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基于3G网络的新闻传输/直播系统的比较

2011-7-16 22:25| 发布者: admin| 查看: 613| 评论: 0|原作者: 刘冬晗|来自: 传播与制作

新闻的主要特性之一就是突发,这就要求电视媒体在对新闻进行报道时,必须能够快速反应,高效采录,实时传输和及时播出。如何能将现场视频以直播的方式(或在播出前半小时)传回演播室或制作机房?以前的直播方法有很多,比如利用IP互联网、专用光缆、数据微波或卫星链路等方式,但问题是你必须在图像质量、实时性和成本之间做出选择,同时传送的时间、地点还要受到设备和上网终端的限制。如果新闻节目在现有基础上能够有所突破的话,一定是基于技术手段上的突破,而3G通讯网络的成熟发展,恰好为新闻报道的技术实现提供了另一种可行的选择。

一.我国的3G通信网络
  3G(3rd-generation)即第三代移动通信技术,是支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。我国有三家3G通信网络运营,分别是中国联通的W-CDMA网、中国电信的CDMA2000网和中国移动的TD-SCDMA网。关于这三种3G网络的技术资料有很多,这里不再累述。就目前而言,中国联通的W-CDMA技术优势明显,发展的最快。


 

二.3G传输/直播系统的技术实现
  基于3G数据运营平台的3G传输/直播系统的基本原理如图1。


图1 3G传输/直播系统基本原理

  手机或摄像机拍摄的视音频信号通过3G网络发送给架设在电视台的接收服务器,服务器将接收到的视音频码流解码成视音频信号输出,或将接收到的码流保存为文件。
在基本原理的基础上,具体产品的实现却有着很大的不同。我频道从2009年的10月份起,接触了一家以色列公司的设备(国内代工),并在我频道的直播新闻栏目《都市报道》中采用至今。在今年的CCBN(2010)上,笔者也特别留意了我国国内几家视频技术公司的3G传输/直播系统,以作比较。

三、我国厂家推出的产品系统
  目前国内已实现产品化的厂家只有不多的几家,比如大洋、新奥特、索贝、艾迪普等,其系统结构也都差不多,如下:


图2 3G传输/直播系统结构


  在发送端,可以有两种方式(业务模式)。一种是手机方式,记者使用3G手机进行拍摄,并使用安装在手机上的客户端软件,经3G网络上网(互联网)实时上传至架设在电视台的接收服务器。由于单张3G手机卡本身的上传带宽(400k左右)的限制,实时传送的视频质量比较低,只适合在屏幕上开窗使用。另一种是摄像机方式,记者使用专业摄像机拍摄,信号通过模拟AV接口输入3G接入设备编码,再通过3G网络上传至接收服务器。摄像机模式下,上传码流的实时带宽决定于3G接入设备的实时编码效率,目前可以达到500k左右,略优于手机上传的方式。


图3 3G接入设备

  在三家3G网络中,联通的W-CDMA网络的基站分布广,站点多,信号带宽稳定,3G终端的用户数也最多,故各家的3G传输/直播系统都选择了W-CDMA网。3G传输/直播系统的客户端在和服务器端建立了通讯后,上传视音频信号,经W-CDMA基站无线接入至3G网络,再经网关路由器、互联网,最终传送至一个固定的公网IP。

  位于公网IP上的接收服务器在接收到客户端的码流后,可实时解码监看或输出SDI信号,或是将视音频流录制保存成文件,以便后期编辑制作。接收服务器(群)可处理多个3G客户端的上传请求,并可以多路实时输出。服务器端具有一定的媒体管理功能。

四.以色列live U30 3G传输/直播系统
  摄像机拍摄的(或笔记本电脑播放的)视音频通过1394接口接入live U30,经过H.264编码后传输。或者,任何USB移动设备上的任意格式文件,由live U30接入3G网络、无线网络、互联网,以FTP方式传回服务器端。

  live U30的系统结构如图4:


图4 live U30 3G传输/直播系统结构

  live U30可以设置是否选择使用3G网络,或者使用Wi-Fi、WiMax无线网络传输数据流。在3G模式下,live U30可以同时使用8张3G卡(最高可以扩展到16张卡),可以是W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA或是三者的任意组合。live U30对三种网络的各张卡的上行数据链路进行测试,从中选择信号带宽较为稳定的链路建立数据通讯链接。传输过程中live U30可以实现实时的数据流量均衡。


图5 live U30发送单元

  数据流被发送至一个公网IP上的接收端,接收端需安装接收软件(需授权)进行数据包的组装和视音频解码重放。便携的接收端可以是一台笔记本电脑,实现实时监看或保存文件。使用一台带有Decklink卡的工作站,安装了接收软件后即可实现实时的监看、文件保存与节目输出。

五.各有千秋
  通过在今年的CCBN上和各个厂家的着重交流,再结合这半年来在实际使用live U30中的一些经验,笔者觉得:在编码、信道这些方面live U30技术较为领先,而国内几个厂家则在接收、编辑和管理等方面有着先天的优势。
信源输入

  live U30有两个1394输入接口,标配下支持DV格式的视音频输入,若选配专业板卡后可以支持SDI或是复合信号的输入。live U30另有4个USB接口用于文件传输,1个以太网接口以及键盘、鼠标、显示器、耳麦等计算机接口,用于外接计算机进行高级别的管理和设置。如图6:


图6 live U30输入输出接口

  live U30支持的工作方式有两种,一是将来自1394接口的视音频流进行编码、发送,二是发送USB设备上存储的任何类型的文件。不支持手机拍摄方式,不支持与媒体文件相关的信息元数据上传。(当然你可以传回一个TXT文档,但是它和你上传的视音频文件没有任何关联)。优点就是支持高画质的视频文件格式的输入,比如SDI格式(需选配)。另外,live U30支持数据传输时的双向通话功能,拍摄端可以通过耳麦与演播室保持实时沟通,而不会影响到数据的传输。


图7 live U30文件传输界面

  国内的3G传输/直播系统在手机拍摄模式时,由于受到3G手机镜头自身的局限,无法提供高分辨率的信源。其优点是在3G手机上安装了客户端软件,在拍摄、上传素材的同时,一些简单的文字信息可以同时传回台里,比如拍摄时间、地点、关键字、拍摄者(报料人)或是被采访人等等。这些信息都会保存在媒体数据库中。客户端软件同时也支持记者的登录认证、身份识别等管理功能。


图8 3G手机客户端软 件界面

  在采用摄像机+3G接入的方式时,对模拟AV信号输入的支持,使信源图像质量有所提高。但3G接入终端无双向通话功能,直播时需另采用其它通讯方式与演播室保持沟通。

编码

  live U30在编解码方面非常的专业,支持多种视频编码传输格式,MPEG-4、FLV、WMV,或更高效的H.264。在信道条件允许的情况下,可提供QCIF、D1、HD(需选配)等高画质,支持25fps或30fps帧频,多种音频编码格式,以应用于现场直播、节目后期制作等不同需求。live U30的主要技术参数如表2。

  但live U30的高画质编码延时问题却十分突出,实际测量的最大值竟达到了10秒以上,这在直播互动中是无法忍受

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