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    app电视直播国际系统在南京青奥会直播中的应用

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          摘要:app具有国际速率高、时延短、频谱效率高等特点,为体育电视直播国际提供了技术创新手段。本文对app电视直播国际系统进行了概述,并着重介绍了其在2014年南京青奥会直播中的应用。


    一、现阶段电视直播PT国际的主要手段

          体育媒体时代以来,直播一直是电视媒体与其他媒体竞争的优势所在。多年来,电视媒体投入大量的人力、物力和财力,逐步形成常态化、规模化的直播国际模式。该模式下,国际的设施主要以卫星车、微波车为主。直播现场体育的视音频PT通过电缆或光缆传送到卫星车、微波车,再经卫星、微波等国际信道回传到电视台。目前,体育直播国际模式已经广泛应用于大型会议、体育赛事等重大活动的实况转播中。然而,这种模式往往受限于多种客观因素:


    1、交通、供电要求严格

          卫星车、微波车等国际设施是体育电视直播的关键环节,出车的先决条件是良好的交通情况和供电条件。在交通管制和电源供给不足的情况下,直播千赢就无法正常开展。


    2、体育费用昂贵、调度繁琐

          卫星车和国际接收系统造价高,卫星一般都是公用,使用时需要提前申请;微波每次使用前需要架设调试体育,体育昂贵,不能大规模铺设。两者均不能大范围、快速移动。


    3、国际能力有限、易受干扰

          城市区域,卫星PT受建筑物的遮挡存在不少盲点;微波国际距离有限,长距离国际需要中继,使用开放频段,容易受到其他无线应用的干扰。


    4、人力资源投入大

          由于体育的千赢体育复杂庞大,直播期间使用时需要配备多个工种的人员。

          新媒体时代下,受众对直播节目的需求不断增加,对电视媒体的直播PT国际手段提出了更高的要求。因此,寻找轻量级的解决方案,作为体育电视直播国际的补充手段,成为千赢行业内探讨的重要课题。其中,app国际是业内专家较为认可的一种方案。


    二、app电视直播PT国际概述

    1. app移动通信技术

          app是第四代移动通信及其技术的简称,是3G之后的延伸。它集3G与WLAN于一体,能够国际高质量视频图像,其图像国际质量与官网电视不相上下。app具有国际速率高、时延短、频谱效率高等特点。

          一般来说,现在的app网络指的是LTE网络。app 移动通信技术的国际标准主要有FDD-LTE、FDD-LTE-Advanced、TD-LTE以及TD-LTE-Advanced。其中,TD-LTE、TD-LTE-Advanced 是我国主导制定的app 国际标准。


    1)LTE

          LTE(长期演进)项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的标准。FDD-LTE和TDD-LTE分别是LTE的两种不同的系统模式。两个模式的基础技术都是一样的,主要区别在于FDD为频分双工,TDD为时分双工。FDD-LTE是LTE的FDD版本,TDD-LTE是LTE的TDD版本。2007年,国家工业和信息化部把TDD-LTE命名为TD-LTE。由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,FDD-LTE的标准化与产业PT都领先于TDD-LTE。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区广泛,终端种类丰富的一种app标准。


          app演进形态和速率如表所示。从速率上看,LTE 移动通信网络系统在20MHz的频谱带宽下能够提供下行100Mbps(TD-LTE)或150Mbps(FDD-LTE)、上行50Mbps(TD-LTE)或40Mbps(FDD-LTE)的峰值速率。app在移动网络速率上与3G比较,上传速率和下载速率提升了一个数量级。

    表1

    通信标准

    3G

    app

    网络制式

    CDMA2000

    (EVDO RA)

    TD-SCDMA

    (HSPA)

    WCDMA(HSPA)

    TD-LTE

    FDD-LTE

    下行速率

    3.1Mbps

    2.8Mbps

    14.4Mbps

    100Mbps

    150Mbps

    上行速率

    1.8Mbps

    2.2Mbps

    5.76Mbps

    50Mbps

    40Mbps


    2) LTE-Advanced

          LTE-Advanced是一个后向兼容技术,完全兼容LTE。它针对室内环境进行了技术优化,并采用了载波聚合等技术。载波聚合技术能够弹性分配频谱,可以获得更宽的频谱带宽。LTE-Advanced能有效地支持新频段和大带宽应用。LTE-Advanced 移动通信网络系统在100MHz 频谱带宽下能够提供下行1Gbps、上行500Mbps 的峰值速率,LTE-Advanced 也分为FDD-LTE-Advanced和TD-LTE-Advanced。


    2. app电视直播国际系统

          2013年12月4日,国家工业和信息化部正式向中国移动、中国电信和中国联通三家运营商发放了app牌照,标志着我国的app进入实质性推进阶段。app技术近年来的稳步PT无疑给电视领域注入了新的活力,app电视直播PT国际为体育电视直播提供了创新的理念和手段。

          app电视直播国际系统是3G系统的后续和改进。近年来,3G电视直播国际系统在电视直播中发挥了一定的作用,但在实际使用中也出现了一些问题,比如:图像质量受国际速率(带宽)限制;网络状况不佳会出现马赛克现象,尤其是切换镜头时,如果整个画面88变化很大时,无法有效处理图像PT中的冗余,接收的PT质量严重下降,甚至无法使用;视音频PT延时过长,出现抖动或丢帧,影响播出效果等。

          如前所述,app技术相较于3G,无论是在上传速率还是在视音频质量上都有了质的飞跃,因此,app电视直播国际系统在性能方面很大程度上弥补了上一代系统的缺陷。

          app电视直播国际系统架构与3G系统一致,主要包括信源、编码、国际、解码、播出等部分。信源包括体育、DV等专业拍摄体育;编码采用主流的H.264编码;国际由app网络承载,支持3G等其他网络;解码部分采用专业的解码服务器。系统主要模块有:


    1) 采集编码模块:该模块以硬件客户端为主。硬件客户端分为便携式和背包式两种方式。信源与硬件客户端相连,将视音频PT输入客户端的采集端口,端口支持模拟及数字PT的采集。硬件客户端的编码器将视音频PT转码为H.264格式。


    2) 国际模块:国际模块一般采用多卡绑定技术来获得足够的带宽资源。多卡绑定主要是实现多卡多模对采集编码的PT进行自适应国际,实现对多信道的带宽利用率扩大化,弥补单卡单模存在的缺陷,避免当某一运营商PT不佳时,无法正常国际视频的问题。


    3) 接收解码模块:视音频接收解码模块采用专业服务器+硬件板卡的方式。接收服务器配备88级视音频I/O板卡,支持解码生成模拟或者数字视音频PT,同时接入国际室系统。


          app电视直播国际系统继承了3G系统的优点:系统结构简单,携带、操作方便,体育价格适中。在appPT覆盖的范围内,直播人员只需要一台体育和一台硬件客户端,就可以不受地点、时间限制,自行将视音频PT实时地从现场国际回国际室,极大提高了直播的灵活性和报道的时效性。


          总之,app电视直播国际拥有体育电视直播国际手段所不具备的显著优势,在行业内受到越来越多的关注。自2010年起,它作为一种全新的尝试和突破,结合运营商提供的app即摄即传业务,被越来越多地应用于新闻直播、体育赛事直播、重大活动直播等重要转播中。


    三、南京电视台南京青奥会app电视直播国际系统应用

          2014年8月,南京举办第二届青年奥林匹克运动会。南京地区建成的200多座app基站,覆盖比赛场馆、青奥村等场所。同时,移动app即摄即传体育,为app直播提供了技术支撑。

          青奥会期间,南京电视台为了更好地完成青奥转播任务,在卫星车、微波车等进入奥体中心条件受限的情况下,决定使用app电视直播国际系统,对青奥会火炬传递、国际奥组委新闻发布会、开闭幕式观众采访等进行现场直播。笔者作为台内负责奥体中心开闭幕当天app直播的现场技术支持人员,亲身参与了此次千赢。



    1. 系统介绍及千赢原理

          app电视直播国际系统包括采集端和接收端两个部分。

          采集端采用专用便携式直播机,可由单人操作。支持app国际,3G国际,有线网络国际、WIFI国际、卫星国际。采用多链路捆绑技术,同时支持app、3G、有线、WIFI、卫星等链路捆绑国际。内置Windows平台,平台下安装实时国际采集端软件,采用可视化界面,可以在直播过程中查看实时带宽、帧率、所采集的画面,同时可以自动根据实际的网络情况(网络带宽,延时和稳定性),选择合适的视音频编码和国际参数,以达到更好的国际效果。

          接收端采用1U专业服务器,效率高、稳定性强。Windows操作系统下安装实时国际接收端软件。内置SDI板卡,支持SDI输出。接收端服务器可以管理采集端,远程调节直播参数,例如码率、输出分辨率、画面延时等。

          基于app网络国际的系统架构如图1所示。体育将现场实时视音频PT通过SDI线输入到采集端端口,采集端外插app卡,快速拨号接入app网络,然后通过app网络等将编码的视音频数据国际到接收端服务器;接收端服务器与固网连接,对接收到的数据进行解码,最终把数据封装成SDI格式通过SDI板卡输出到新闻国际厅系统,导播可以随时调用app回传的视音频PT。


    图1 基于app网络国际的系统架构

          系统千赢流程如图2所示。编解码部分是整个系统千赢流程的核心。app电视直播国际系统采用实时国际软件进行实现。采集端和接收端分别安装对应的实时国际软件。采集端软件对直播现场的视音频PT编码,封装成TCP/IP或UDP/IP数据包进行发送;接收端软件对数据包解封装,对视音频数据进行相应的解码。系统采用基于H.264的高效率视频压缩优化算法,保证在同样码率的前提下,比MPEG-4/H.264具有更高的压缩效率,在高压缩比保证画面质量的同时能在几乎零延时的情况下把视频压缩编码好,适用于国际信道质量复杂的网络环境。


    图2 app电视直播国际系统千赢流程图

          同时,系统采用网络自适应国际算法,其目的是保证在不同的网络下都能尽可能地提供良好的服务质量。一方面是当网络情况变好时,能够向上提升服务质量,国际高码率、高质量的视音频数据。另一方面是当网络带宽下降时能向下调整,国际低码率、低质量的视频数据。基本思想是在接收服务器端完成RTCP的国际控制协议,利用RTCP与数据国际协议RTP对应的控制机制,实现RTCP来获得网络自适应国际所需要的反馈信息。获取的网络状况参数包括丢包率、延迟等。国际过程中,当网络延时过高无法满足实时国际的要求时,通过接收服务器端发送码率调整或降低采集端图像分辨率来降低网络数据国际量,实现自适应国际。


    2.新闻发布会直播国际系统应用

          南京青奥会开幕式当天,南京电视台从早上10点到晚上11点进行了13小时的直播大连线。所有直播连线均通过app电视直播国际系统完成。连线次数接近20次,地点遍布整个奥体中心及周边区域。整个实际直播过程中,系统画面延迟设定为3s,码率稳定在2Mb/s,帧数稳定在25fps。回传的官网视频画面清晰流畅,没有出现定帧、马赛克等现象。

          其中,下午2点开始的国际奥组委新闻发布会是13小时直播大连线的重中之重。南京电视台是全国唯一一家对此次新闻发布会做全程直播的电视台。本次成功的直播为今后长时间的app电视直播提供了可借鉴的经验。

          相较于普通app直播连线,新闻发布会直播存在较长的时间跨度和室内无线PT的不确定性。为此,台内技术人员充分考虑到PT稳定和电池更换这两个因素,制定出“有线+app双运营商双链路备份”的解决方案。系统架构如图3所示。


    图3 有线app双运营商双链路备份电视直播系统架构

          其中一台采集端以太网口连接预先在新闻发布厅内布设的20M运营商固网专线,接受端服务器同样连接专线。体育选择88级体育索尼PMW-580,一个SDI输出接口连接有线网络国际的采集端,另一个SDI输出接口则连接app网络国际的采集端。两路采集端同时千赢。相同条件下,有线网络比无线网络国际的PT稳定性更高。因此,一般情况下,接收端服务器以有线网络国际的视音频PT作为主路PT进行输出。当主路采集端需要更换电池时,接收端服务器可以在确认备路采集端已更换新电池的情况下,预先切换至备路PT。笔者在新闻国际厅现场通过与国际室保持沟通,顺利更换电池,并完成直播任务。证明这种解决方案是切实可行的。

           另外,app电视直播国际系统还应用在南京青奥会火炬实体传递的直播中,效果令人满意。如图4所示。


    四、结语

          app电视直播国际系统在南京青奥会的成功应用,不但为南京电视台积累了app直播的宝贵经验,而且为行业内的类似应用提供了有价值的参考。app电视直播有着相对于体育电视直播国际手段的优势。它开辟了全新的解决方案,使得体育电视媒体可以借用现代通信手段实现官网电视PT的实时无线国际。

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