淺談3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用

麗水市廣播電視總臺(tái)滕青

淺談3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用

麗水市廣播電視總臺(tái)滕青

當(dāng)今電視媒體面臨著多重的挑戰(zhàn)，除了要應(yīng)對(duì)同類媒體其他電視節(jié)目的收視爭(zhēng)奪，還要與互聯(lián)網(wǎng)等新興媒體搶占受眾，客觀環(huán)境和內(nèi)在需求迫使電視媒體急需提升節(jié)目質(zhì)量，吸引更多觀眾，在這樣的背景下，通過(guò)引進(jìn)各種新技術(shù)來(lái)豐富節(jié)目?jī)?nèi)容，提高電視媒體的反應(yīng)速度，是較為有效的方法。近年不斷更新技術(shù)系統(tǒng)，積極引進(jìn)新技術(shù)手段以更好輔助節(jié)目制作，麗水市廣播電視總臺(tái)將3G技術(shù)應(yīng)用到電視新聞傳輸中，極大提高了對(duì)突發(fā)新聞的時(shí)效性，獲得極好的評(píng)價(jià)。

一、3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹

3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)，能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前在我國(guó)的三大通訊運(yùn)營(yíng)商分別采用了國(guó)際電信聯(lián)盟確定的三種標(biāo)準(zhǔn)：中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA、中國(guó)聯(lián)通的WCDMA和中國(guó)電信的CDMA2000。我們選擇了網(wǎng)絡(luò)覆蓋比較成熟的中國(guó)聯(lián)通WCDMA來(lái)傳輸電視信號(hào)。

WCDMA全稱為WidebandCode DivisionMultipleAccess（寬帶碼分多址）的英文簡(jiǎn)稱，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范，是一種第三代無(wú)線通訊技術(shù)。目前只有中國(guó)聯(lián)通采用這種3G通訊標(biāo)準(zhǔn)。

二、利用3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行電視信號(hào)傳輸

由于3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為提供一個(gè)較高的帶寬，利用這個(gè)帶寬，可以嘗試把電視信號(hào)采用H.264編碼壓縮，得到一個(gè)合適的碼流，利用通訊運(yùn)營(yíng)商的提供3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)進(jìn)行電視信號(hào)的傳輸。

3G網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備主要有以下部分：發(fā)射端和接收端兩部分組成，發(fā)射端包括攝像機(jī)和3G發(fā)射器，接收端包括數(shù)據(jù)接收流媒體服務(wù)器和視音頻解碼器。

1.利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號(hào)的流程

發(fā)射端將攝像機(jī)采集的信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼后，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮樟髅襟w服務(wù)器，用戶可通過(guò)視音頻解碼器實(shí)時(shí)監(jiān)看傳送的內(nèi)容，或者也可以通過(guò)點(diǎn)播接收流媒體服務(wù)器中的視頻文件，然后通過(guò)視音頻解碼器輸出SDI信號(hào)，用于節(jié)目后期編輯制作。

2.用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn)

相比于傳統(tǒng)的電視信號(hào)傳輸手段，3G網(wǎng)絡(luò)傳輸電視信號(hào)，有其特有的優(yōu)勢(shì):

①信號(hào)傳輸不受時(shí)間和空間的限制。3G網(wǎng)絡(luò)傳輸具有全天候，只要在有3G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的范圍內(nèi)，就可以隨時(shí)隨地傳輸信號(hào)，并且可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行傳輸。這一點(diǎn)是傳統(tǒng)電視傳輸方式無(wú)法比擬的。

②傳輸設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便。3G傳輸設(shè)備的信號(hào)發(fā)射端由兩部分組成，分別是壓縮編碼設(shè)備及發(fā)射設(shè)備。編碼設(shè)備和發(fā)射設(shè)備可以做到較小，而且功耗極低，利用攝像機(jī)上的大容量電池即可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的傳輸。發(fā)射端設(shè)備即開(kāi)即用，只要連接上3G網(wǎng)絡(luò)，一般無(wú)需進(jìn)行設(shè)置、調(diào)整等操作。體積小、重量輕，非常適合單人使用。

雖然3G傳輸方式有很多優(yōu)點(diǎn)，但它畢竟不是專門(mén)為電視傳輸開(kāi)發(fā)的技術(shù)，其缺點(diǎn)也很明顯：

①易受使用環(huán)境影響，信號(hào)發(fā)送端和接收端過(guò)于依賴3G網(wǎng)絡(luò)。由干3G傳輸方式并不是電視信號(hào)的專屬傳輸方式，只是利用了3G業(yè)務(wù)的帶寬，與一般手機(jī)用戶并無(wú)區(qū)別。3G傳輸設(shè)備的發(fā)送端和接收端過(guò)于依賴通訊運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，制約了傳輸?shù)牟糠朱`活性，在無(wú)3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的環(huán)境下，或者3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的時(shí)候，電視信號(hào)可能無(wú)法進(jìn)行傳送。

②帶寬不足是3G傳輸?shù)淖畲笕秉c(diǎn)。目前中國(guó)聯(lián)通的WCDMA方式理論速率應(yīng)該是最大，上行速率5.75M.下行速率21M左右，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)上行速率在1.2M以內(nèi)，實(shí)測(cè)穩(wěn)定值約700K～800K，與傳統(tǒng)衛(wèi)星傳輸方式，動(dòng)輒8M～9M碼流還是有很大差距的。在低碼流的條件下進(jìn)行傳輸，信號(hào)必須通過(guò)壓縮編碼，這樣做必然帶來(lái)圖像質(zhì)量下降。

三、3G網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備應(yīng)用方式的探討

針對(duì)3G傳輸原理及優(yōu)缺點(diǎn)的分析，首先不建議把3G傳輸方式用于直播，只能用于直播傳輸通道的備份，宜于小范圍使用。建議作為電視信號(hào)傳輸用，作為原由電視信號(hào)傳輸方式有益的補(bǔ)充。其次，與通訊運(yùn)營(yíng)商合作進(jìn)行3G傳輸設(shè)備的深入研發(fā)，盡量彌補(bǔ)設(shè)備的缺點(diǎn)，增加設(shè)備使用的靈活性。

由于3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)纳舷滦兴俾适遣粚?duì)稱的，下行速率較快，上行速率較慢，而3G網(wǎng)絡(luò)在電視信號(hào)傳輸中的應(yīng)用，主要使用其上行速率。在3G網(wǎng)絡(luò)中，目前國(guó)內(nèi)中國(guó)聯(lián)通WCDMA的上行速率理論值在5.75Mbps，優(yōu)于移動(dòng)的TD-SCDMA上行速率理論值在1.6Mbps和電信CDMA2000上行速率理論值在1.8Mbps，具體各制式速率如下表：

而目前在3G的實(shí)際應(yīng)用中，單卡情況下聯(lián)通WCDMA上行速度在1.2Mbps左右，電信CDMA2000上行為500kbps，移動(dòng)TD-SCDMA上行為384kps，而在H.264編碼的前提下，電視信號(hào)的傳輸需要1.5Mbps或以上的碼流，單卡傳輸速率達(dá)不到要求。目前主要采用多卡捆綁的方式，通過(guò)鏈路聚合技術(shù)來(lái)提高通道的傳輸速率。多卡捆綁方式不僅可以將速率提升到600K～1.5Mbps左右，而且由于可采用不同運(yùn)營(yíng)商3G卡的組合，形成多鏈路傳輸，使傳輸?shù)馁|(zhì)量得到更好的保障。

四、3G網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的使用現(xiàn)狀

隨著3G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，利用3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電視信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，在實(shí)際使用中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，有待以后技術(shù)進(jìn)步加以解決。

3G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用中實(shí)際情況，即在1M碼流傳輸信號(hào)時(shí)也有可能出現(xiàn)靜幀，而圖像質(zhì)量只能達(dá)到VCD的標(biāo)準(zhǔn)，勉強(qiáng)可以用于直播。在2M碼流傳輸信號(hào)時(shí)圖像質(zhì)量不流暢，畫(huà)面經(jīng)常出現(xiàn)馬賽克，但圖像質(zhì)量能達(dá)到DVD的標(biāo)準(zhǔn)，可以用于電視節(jié)目制作用。目前3G網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備只能作為電視素材傳輸用，通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的內(nèi)置緩存功能，將編碼的數(shù)據(jù)通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)延長(zhǎng)傳輸時(shí)間，將數(shù)據(jù)傳送到接收流媒體服務(wù)器中，然后通過(guò)客戶機(jī)點(diǎn)播接收流媒體服務(wù)器中的素材，從視音頻解碼器中得到流暢高質(zhì)量視音頻信號(hào)，用于電視節(jié)目的后期編輯制作。

2013年我們對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，并先后完成救火英雄尹智慧、省兩會(huì)、龍泉特大坍塌事故等信號(hào)傳輸，3G傳輸設(shè)備發(fā)揮了巨大的作用，改變了原有的電視傳輸方式。