以后的4K超高清播出儲備符合技術要求的節目源；滿足下變換高清輸出，實現4K超高清與高清同播；滿足培養技術人員對4K超高清節目的制作能力；滿足臺方新媒體生產制作需求。
臨沂廣播電視臺4K超高清IP轉播車的建成，將有力的推動我臺廣播電視事業發展，促進傳統媒體和新媒體的深入融合，更好的服務于我市黨委政府的各項宣傳工作。B&P