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【摘要】传统电视外场直播受光缆、卫星等通信技术成本高、环境适应性弱等因素影响，面临诸多问题。而在外场直播中借助移动通信网络，就突破了时间、地点还有环境的限制，借助移动通信网络实时回传高质量的视音频信号，从而解决在不同场景下随时随地的进行直播的问题，优势非常明显。本文通过分析移动通信网络的技术优势，传统外场直播技术面临的问题，提出利用移动通信网络传输视音频的解决方案并结合笔者所在单位的具体应用，对移动通信网络技术在电视外场直播中的应用展开探讨。
【关键词】移动通信;4G;5G;电视外场直播
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..038
1. 移动通信网络
移动通信网络是通信网的一个重要分支，由于移动通信具有移动性、自由性，以及不受时间地点限制等特性，广受用户欢迎。在现代通信领域中，它与卫星通信、光通信并列的三大重要通信手段之一。
移动通信网络所使用的移动通信技术经过第一代、第二代、第三代、第四代的发展，目前已经迈入了第五代发展的时代（5G移动通信技术）。从4G移动通信网络开始，与之前几代移动通信网络最主要的不同就是速度快，5G较4G速度优势会更加突出，目前，通信行业已经全面掌握了4G的核心技术，据工信部发布消息，截止到2020年10月末，我国4G用户总数达到12.96亿;在网络覆盖率方面，据中国移动发布消息，中国移动在全国行政村的4G网络覆盖率超过98%，利用4G、5G移动网络的基于IP的核心网技术，接入互联网的设备实现了互联互通。因此，利用移动通信网络传输视音频信号成为了可能。
移动通信技术能够突破山区复杂地形的制约，同时受气候条件的影响比较小，另外利用移动通信网络的高覆盖率，信号的传播基本没有盲区，所以在地形情况比较复杂、气候条件比较差的地区进行直播时，利用移动通信网络传输视音频数据是个很好的选择。使用移动通信网络进行电视视音频信号的传输，一方面可以降低传输的成本，另一方面也提高了电视节目尤其是新闻报道的时效性。
2. 传统电视外场直播技术面临的问题
目前就广电行业来说，传统的外场直播主要使用光缆和卫星，其在系统架构、成本、操作方法、便携性、应用场景等方面存在很大差别。使用光缆传输优点为频带宽、容量大，缺点为接入不便，不能在移动中传输;使用卫星传输优点为覆盖区域大，通信距离远，相对机动灵活，缺点就是发射控制技术相对复杂，投入和使用成本较高。
从实际采访情况出发，多数视频传输设备偏大偏重，准备时间偏长，尤其是卫星转播车更受路况、资源申请、操作复杂等影响，更加重了运营成本及外出采访的难处，很多临时发生在较偏远地区或路况糟糕地区具有重大新闻价值的大事件，往往错失良机，能够随时随地采访突发性新闻一直是新闻工作者的愿望。
3. 基于移动通信网络的视频传输解决方案
利用现有移动通信网络以及电视直播业务需求，国内外相关厂商也提供了相应的解决方案。以某L公司的4G直播系统为例，它主要由4G移动终端（即4G背包）、4G移动网络、接收服务器以及控制中心等组成，如图一所示：
4G背包负责将现场的视音频信号实时编码压缩并切分编码后的数据流，然后选择合适的网络（可以是中国移动、中国联通、中国电信、WIFI、Ethernet中的任一或其组合）将数据流传送给接收服务器;接收服务器负责将接收到的切分数据流进行合并最后解码输出SDI信号供后续系统使用。设备控制中心通过网络浏览器去远程管理和控制直播设备和直播通道，它可以帮助台内技术人员实时控制和监测各路信号的直播情况。
该4G直播传输系统的核心技术在于链路聚合以及码流切片传输功能，利用该技术使得编码传输设备能够组合多个调制解调器或者有线、无线网卡（如TD-SCDMA，WCDMA，CDMA2000，WiFi，Ethernet等），将多个不可靠的、低速链路组合成一条可靠的宽带上行链路用来传输实时视音频节目。它的工作原理为：将多个上网模块汇聚在一起，形成一个逻辑端口，以实现出/入流量吞吐量在各成员模块的负荷分担，设备根据用户配置的负荷分担策略决定数据包从哪个上网模块转发。当设备检测到其中一个成员模块的链路发生故障时，就停止在此模块上发送数据包，并根據负荷分担策略在剩下的链路中重新计算数据包的发送模块，故障模块恢复后再次担任收发模块。链路聚合在增加链路带宽、实现链路传输弹性和工程冗余等方面是一项很重要的技术。例如：在某特定的时间和地点，假如某个运营商的移动网络质量较差、而其他的网络质量尚可，则编码传输设备就可以使用网络质量较好的链路继续传输。由此可见，网络链路聚合技术可以通过使用各运营商的一个或多个网卡保证传输链路的质量。
由以上可以看出，4G直播系统借助目前遍布各地的移动网络通信，将现场实时拍摄的视音频回传到演播室，供节目直播使用。该系统较其他视频传输设备最大的特点是远程控制、多信道捆绑，兼容不同制式网络和大部分网络环境;其次利用4G网络传输每次使用仅需要支付上网流量费用，相较卫星传输动辄几千上万的传输费用，从运营成本上来说，使用4G传输是较为明智的选择。最后该传输设备体积小重量轻，可由单个摄影师背包携带，操作简单，实现便携、低成本、随时随地全天候直播，使电视直播摆脱对重装备、高投入的依赖，实现低成本常态化运作。
4G直播系统的随拍随传的功能具有使用简便，传输更快、采编播更从容等特点，改变了电视行业传统的工作方式。4G直播设备的应用，意味着电视转播不再受传输电缆的制约，这对电视新闻行业以及观众都具有重要意义。 4. 实际应用案例
我单位在利用移动通信网络传输视音频信号方面也做了许多积极的探索和应用，在2020年11月26日上午，江苏省抗击新冠肺炎疫情表彰大会在南京隆重举行，表彰我省为抗击新冠肺炎疫情作出突出贡献的先进个人和先进集体。当天1000名抗疫先进个人、300个抗疫先进集体代表乘礼宾车，由铁骑护卫乘坐礼宾大巴从南京鐘山宾馆前往表彰大会主会场江苏大剧院。我单位接到任务，表彰大会在我台卫视频道和公共新闻频道并机播出，其中一个重要直播环节就是要对礼宾大巴车队出发到主会场沿途进行全程电视直播，考虑到代表们所在酒店与主会场路程全长约14公里，我们在沿途共设置8个外场固定机位，再加上3个跟随礼宾大巴车的移动机位，共计11个外场临时机位。机位图如图二所示。
针对以上情况，制定直播保障方案，直播全程送至总控15路（不含主备）外来信号，根据现场条件以及我单位设备资源，对这15路信号分别采取光纤链路传输，卫星传输以及4G移动网络传输，外来信号源汇总表格如表一所示，由于外来信号数量较多，无法一次性调度至新闻演播室进行直播切换，故在总控机房临时搭建二级切换系统，将外来信号515路先送至二级切换系统，由节目人员在总控机房切换后与外来信号1～4路一起调度至演播室进行直播切换。
在整场直播中，11个外场机位均使用4G直播背包回传视音频信号，其中3个跟随礼宾大巴车的移动机位使用L公司600型4G直播背包，该型号背包内置8路4G网络模块，经网络聚合后的传输链路最高支持20Mbps视频编码，保证了在车辆行进过程中信号传输的质量。另外8个固定外场机位均使用L公司200型4G直播背包，该型号背包内置2路4G网络模块，最高支持10Mbps视频编码，满足外场使用需求。在台内总控机房配置3台接收解码服务器用于接收解码11路4G回传信号。
这次直播是典型的多机位拍摄、4G背包回传、后端切换处理的应用场景。利用4G移动网络直播技术将大范围内的不同地点、不同场景的视音频画面以低成本、高质量、高可靠的形式进行回传，统一接收调度，为观众带来最及时的精彩报道，圆满完成直播保障任务。
5. 结语
随着4K超高清频道的发展，4K制播系统相继规模化的投入使用，在面对较高的流量密度，更高的延时要求，使用4G直播设备可能力不从心，目前笔者所在单位已经开展5G直播设备的测试工作，相信在未来随着5G网络的深度覆盖，5G直播设备将成为视音频传输的主力。
参考文献：
[1]张殿富.移动通信基础[M].中国水利水电出版社，2004
[2]司续乾.关于4G技术在通信工程中的应用研究[J].中国科技博览，2017.
[3]温怀疆何光威史惠.融媒体技术[M].北京：清华大学出版社，2016：180].
【关键词】移动通信;4G;5G;电视外场直播
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.06..038
1. 移动通信网络
移动通信网络是通信网的一个重要分支，由于移动通信具有移动性、自由性，以及不受时间地点限制等特性，广受用户欢迎。在现代通信领域中，它与卫星通信、光通信并列的三大重要通信手段之一。
移动通信网络所使用的移动通信技术经过第一代、第二代、第三代、第四代的发展，目前已经迈入了第五代发展的时代（5G移动通信技术）。从4G移动通信网络开始，与之前几代移动通信网络最主要的不同就是速度快，5G较4G速度优势会更加突出，目前，通信行业已经全面掌握了4G的核心技术，据工信部发布消息，截止到2020年10月末，我国4G用户总数达到12.96亿;在网络覆盖率方面，据中国移动发布消息，中国移动在全国行政村的4G网络覆盖率超过98%，利用4G、5G移动网络的基于IP的核心网技术，接入互联网的设备实现了互联互通。因此，利用移动通信网络传输视音频信号成为了可能。
移动通信技术能够突破山区复杂地形的制约，同时受气候条件的影响比较小，另外利用移动通信网络的高覆盖率，信号的传播基本没有盲区，所以在地形情况比较复杂、气候条件比较差的地区进行直播时，利用移动通信网络传输视音频数据是个很好的选择。使用移动通信网络进行电视视音频信号的传输，一方面可以降低传输的成本，另一方面也提高了电视节目尤其是新闻报道的时效性。
2. 传统电视外场直播技术面临的问题
目前就广电行业来说，传统的外场直播主要使用光缆和卫星，其在系统架构、成本、操作方法、便携性、应用场景等方面存在很大差别。使用光缆传输优点为频带宽、容量大，缺点为接入不便，不能在移动中传输;使用卫星传输优点为覆盖区域大，通信距离远，相对机动灵活，缺点就是发射控制技术相对复杂，投入和使用成本较高。
从实际采访情况出发，多数视频传输设备偏大偏重，准备时间偏长，尤其是卫星转播车更受路况、资源申请、操作复杂等影响，更加重了运营成本及外出采访的难处，很多临时发生在较偏远地区或路况糟糕地区具有重大新闻价值的大事件，往往错失良机，能够随时随地采访突发性新闻一直是新闻工作者的愿望。
3. 基于移动通信网络的视频传输解决方案
利用现有移动通信网络以及电视直播业务需求，国内外相关厂商也提供了相应的解决方案。以某L公司的4G直播系统为例，它主要由4G移动终端（即4G背包）、4G移动网络、接收服务器以及控制中心等组成，如图一所示：
4G背包负责将现场的视音频信号实时编码压缩并切分编码后的数据流，然后选择合适的网络（可以是中国移动、中国联通、中国电信、WIFI、Ethernet中的任一或其组合）将数据流传送给接收服务器;接收服务器负责将接收到的切分数据流进行合并最后解码输出SDI信号供后续系统使用。设备控制中心通过网络浏览器去远程管理和控制直播设备和直播通道，它可以帮助台内技术人员实时控制和监测各路信号的直播情况。
该4G直播传输系统的核心技术在于链路聚合以及码流切片传输功能，利用该技术使得编码传输设备能够组合多个调制解调器或者有线、无线网卡（如TD-SCDMA，WCDMA，CDMA2000，WiFi，Ethernet等），将多个不可靠的、低速链路组合成一条可靠的宽带上行链路用来传输实时视音频节目。它的工作原理为：将多个上网模块汇聚在一起，形成一个逻辑端口，以实现出/入流量吞吐量在各成员模块的负荷分担，设备根据用户配置的负荷分担策略决定数据包从哪个上网模块转发。当设备检测到其中一个成员模块的链路发生故障时，就停止在此模块上发送数据包，并根據负荷分担策略在剩下的链路中重新计算数据包的发送模块，故障模块恢复后再次担任收发模块。链路聚合在增加链路带宽、实现链路传输弹性和工程冗余等方面是一项很重要的技术。例如：在某特定的时间和地点，假如某个运营商的移动网络质量较差、而其他的网络质量尚可，则编码传输设备就可以使用网络质量较好的链路继续传输。由此可见，网络链路聚合技术可以通过使用各运营商的一个或多个网卡保证传输链路的质量。
由以上可以看出，4G直播系统借助目前遍布各地的移动网络通信，将现场实时拍摄的视音频回传到演播室，供节目直播使用。该系统较其他视频传输设备最大的特点是远程控制、多信道捆绑，兼容不同制式网络和大部分网络环境;其次利用4G网络传输每次使用仅需要支付上网流量费用，相较卫星传输动辄几千上万的传输费用，从运营成本上来说，使用4G传输是较为明智的选择。最后该传输设备体积小重量轻，可由单个摄影师背包携带，操作简单，实现便携、低成本、随时随地全天候直播，使电视直播摆脱对重装备、高投入的依赖，实现低成本常态化运作。
4G直播系统的随拍随传的功能具有使用简便，传输更快、采编播更从容等特点，改变了电视行业传统的工作方式。4G直播设备的应用，意味着电视转播不再受传输电缆的制约，这对电视新闻行业以及观众都具有重要意义。 4. 实际应用案例
我单位在利用移动通信网络传输视音频信号方面也做了许多积极的探索和应用，在2020年11月26日上午，江苏省抗击新冠肺炎疫情表彰大会在南京隆重举行，表彰我省为抗击新冠肺炎疫情作出突出贡献的先进个人和先进集体。当天1000名抗疫先进个人、300个抗疫先进集体代表乘礼宾车，由铁骑护卫乘坐礼宾大巴从南京鐘山宾馆前往表彰大会主会场江苏大剧院。我单位接到任务，表彰大会在我台卫视频道和公共新闻频道并机播出，其中一个重要直播环节就是要对礼宾大巴车队出发到主会场沿途进行全程电视直播，考虑到代表们所在酒店与主会场路程全长约14公里，我们在沿途共设置8个外场固定机位，再加上3个跟随礼宾大巴车的移动机位，共计11个外场临时机位。机位图如图二所示。
针对以上情况，制定直播保障方案，直播全程送至总控15路（不含主备）外来信号，根据现场条件以及我单位设备资源，对这15路信号分别采取光纤链路传输，卫星传输以及4G移动网络传输，外来信号源汇总表格如表一所示，由于外来信号数量较多，无法一次性调度至新闻演播室进行直播切换，故在总控机房临时搭建二级切换系统，将外来信号515路先送至二级切换系统，由节目人员在总控机房切换后与外来信号1～4路一起调度至演播室进行直播切换。
在整场直播中，11个外场机位均使用4G直播背包回传视音频信号，其中3个跟随礼宾大巴车的移动机位使用L公司600型4G直播背包，该型号背包内置8路4G网络模块，经网络聚合后的传输链路最高支持20Mbps视频编码，保证了在车辆行进过程中信号传输的质量。另外8个固定外场机位均使用L公司200型4G直播背包，该型号背包内置2路4G网络模块，最高支持10Mbps视频编码，满足外场使用需求。在台内总控机房配置3台接收解码服务器用于接收解码11路4G回传信号。
这次直播是典型的多机位拍摄、4G背包回传、后端切换处理的应用场景。利用4G移动网络直播技术将大范围内的不同地点、不同场景的视音频画面以低成本、高质量、高可靠的形式进行回传，统一接收调度，为观众带来最及时的精彩报道，圆满完成直播保障任务。
5. 结语
随着4K超高清频道的发展，4K制播系统相继规模化的投入使用，在面对较高的流量密度，更高的延时要求，使用4G直播设备可能力不从心，目前笔者所在单位已经开展5G直播设备的测试工作，相信在未来随着5G网络的深度覆盖，5G直播设备将成为视音频传输的主力。
参考文献：
[1]张殿富.移动通信基础[M].中国水利水电出版社，2004
[2]司续乾.关于4G技术在通信工程中的应用研究[J].中国科技博览，2017.
[3]温怀疆何光威史惠.融媒体技术[M].北京：清华大学出版社，2016：180].