【摘要】 介紹了臨沂廣播電視臺4K超高清轉(zhuǎn)播車的建設(shè)方案，分析了轉(zhuǎn)播車音視頻技術(shù)架構(gòu)，重點(diǎn)介紹了轉(zhuǎn)播車的新媒體制作系統(tǒng)，并分析了該轉(zhuǎn)播車的技術(shù)特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】 4K 超高清轉(zhuǎn)播車 IP 系統(tǒng)架構(gòu) 新媒體制作系統(tǒng) 技術(shù)優(yōu)勢
臨沂廣播電視臺為響應(yīng)國家廣電總局和山東省政府關(guān)于“超高清電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展”相關(guān)實(shí)施方案的要求，提前儲(chǔ)備必要的4K超高清節(jié)目源，提高臨沂臺4K超高清電視制播能力，經(jīng)市政府批準(zhǔn)，于2021年啟動(dòng)4K超高清IP轉(zhuǎn)播車的建設(shè)工作，目前車體改造已經(jīng)完成。
轉(zhuǎn)播車總體設(shè)計(jì)完全滿足《4K超高清電視節(jié)目制作技術(shù)實(shí)施指南（2020版）》和《中央廣播電視總臺4K超高清、高清電視節(jié)目同播技術(shù)規(guī)范》（2020版）要求，可制作技術(shù)參數(shù)為“3840×2160/50P/10bit，BT.2020色域， HLG HDR”的4K節(jié)目并能下變換后進(jìn)行高清播出。
轉(zhuǎn)播車按B類車體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用進(jìn)口二類直掛底盤，單側(cè)拉廂體結(jié)構(gòu),整車總長12米，總高度4米，寬度2.5米。廂體內(nèi)分別規(guī)劃出音頻區(qū)、導(dǎo)演區(qū)、技術(shù)區(qū)和新媒體區(qū)等工作區(qū)，能夠滿足8+2+N訊道+移動(dòng)新媒體制作平臺最終規(guī)模的整體要求。
轉(zhuǎn)播車的視頻系統(tǒng)配置為8個(gè)實(shí)配訊道（其中1個(gè)訊道支持多倍速高清拍攝），預(yù)留2個(gè)擴(kuò)展訊道，還可接入8個(gè)無線訊道。2個(gè)擴(kuò)展訊道（其中1個(gè)用于3倍速以上拍攝），設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留了接口和線路敷設(shè)。8個(gè)無線訊道（可通過跳線盤或矩陣共用外來接口及網(wǎng)關(guān)設(shè)備），按4個(gè)4K圖傳訊道+4個(gè)5G 4K訊道進(jìn)行設(shè)計(jì)布線，目前按4個(gè)無線圖傳高清訊道+1個(gè)5G背包高清訊道進(jìn)行實(shí)際配置，車頂安裝相應(yīng)的聚合天線，車內(nèi)敷設(shè)好相應(yīng)的連線與接口。轉(zhuǎn)播車的視頻系統(tǒng)以“IP+基帶”方式進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)建成后完全符合SMPTE ST 2110 4K非壓縮標(biāo)準(zhǔn)的要求。
轉(zhuǎn)播車的音頻系統(tǒng)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(huán)繞聲制作所需的音頻信號，7-8聲道用于傳輸現(xiàn)場立體聲制作信號，所配調(diào)音臺均具有現(xiàn)場5.1環(huán)繞聲制作能力。
同時(shí)，本方案的音視頻系統(tǒng)還具有新媒體生產(chǎn)制作和快速發(fā)布的能力，配備了必要的生產(chǎn)工具、制作軟件和推拉流設(shè)備。
一．具體音視頻技術(shù)方案如下
1.音視頻系統(tǒng)架構(gòu)
轉(zhuǎn)播車的視頻系統(tǒng)通過配置主備核心交換機(jī)和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從攝像機(jī)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(tǒng)的安全性。具備外場高清及4K超高清電視轉(zhuǎn)播和電視節(jié)目錄制功能。轉(zhuǎn)播車視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以HD/UHD-4K內(nèi)核為基礎(chǔ)，以1臺多格式切換臺為核心，8+2套UHD-4K攝像機(jī)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(shè)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(tǒng)以主備IP核心交換平臺為信號調(diào)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(tǒng)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)超高清UHD-4K、高清標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)采用主備調(diào)音臺設(shè)計(jì)，具備8通道音頻的錄制和輸出能力，支持5.1環(huán)繞聲現(xiàn)場制作。
切換臺輸出的IP信號經(jīng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)換后作為主路信號進(jìn)行4K節(jié)目錄制與超高清、高清節(jié)目信號輸出，矩陣輸出的12G信號作為備路信號進(jìn)行4K節(jié)目錄制與超高清、高清節(jié)目信號輸出。
放像信號與外來信號，經(jīng)過視分、解嵌、幀同步后分別進(jìn)入矩陣和IP網(wǎng)關(guān)，高標(biāo)清格式的先通過視頻矩陣的上下交叉變換板卡進(jìn)行上變換、色域轉(zhuǎn)換后再通過視分、解嵌、幀同步分別進(jìn)入矩陣和IP網(wǎng)關(guān)。
系統(tǒng)建成后符合SMPTE ST 2110 4K非壓縮標(biāo)準(zhǔn)的要求。系統(tǒng)視頻圖如圖1。
圖1
2.新媒體制作系統(tǒng)
為響應(yīng)媒體融合，落實(shí)移動(dòng)優(yōu)先戰(zhàn)略，本車配備一套新媒體制作系統(tǒng)。該系統(tǒng)體現(xiàn)出新媒體對節(jié)目靈活制作、突破地域限制、互動(dòng)性強(qiáng)、發(fā)布迅速的總要求。配備了適合新媒體需求的制作系統(tǒng)、混合網(wǎng)絡(luò)聚合與拉流推流系統(tǒng)、無線圖傳系統(tǒng)、5G背包傳輸系統(tǒng)等新媒體制作系統(tǒng)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(diào)音、實(shí)時(shí)摳像、信號回采錄制、節(jié)目單播出等功能。該制作系統(tǒng)非車內(nèi)固定安裝，在轉(zhuǎn)播車無任務(wù)時(shí)可以單獨(dú)外出進(jìn)行新媒體直播。系統(tǒng)支持移動(dòng)、電信、聯(lián)通等運(yùn)營商的4G、5G多卡混合使用，并能將背包傳至臺里公網(wǎng)服務(wù)器的信號同時(shí)再傳到轉(zhuǎn)播車?yán)铮匾獣r(shí)實(shí)現(xiàn)演播室與轉(zhuǎn)播車互動(dòng)。配備拉流推流設(shè)備，滿足直播互動(dòng)的需要。采用無線圖傳系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播現(xiàn)場的移動(dòng)拍攝和訊道擴(kuò)展，每臺圖傳接收設(shè)備配置2副接收天線，一副安裝在轉(zhuǎn)播車車頂，另一副非固定式便攜使用。采用5G背包傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)播現(xiàn)場的移動(dòng)拍攝和訊道擴(kuò)展。
綜上所述，臨沂廣播電視臺新建設(shè)的4K超高清轉(zhuǎn)播車具有先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性、易用性、兼容性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。
二．轉(zhuǎn)播車具有如下技術(shù)優(yōu)勢
1.先進(jìn)性
系統(tǒng)設(shè)計(jì)主動(dòng)面向先進(jìn)技術(shù)發(fā)展要求，系統(tǒng)采用先進(jìn)的IP架構(gòu)，充分利用了IP網(wǎng)絡(luò)的雙向傳輸、多數(shù)據(jù)流傳輸和多格式數(shù)據(jù)流兼容等特性優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)兼容4K-IP、4K-12G、3GHD-SDI、HD-SDI、SD-SDI 和流媒體信號，即在節(jié)目制作過程中，可以同時(shí)輸出4K-IP、 4K-12G、3GHD-SDI、HD-SDI、SD-SDI、流媒體信號，使得系統(tǒng)適用于傳統(tǒng)媒體、新媒體等多種平臺場景；采用ST 2110 IP標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，保證系統(tǒng)使用先進(jìn)性。
2.可靠性
系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備多種安全備份技術(shù)、應(yīng)急處理機(jī)制；系統(tǒng)功能完善、架構(gòu)及流程合理，并具有一定冗余和容錯(cuò)能力；應(yīng)急處理流程簡捷規(guī)范，能確保迅速排除故障。同時(shí)在整體框架的構(gòu)成、系統(tǒng)的接口和相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)備等方面都預(yù)留有充足的擴(kuò)展空間，能夠滿足臨沂廣播電視臺時(shí)政、綜藝、簡單體育賽事等各類節(jié)目的現(xiàn)場直播和節(jié)目錄制，并能夠與臺方現(xiàn)有演播室、轉(zhuǎn)播車等相連對接，適應(yīng)未來相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)的電視臺工作需求。
3.穩(wěn)定性
4K超高清轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的整體構(gòu)架安全可靠，能夠確保高穩(wěn)定性的運(yùn)行；核心系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備均采用主備架構(gòu)，不存在單一崩潰點(diǎn)；系統(tǒng)具有故障自動(dòng)檢測、自動(dòng)恢復(fù)能力；應(yīng)用管理系統(tǒng)具備容錯(cuò)和應(yīng)急能力，重要環(huán)節(jié)節(jié)點(diǎn)均采用1+1備份形式，系統(tǒng)信號能夠自動(dòng)無縫切換，能夠充分保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。
4.易用性
轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分兼顧操作習(xí)慣和使用特點(diǎn)，操作界面使用方便，界面友好。系統(tǒng)設(shè)備操作直觀簡易、易于掌握，系統(tǒng)信號調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，能夠?qū)崿F(xiàn)靈活調(diào)配。
5.兼容性
本系統(tǒng)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(tǒng)的設(shè)計(jì)具有良好的靈活性，4K超高清轉(zhuǎn)播系統(tǒng)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(shù)字音頻信號，并可以通過軟件與固件升級的方法，適應(yīng)日后行業(yè)的數(shù)據(jù)要求。本方案的前端攝像機(jī)、中心切換臺、末級的4K轉(zhuǎn)HD下變換，全部采用了統(tǒng)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(yōu)化，避免了4K/HDR和HD/SDR節(jié)目質(zhì)量下降。
6.可擴(kuò)展性
轉(zhuǎn)播車設(shè)計(jì)著眼于技術(shù)發(fā)展的前瞻性，并充分兼顧了臨沂臺業(yè)務(wù)需求和技術(shù)進(jìn)步，在保證基本配置的前提下，充分預(yù)留了擴(kuò)容和升級的空間，充分預(yù)留設(shè)備擴(kuò)展空間與信號接口,以保證將來可以進(jìn)行如訊道增加、收錄設(shè)備擴(kuò)展、增加EVS慢動(dòng)作接入等需要。車尾預(yù)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(zhuǎn)播車或演播室進(jìn)行級聯(lián)使用，極大的擴(kuò)展了本車的使用范圍。車內(nèi)預(yù)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(nèi)連接其他設(shè)備。車內(nèi)預(yù)留了PWS-4500 4K4通道和EVS 4K 6通道慢動(dòng)作服務(wù)器的線纜和接口，方便后期追加購買后連接入系統(tǒng)使用。車內(nèi)預(yù)留了1臺字幕機(jī)的線纜和接口，方便后期追加購買后連接入系統(tǒng)使用。
目前，轉(zhuǎn)播車正在建設(shè)中，建成后將會(huì)完全滿足臺內(nèi)各種制作需要。滿足時(shí)政類、綜藝類、簡單體育賽事類等節(jié)目的現(xiàn)場直播和節(jié)目錄制；滿足以4K節(jié)目制作為主，為以后的4K超高清播出儲(chǔ)備符合技術(shù)要求的節(jié)目源；滿足下變換高清輸出，實(shí)現(xiàn)4K超高清與高清同播；滿足培養(yǎng)技術(shù)人員對4K超高清節(jié)目的制作能力；滿足臺方新媒體生產(chǎn)制作需求。
臨沂廣播電視臺4K超高清IP轉(zhuǎn)播車的建成，將有力的推動(dòng)我臺廣播電視事業(yè)發(fā)展，促進(jìn)傳統(tǒng)媒體和新媒體的深入融合，更好的服務(wù)于我市黨委政府的各項(xiàng)宣傳工作。B&P