【摘要】 基于TVU ISSP傳輸協(xié)議構(gòu)建的使用公網(wǎng)傳輸?shù)男侣勅诤喜杉芾硐到y(tǒng)介紹及應(yīng)用案例分享。

【關(guān)鍵詞】 4G/5G直播 4G/5G視頻采集回傳 公網(wǎng)視音頻傳輸 TVU ISSP協(xié)議

一．背景

過(guò)去傳統(tǒng)媒體的視頻采集和傳輸主要依靠衛(wèi)星、光纜、微波等傳統(tǒng)手段，長(zhǎng)距離傳輸普遍使用專(zhuān)線(xiàn)形式。這些傳統(tǒng)的通信手段可靠性強(qiáng)，安全穩(wěn)定；但帶寬利用率低，成本高企不下，設(shè)備采購(gòu)及維護(hù)成本高，而且受地理位置、天氣變化的影響較大。

使用4G/5G技術(shù)作為采集回傳手段以及使用公共互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信號(hào)分發(fā)逐漸成為現(xiàn)實(shí)，并越來(lái)越受到大家的關(guān)注和青睞。不過(guò)由于公共網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性，需要先進(jìn)的技術(shù)保障傳輸?shù)姆€(wěn)定及質(zhì)量。

而基于TVU IS+專(zhuān)利技術(shù)的ISSP協(xié)議構(gòu)建的使用公網(wǎng)傳輸?shù)男侣勅诤喜杉芾硐到y(tǒng)，綜合考慮并優(yōu)化了信號(hào)采集傳輸?shù)姆€(wěn)定及質(zhì)量、傳輸延時(shí)、使用體驗(yàn)及管理流程等。

二．系統(tǒng)介紹

基于公網(wǎng)傳輸?shù)男侣勅诤喜杉芾硐到y(tǒng)由使用TVU ISSP協(xié)議的TVU設(shè)備及服務(wù)組成，主要包含視頻采集傳輸系統(tǒng)、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、管理及預(yù)約平臺(tái)等系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)使用3G/4G/5G以及有線(xiàn)或WiFi網(wǎng)絡(luò)等公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)采集及回傳，總部和分支機(jī)構(gòu)或各機(jī)構(gòu)之間的視頻流的互相轉(zhuǎn)發(fā)，以及實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備、信號(hào)、人員統(tǒng)一管理和直播的預(yù)約及管理。

1.ISSP協(xié)議介紹

ISSP協(xié)議為采用IS+技術(shù)的TVU傳輸協(xié)議，可適用于互聯(lián)網(wǎng)中傳輸廣播級(jí)視音頻信號(hào)。

TVU通過(guò)優(yōu)化Inverse StatMux (IS)專(zhuān)利技術(shù)，研究出InverseStatMux Plus(IS+)技術(shù)。此技術(shù)結(jié)合Smart VBR控制和先進(jìn)的前向糾錯(cuò)（FEC）算法，通過(guò)TVU的Smart VBR（動(dòng)態(tài)編碼），系統(tǒng)能對(duì)一個(gè)定好的延時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地管理傳輸碼率。通過(guò)IS+FEC持續(xù)觀(guān)察實(shí)時(shí)的連接狀態(tài)并發(fā)送足夠數(shù)量的提前量來(lái)保證數(shù)據(jù)包能被收到而不會(huì)產(chǎn)生潛在的丟包，就像在同時(shí)預(yù)計(jì)重傳需求。沒(méi)了重傳的需求，使用IS+技術(shù)的上行方案能在移動(dòng)環(huán)境中做次秒級(jí)的超高清畫(huà)質(zhì)實(shí)時(shí)傳輸。

2.系統(tǒng)組成

使用ISSP協(xié)議基于公網(wǎng)傳輸?shù)男侣勅诤喜杉芾硐到y(tǒng)主要包含：視頻采集傳輸系統(tǒng)，媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，管理及預(yù)約平臺(tái)等。

（1）視音頻采集傳輸系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)根據(jù)實(shí)際情況和需要通過(guò)不同終端使用4G/5G等傳輸手段進(jìn)行回傳。主要使用包含專(zhuān)業(yè)便攜4G/5G背包以及手機(jī)直播客戶(hù)端等實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)和移動(dòng)APP通過(guò)多種傳輸線(xiàn)路的采集直播。主要包含以下設(shè)備或服務(wù)：

■ 便攜4G/5G發(fā)射單元TVU One
■ 手機(jī)直播客戶(hù)端TVU Anywhere
■ 專(zhuān)業(yè)接收解碼服務(wù)器TVU Receivers & Transceivers

（2）媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)

實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)或多分支機(jī)構(gòu)之間視頻流的互相轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。主要包含以下設(shè)備或服務(wù)：

■ TVU Grid

TVU Grid是一種功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單的IP視頻切換、路由選擇和內(nèi)容分發(fā)解決方案，使得各類(lèi)媒體能夠在多個(gè)地理位置以極小的延時(shí)分享直播視頻。

（3）管理和預(yù)約平臺(tái)

包含可部署在總部或分支機(jī)構(gòu)的管理服務(wù)及直播預(yù)約管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的所有設(shè)備，信號(hào)，人員統(tǒng)一管理，以及直播的預(yù)約和管理。

3.系統(tǒng)功能

● 支持專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)+4G/5G直播背包和手機(jī)APP直播
● 支持SDI等基帶信號(hào)和多種格式IP流輸出用于電視和新媒體直播
● 支持直播和準(zhǔn)實(shí)時(shí)直播及文件回傳
● 針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)及第三方系統(tǒng)外信號(hào)進(jìn)行切換調(diào)度和信號(hào)編碼及封裝轉(zhuǎn)換
● 完善靈活的管理和監(jiān)控
● 直播預(yù)約及預(yù)約管理

4.系統(tǒng)特點(diǎn)

● 使用公共網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行素材采集及傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用3G/4G/5G、以太網(wǎng)或WIFI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)的采集及回傳，回傳的信號(hào)可以通過(guò)公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在臺(tái)總部和分臺(tái)以及分臺(tái)之間進(jìn)行分發(fā)共享。系統(tǒng)使用公共的網(wǎng)絡(luò)資源輕松實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)或跨國(guó)的信號(hào)采集或分發(fā)。

● 落地點(diǎn)、直播點(diǎn)可選

— 前端采集信號(hào)可根據(jù)所在地選擇就近信號(hào)落地（總部或某一分支機(jī)構(gòu)）以便獲得最好的直播采集效果

— 信號(hào)接收后可通過(guò)媒體傳輸轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)將接收的信號(hào)分享給總部或其他分臺(tái)直播

● 節(jié)省直播成本，提高新聞實(shí)效性

系統(tǒng)使得新聞現(xiàn)場(chǎng)直播在空間和距離上產(chǎn)生突破性拓展，使新聞的采訪(fǎng)更加靈活、便捷。同時(shí)，由于該系統(tǒng)不需要昂貴的現(xiàn)場(chǎng)直播衛(wèi)星、專(zhuān)線(xiàn)及新聞車(chē)的支持，減小了新聞現(xiàn)場(chǎng)直播采訪(fǎng)所需要的工作人員，極大降低了電視臺(tái)的人員和傳輸成本，提高了工作效率。能夠第一時(shí)間內(nèi)將各地重要新聞呈現(xiàn)給觀(guān)眾，極大的提升了新聞的實(shí)效性。

三．系統(tǒng)特色

1.技術(shù)特色

（1）RTMP缺陷

現(xiàn)今存量最大的直播協(xié)議是RTMP，但隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展與使用場(chǎng)景的不斷拓展，繼續(xù)使用RTMP會(huì)令人感到有些力不從心。RTMP協(xié)議的缺陷主要有以下四個(gè)方面：

● 協(xié)議太老，不再更新
● RTMP連接過(guò)程較長(zhǎng)
● RTMP的擁塞控制完全依賴(lài)傳輸層
● 無(wú)法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)帶寬編碼

（2）熱門(mén)協(xié)議比對(duì)

除TVU ISSP協(xié)議外，當(dāng)前熱門(mén)的公網(wǎng)視音頻傳輸協(xié)議還有如QUIC、SRT、MP-TCP等。如下表為幾種熱門(mén)公網(wǎng)視頻傳輸協(xié)議的主要參數(shù)的比對(duì)：

（3）ISSP協(xié)議優(yōu)勢(shì)

通過(guò)表一熱門(mén)公網(wǎng)視音頻傳輸協(xié)議主要參數(shù)的對(duì)比可以看出，ISSP協(xié)議FEC的支持和處理更靈活、對(duì)丟包率的容忍度更高，以及支持多個(gè)鏈路的捆綁。此外ISSP支持先進(jìn)的Smart VBR，可以對(duì)一個(gè)定好的延時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地管理傳輸碼率。因此，ISSP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)條件較差或者移動(dòng)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)條件不斷變化的情況下，將有更好的表現(xiàn)效果。此外，通過(guò)多個(gè)鏈路的捆綁也可以幫助獲取更高的傳輸速率以及更穩(wěn)定的傳輸效果。

2.產(chǎn)品特色

與市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品相比，此系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品或服務(wù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)及特色。主要表現(xiàn)在：

（1）視音頻采集系統(tǒng)
－ 設(shè)備具有良好的移動(dòng)性和便攜性
－專(zhuān)業(yè)直播設(shè)備可實(shí)現(xiàn)多路、多運(yùn)營(yíng)商及多種鏈路的捆綁傳輸，直播APP支持4G/5G和WiFi雙通道綁定傳輸
－基于運(yùn)營(yíng)商的智能撥號(hào)形成軟切換，幫助傳輸平滑過(guò)渡到信號(hào)穩(wěn)定的地方
－支持CBR/VBR傳輸模式
－雙編碼模式，支持邊直播邊錄制
－Timelock技術(shù) - 多路信號(hào)的同步直播
－支持文件上傳，元數(shù)據(jù)編輯
－直播APP適配大疆DJI產(chǎn)品，無(wú)人機(jī)、手持云臺(tái)等

（2）視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)
－基于公共網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的內(nèi)容分發(fā)
－全信號(hào)格式的輸入和輸出 - 支持包括基帶視音頻信號(hào)，及各位IP視頻流信號(hào)以及TVU自由采集設(shè)備等
－幀級(jí)精確切換
－低成本的可擴(kuò)展性
－和采集接收服務(wù)一起部署，降低成本提高集成度
－系統(tǒng)集群部署以及主備部署，最大限度保障傳輸安全

（3）管理及預(yù)約平臺(tái)
－靈活全面的用戶(hù)及權(quán)限管理體系
－可定制的直播預(yù)約及預(yù)約管理系統(tǒng)
－所有設(shè)備，信號(hào)，人員統(tǒng)一管理

四．適用場(chǎng)景

基于ISSP協(xié)議的TVU 采集及分發(fā)類(lèi)產(chǎn)品以及由相關(guān)產(chǎn)品構(gòu)建的使用公網(wǎng)傳輸?shù)男侣勅诤喜杉芾硐到y(tǒng)，可應(yīng)用于包含廣播電視（電視及新媒體）、企業(yè)、政府、教堂、醫(yī)療健康、教育及軍事安防等不同行業(yè)。根據(jù)前述的技術(shù)及產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，尤其適用并可充分助力包括新聞采集、體育直播、活動(dòng)報(bào)道、連線(xiàn)、視頻分發(fā)等移動(dòng)直播或臨時(shí)直播等不同應(yīng)用場(chǎng)景。

五．應(yīng)用案例

1.基于公網(wǎng)的央視全球多節(jié)點(diǎn)新聞PGC融合采集傳輸系統(tǒng)央視全球多節(jié)點(diǎn)新聞PGC融合采集傳輸系統(tǒng)旨在使用3G/4G網(wǎng)絡(luò)資源，建成更適用于新媒體輕便、靈活的新聞素材采集和新聞融合直播的節(jié)目生產(chǎn)平臺(tái)，在拍攝和采集前端實(shí)現(xiàn)電視與新媒體的融合。系統(tǒng)支持總臺(tái)各頻道移動(dòng)直播、新媒體互動(dòng)等多種形態(tài)的新媒體及電視傳播展現(xiàn)。

系統(tǒng)在總臺(tái)及各分臺(tái)部署，并為總臺(tái)分布在全球各地的記者站配備4G直播設(shè)備。形成以北京本部為核心，以分臺(tái)為節(jié)點(diǎn)，以全球記者站為觸角，適用于新媒體輕便、靈活的新聞素材采集和新聞融合直播新聞PGC全球直播網(wǎng)絡(luò)。

2.山東省縣級(jí)融媒體中心信號(hào)通聯(lián)及調(diào)度云平臺(tái)項(xiàng)目

山東省中心技術(shù)平臺(tái)在建設(shè)全省的區(qū)縣融合媒體系統(tǒng)平臺(tái)的過(guò)程中響應(yīng)《縣級(jí)融媒體中心省級(jí)技術(shù)平臺(tái)規(guī)范要求（GY/T 321－2019）》在山東省域范圍內(nèi)各個(gè)區(qū)縣融媒體中心推廣部署了專(zhuān)業(yè)的視音頻采集傳輸設(shè)備，利用公共互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建了山東省縣級(jí)融媒體中心信號(hào)通聯(lián)及調(diào)度云平臺(tái)。

各個(gè)區(qū)縣根據(jù)實(shí)際情況選配移動(dòng)4G/5G直播背包類(lèi)產(chǎn)品，在突發(fā)新聞事件、大型活動(dòng)中可實(shí)現(xiàn)本地的融媒直播，同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)將區(qū)縣的直播信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)匯聚到省中心技術(shù)平臺(tái)，在中心云平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一的信號(hào)調(diào)度切換，可實(shí)現(xiàn)區(qū)縣和省中心多地的聯(lián)合新聞直播報(bào)道，為山東省融媒中心提供電視直播、新媒體直播等融合媒體直播應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家新基建的推進(jìn)，5G的建設(shè)和應(yīng)用大力開(kāi)展開(kāi)來(lái)。而視音頻采集回傳及分發(fā)是作為廣受關(guān)注的5G應(yīng)用之一，必將極大助力5G的發(fā)展，為媒體的內(nèi)容及形式增色。使用TVU ISSP協(xié)議的TVU采集傳輸產(chǎn)品及新聞融合采集管理系統(tǒng)極大的方便客戶(hù)的使用和規(guī)劃，并提供最優(yōu)的效果保障和使用體驗(yàn)。