【摘要】 根据据淮安市广播电视台融媒体转播车的功能定位，讨论融媒体转播车视音频系统的设计与系统架构。
【关键词】 融媒体转播车 视音频系统 融媒体 系统级联 高标清兼容
为了能够向电视观众呈现丰富多彩的高清电视节目，并且适应更多群体在各移动终端观看的新模式，淮安市广播电视台实施了融媒体平台项目。其中，电视融媒体转播车系统是该项目的主要组成部分。2018年1月淮安广播电视台在媒体融合的环境下规划设计融媒体转播车系统的建设，作为我台融媒体平台的主要组成部分，下面笔者根据融媒体转播车的功能定位，着重讨论其视音频系统的设计与应用。
一．融媒体转播车的功能定位
融媒体转播车主要是由视音频系统、同步系统、通话系统、配电系统以及周边设备集成的一个大系统。其中由摄像机、切换台、矩阵、调音台、在线包装系统、收录系统等功能模块组成了视音频系统。
我台融媒体转播车的定位，不仅根据原有标清电视转播车和高/标清EFP在使用中存在优缺点，还要考虑到我台经济情况，最终结合节目部门对融媒体转播车定位有如下几点：
1．融媒体转播车的系统至少满足我市的重大新闻、综艺节目、体育比赛等活动的现场录制和直播等任务，需具备多路/多格式信号的接入和处理能力，多通道录制/慢放、多级级联联制作的能力；
2．转播车所配备的视音频系统能够满足融媒体大厦中300平方米和1000平方米演播厅与转播车的控制和级联要求，同时转播车的通话系统能够，应对不同种类大型节目制作中，多工种分组和统一指挥要求；
3．需要具备媒体融合能力，信号可灵活调配，可在技术区、录像区、慢动作区、音频区选择调度信号；可与互联网特别是移动互联网上的新媒体实现实时信号交换，以视音频、图文字幕、大屏幕背景等方式实时呈现电视转播现场与新媒体用户间的互动。
4．备大场面调度指挥、制作的能力，可与其他转播车实现多车级联进行节目制作，与现有的节目包装系统、虚拟演播室系统协同工作，具备多路PGM信号独立切换、多种声道组合、多版本图文字幕包装、多路信号单挂录制的能力。；
5．具备处理和记录多声道（8声道以上）音频节目的能力。
二．总体方案设计
融媒体转播车以安全、灵活、稳定、可靠、经济为主要原则，来设计转播车的相关系统。本系统主要核心设备（模块）采用1+1的方式来备份；关键设备配置交叉双电源；并且，系统中的主要模块支持热插拔；防止切换台、矩阵等核心设备主备设备均出现故障造成系统瘫痪，避免主备设备故障造成直播事故采用跳线的方式来应急操作；系统具备较强的扩展能力；同时考虑兼容现行的多种格式信号制作能力。
1.系统功能
系统具有录制和直播的功能
（1）视频制作标准：整体设计为高清系统，编码标准为1080/50i；系统以纯高清内核，采用上下变换满足标清制作需要，可同时制作2套不同的高/标清节目。
（2）系统配置高清摄像机10台，其中2台是无线传输；视频切换台为2ME、2DSK，分级输出；高清矩阵进行信号源调度；随信号源调度，源名、TALLY指示自动跟随，实现动态管理；配置高清帧同步器和上变换器，以调用外部信号。
（3）完善的备份措施：主要设备采用1+1备份方式，避免单一馈点；关键设备配置主、备电源，模块及电源可热插拔，便于维修；切换台、矩阵等核心设备的输入输出均采取上跳线的方式，以备备份设备出现故障时的应急操作。
（4）多通道录制：时钟控制器输出标准EBU时码作为系统时码，分配到多通道录像机、P2录像机、多轨道硬盘录音机等设备，有效地解决多通道录制时码同步的问题。
（5）多系统级联：高清系统中扩展信道、现场飞行箱、微型摄像机等系统的级联问题。
（6）冗余及可扩展性：配备足够多的输入输出接口，满足不同格式的信号需求；较强的系统扩展能力，预留充足的扩展扩容裕量；具备多格式制作能力，兼容现行的标清数字信号格式。技术特点：以高清为主兼容新媒体相关需求，同时支持上/下变换制作。监看信号动态调度。支持多路网络（有线网络，4G，Wi-Fi，微波）同时进行数据传输，采用H.264编码，传输码流最高可达8Mbps；提供B.B，Tri-level，EBU标准时码等同步信号；支持IP组网等多种通话方式；动态系统源名自动跟随。
2.技术特点
以高清为主，兼容高标清制作，具备系统级联能力。高清制作采用16∶9监看，标清制作采用4∶3监看，监看信号动态调度。
支持多路网络（有线网络，4G，Wi-Fi，微波）同时进行数据传输，采用H.264编码，传输码流最高可达8Mb/s；提供B.B，Tri-level，Word-clock，EBU标准时码等同步信号。
采用动态UMD源名自动跟随的Tally提示系统进行指示切换，且多种通话方式共用一种解决方法，让指挥调度更加轻松。
技术难点在于高标清信号的兼容问题，采用纯高清内核，新媒体互动信号（移动端、PC端）格式与系统不统一问题，为了解决格式输入与主系统不统一问题，配以8路外置上下变换器，提供各种格式的输入输出信号。
三．各系统的架构
融媒体转播车车体选用汕德卡，带有底盘水平平衡检测功能；总车长12m，厢体长度约9.5m，外部总高度约4 m，宽约2.5m；车厢体内部高度非侧拉区域不小于1.95m（尽量增加内部高度）；单侧拉厢长度6.88m，侧拉厢深度1.23m，侧拉厢实用高度1.85m。
图1 转播车配电图
1.动力系统
为了保证转播车电力系统（转播车配电图详见图1）能够持续稳定的供电，满足转播车运行需求车的配电系统包括隔离变压器、配电控制盘、UPS（承担稳压和备用供电作用）、直流电源、充电机、照明系统等等，设有自我诊断功能，电源输入具有欠压/过压、过流以及三相交流电相位的检测，装有漏电检测、报警以及缺相告警。
2.车内布局
车内采用横向布局，从车头到车尾内部空间分为音频区、导演区、技术区，以及车尾设备区。
技术区操作台主要安装了
音频区具有独立空间，并进行了隔音、吸音等声学处理，可以满足立体声制作、记录和监听需求。
导演区操作台包含了主副导演的工位、字幕工位以及慢动作导演工位，在此区域主要安装了切换台主/备切换面板、应急切换器、字幕机，EVS慢动作控制盘等设备。
图2 转播车平面布局
技术区共有6个标准机柜并且有前后两排操作工位，前排操作工位是安装在4个机柜中部，用于摄像机控制、录像机操作等工位，对应后排是安装融媒体折叠工位，用于互动直播、4G信号回传、多屏信号发布等，其余2个机柜为设备强冷机柜，放置同步机、切换台主机、周边板卡机箱等关键设备（车内布局图，侧面图详见图2、图3）。
图3 转播车侧面布局图
各类电缆盘、光缆盘，各类线缆接口箱和小型监视器、车体控制操作面板（安装在20U高的19英寸标准机柜）等设备均安装车尾设备区。
3.视频系统
（1）综合考虑到我台节目制作的需求，经过摄像机比较，最终选择索尼 HDC-2580，索尼的HDC-2580能够提供TRUNK功能（相当于扩展一倍外来信号的输入），同时支持升级1080/100i拍摄（可传输两倍速画面视频）。我台转播车摄像机迅道数为8（有线摄像机讯道）+2（无线摄像机讯道）的配置。同时配备6个18X标准镜头，2个14X广角镜头，24X中焦镜头和40X长焦镜头各1个。
无 线 摄 像 机 配 备 兰 新 的 L X -HD1600S的数字微波传输系统，工作频段为300MHZ-5.8GHZ，内置H.264 4:2:0/4:2:2编码器和DVB-T6、7、8MHz,采用COFDM编码正交频分的调制方式，这样能有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。
图4 转播车视频框图
（2）视频切换系统通常有两个方案：一种为“切换台+矩阵”；另一种是双切换台。配备双切换台系统中，利用切换台辅助输出母线来替代矩阵信号调度的功能，根据我台节目需制作需求的增加，同一节目需求多格式、多屏幕的信号输出，这就导致对切换台M/E级数≥2级（主台3级、备台2级）、输入输出口的多格式处理和输出能力提出了很高的要求，相对于“矩阵+切换台”的来说投入费用相对较多。
基于以上考虑，我台方案是选择”矩阵+切换台”（转播车视频系统框图详见图4），转播车选用了1台48路输入，24路输出的Kahuna 4800系列多格式数字视频切换台，支持4K、高清、标清等视频信号格式，该系列切换台的每一个输入输出端口都支持用户编程定义的上变换或下变换，并支持4K、高清、标清视频混合切换；配备一台Platinum MX多码流数字矩阵，最大支持128*128（实际使用72*64）承担着信号自由调配，多通道录像机和慢动作信号源的选择，同时满足技术区、导演区、音频区的自由调度；本系统设计为纯高清内核，因高清和标清两种信号的输入、输出，采用4台Imagine X100处理信号格式。
切换台、视频矩阵和画面分割器利用Tally/UMD技术将其虚拟成一个大矩阵，实现联动。系统提供SNMP协议，支持GPI输入，电脑通过以太网接口可以灵活设置保存并即时调用相当数量的预设值（转播车系统网络控制图 详见图5）。为了提高系统的安全性，矩阵配置主、备交叉点模块且将主要信号源也接入到矩阵，矩阵的应急输出接入到二选一开关的输入。
（4）车尾设备区配置了丰富的外接I/O接口，为了方便的和其它演播室、转播车、信号传输车、广播音频车、非编网等系统进行互联互通系统尽可能多预留视音频、网络信号、通话等输入输出接口。
图5 转播车系统网络控制图
（5）为了满足媒体融合、全媒体互动的需求，转播车支持将移动端画面和PC端画面等非传统演播室设备的信号接入，同时，也能够将社交网络、网站等平台的数据实时导入展现。
（6）多通道录像机能够满足同一节目多种信号格式录制的需求以及摄像机单挂的需求，便于后期深度精加工。
4.音频系统
为了保障转播车音频系统的稳定性、可扩展性配备双调音台。以Soundcraft的Vi作为主调音台，其支持本地24路输入，16路输出，具备处理立体声和多声道节目的能力，音频录制迅道不少于8路，以Soundcraft的ESi1为备调音台。另外配备了接口箱，接口箱模拟音频输入不少于16路，模拟音频输出不少于8路。调音台具备2个Dante接口，接口箱通过光缆与调音台相连，这样可以连接远距离的音频系统。
Soundcraft的Vi1数字调音台与接口箱之间不仅支持多功能缆连接还可以光纤连接。光纤连接是通过Soundcraft原厂协议实现多路音频信号的网络传送，实现指定端口的前置增益、幻象电源、相位反转、低通滤波器、内置限幅器等参数设置和调整以及音频信号采集、路由控制、信号监控、效果制作、混合和编组输出等功能，ESi1调音台作为音频系统的备用设备（系统详见图6）。
图6 高清转播车音频系统框图
5.Tally提示系统
TAlly系统是转播车中重要的子系统，在运用的过程中会运用到TSLUMD协议（该协议支持RS422/485、UDP、TCP等多种传输方式）。采用动态源名跟随方式；具有三色显示（红、黄、绿），通过不同的颜色提示来辨别当前状态，红色为播出状态，黄色为预监及矩阵选择录制等提示，绿色为其它常态提示；为了满足级联节目制作的便利性，转播车可通过TALLY分配器提供并行TALLY的输出接口；作为从系统，外部系统的TALLY信号通过输入接口（GPI）接入到转播车系统；满足6路以上的外来信号TALLY要求。
6.周边系统
（1）配置通话矩阵、对讲机等设备，可根据工种之间需求支持分组组网通话。
（2）为了处理模拟复合、VGA/DVI/HDMI等非常规的信号的格式转换、帧同步、音频解嵌等处理任务需要配置1台计算机视频转换器BEM-4。
（3）转播车后排空间配备了图文包装工作站和融媒体折叠工位，通过互联网接入台内融媒体演播室。同时，能够实时接收微博、微信、移动端（“两微一端”）和门户网站互动信息以及多屏信息发布。
7.注意事项
转播车正常情况下独立承担着转播或录播工作，但为了应对大型综艺活动或体育活动时需要级联组成一个超大型转播系统，因此在方案制订过程中除了常规事项外，还需要考虑实际使用中遇到以下几个问题：
（1）通过转播车预留的相关(视音频、同步、TALLY 等接口）的输入输出接口完成车与车或车与EFP级联组成的超大型转播系统，接口按信号的双向传输配置，在级联工作时必须注意电位差造成的信号干扰（合理使 用 视 音 频 隔 离器 ） ， 电 位 差 能够 使 设 备 的 端 口受损。
（2）通讯问题是级联工作时需要考虑的重点，我们在使用EFP与车级联时，因EFP是2013年建成使用模拟通话矩阵系统与车上通话矩阵系统不能够直接联接，因车上通话系统只有网络口可扩展，根据通话系统的工作原理将改成网口+卡侬（一端是网口一端是卡侬接口）对接线，通过网口+卡侬实现EFP与车的通话。通过使用我们发现，这种方式的通话质量让人满意，常规级联制作没有问题。
（3）电力系统方面，本身设计的交-直流两用电机便于在无动力电源下能够驱动侧拉箱进出以及绞线盘工作，我们在使用中发现后仓的绞线盘电机只接入了交流电源，必须在所有的电缆收好才能断掉动力电，在户外使用带来大大不便， 最终也只能重新布线将直流电接入电机。
四．结语
随着城市建设的发展和媒体融合时代受众对转播的多屏化、互动性的要求，电视台采用具备制作和传输功能于一体的融媒体转播车作为必备的技术支撑。融媒体转播车的建设对于淮安广播电视台是一项很重要的项目。本车以高清/标清数字电视技术、设备网络控制技术等，以“矩阵+切换台”的灵活配置实现资源的动态共享和多重备份。在技术系统的建设中，没有最好的方案，只有最适合 的方案。我们需要认真分析目标与需求，并结合自身的情况与特点，度身定制、量体裁衣，提出最适合自己的方案，只有这样才能取得最满意的结果。
参考文献
[1]曹旻,曹俊颀,顾品.无锡广播电 视 台 高 清 电 视 转 播 车 系 统 设 计与实现[J].视听界(广播电视技术)，2016(04):40-47.
[2]宋建红.高清电视转播车的视频系统设计与研究[J].中国传媒科技,2012(06):72-73.
[3]赵圣杰.新一代高清电视转播车系统架构及设计思路[J].电视技术,2014,38(22):92-95+108.
[4]何奕钊.高清电视转播车智能化监控增强设计探讨[J].现代电视技术,2012(06):78-81.