【摘要】 介绍了临沂广播电视台4K超高清转播车的建设方案，分析了转播车音视频技术架构，重点介绍了转播车的新媒体制作系统，并分析了该转播车的技术特点。
【关键词】 4K 超高清转播车 IP 系统架构 新媒体制作系统 技术优势
临沂广播电视台为响应国家广电总局和山东省政府关于“超高清电视产业发展”相关实施方案的要求，提前储备必要的4K超高清节目源，提高临沂台4K超高清电视制播能力，经市政府批准，于2021年启动4K超高清IP转播车的建设工作，目前车体改造已经完成。
转播车总体设计完全满足《4K超高清电视节目制作技术实施指南（2020版）》和《中央广播电视总台4K超高清、高清电视节目同播技术规范》（2020版）要求，可制作技术参数为“3840×2160/50P/10bit，BT.2020色域， HLG HDR”的4K节目并能下变换后进行高清播出。
转播车按B类车体标准进行设计，采用进口二类直挂底盘，单侧拉厢体结构,整车总长12米，总高度4米，宽度2.5米。厢体内分别规划出音频区、导演区、技术区和新媒体区等工作区，能够满足8+2+N讯道+移动新媒体制作平台最终规模的整体要求。
转播车的视频系统配置为8个实配讯道（其中1个讯道支持多倍速高清拍摄），预留2个扩展讯道，还可接入8个无线讯道。2个扩展讯道（其中1个用于3倍速以上拍摄），设计时预留了接口和线路敷设。8个无线讯道（可通过跳线盘或矩阵共用外来接口及网关设备），按4个4K图传讯道+4个5G 4K讯道进行设计布线，目前按4个无线图传高清讯道+1个5G背包高清讯道进行实际配置，车顶安装相应的聚合天线，车内敷设好相应的连线与接口。转播车的视频系统以“IP+基带”方式进行系统架构设计，系统建成后完全符合SMPTE ST 2110 4K非压缩标准的要求。
转播车的音频系统能够满足台方8声道传输录制要求，
其中1-6声道用于传输5.1环绕声制作所需的音频信号，7-8声道用于传输现场立体声制作信号，所配调音台均具有现场5.1环绕声制作能力。
同时，本方案的音视频系统还具有新媒体生产制作和快速发布的能力，配备了必要的生产工具、制作软件和推拉流设备。
一．具体音视频技术方案如下
1.音视频系统架构
转播车的视频系统通过配置主备核心交换机和管理系统，实现从摄像机到切换台的IP信号传输，通过72x72 12G矩阵将12G信号作为备份。以IP核心交换平台和SDI矩阵为中心的4K超高清主备信号链路，提高系统的安全性。具备外场高清及4K超高清电视转播和电视节目录制功能。转播车视频系统设计以HD/UHD-4K内核为基础，以1台多格式切换台为核心，8+2套UHD-4K摄像机为主要信号源，输入/输出端配置 12G/4×3G/3G/HD/SD/IP /HDMI等多种接口和处理设备，来获得外部主要格式的视音频信号。
向车外提供12G/4×3G/3G/HD/SD/IP/HDMI等多种格式的信号，系统以主备IP核心交换平台为信号调度中心，输出端采用下变换方式兼容HDR和SDR信号输出，并支持加嵌功能。系统设计可实现超高清UHD-4K、高清标准直播功能，UHD-4K、高清录制功能，新媒体直播功能。兼容并支持12G/4×3G/3G/HD/SD/IP/HDMI等多种信号格式的传输和信号处理。
音频系统采用主备调音台设计，具备8通道音频的录制和输出能力，支持5.1环绕声现场制作。
切换台输出的IP信号经网关设备转换后作为主路信号进行4K节目录制与超高清、高清节目信号输出，矩阵输出的12G信号作为备路信号进行4K节目录制与超高清、高清节目信号输出。
放像信号与外来信号，经过视分、解嵌、帧同步后分别进入矩阵和IP网关，高标清格式的先通过视频矩阵的上下交叉变换板卡进行上变换、色域转换后再通过视分、解嵌、帧同步分别进入矩阵和IP网关。
系统建成后符合SMPTE ST 2110 4K非压缩标准的要求。系统视频图如图1。
图1
2.新媒体制作系统
为响应媒体融合，落实移动优先战略，本车配备一套新媒体制作系统。该系统体现出新媒体对节目灵活制作、突破地域限制、互动性强、发布迅速的总要求。配备了适合新媒体需求的制作系统、混合网络聚合与拉流推流系统、无线图传系统、5G背包传输系统等新媒体制作系统的功能，支持多格式多路输入输出、多人连线、多格式信号源切换、在线包装、调音、实时抠像、信号回采录制、节目单播出等功能。该制作系统非车内固定安装，在转播车无任务时可以单独外出进行新媒体直播。系统支持移动、电信、联通等运营商的4G、5G多卡混合使用，并能将背包传至台里公网服务器的信号同时再传到转播车里，必要时实现演播室与转播车互动。配备拉流推流设备，满足直播互动的需要。采用无线图传系统，可以实现转播现场的移动拍摄和讯道扩展，每台图传接收设备配置2副接收天线，一副安装在转播车车顶，另一副非固定式便携使用。采用5G背包传输系统，实现了转播现场的移动拍摄和讯道扩展。
综上所述，临沂广播电视台新建设的4K超高清转播车具有先进性、可靠性、稳定性、易用性、兼容性和可扩展性等特点。
二．转播车具有如下技术优势
1.先进性
系统设计主动面向先进技术发展要求，系统采用先进的IP架构，充分利用了IP网络的双向传输、多数据流传输和多格式数据流兼容等特性优化系统结构；系统设计兼容4K-IP、4K-12G、3GHD-SDI、HD-SDI、SD-SDI 和流媒体信号，即在节目制作过程中，可以同时输出4K-IP、 4K-12G、3GHD-SDI、HD-SDI、SD-SDI、流媒体信号，使得系统适用于传统媒体、新媒体等多种平台场景；采用ST 2110 IP标准架构，保证系统使用先进性。
2.可靠性
系统设计具备多种安全备份技术、应急处理机制；系统功能完善、架构及流程合理，并具有一定冗余和容错能力；应急处理流程简捷规范，能确保迅速排除故障。同时在整体框架的构成、系统的接口和相应的系统设备等方面都预留有充足的扩展空间，能够满足临沂广播电视台时政、综艺、简单体育赛事等各类节目的现场直播和节目录制，并能够与台方现有演播室、转播车等相连对接，适应未来相当长一段时间内的电视台工作需求。
3.稳定性
4K超高清转播系统的整体构架安全可靠，能够确保高稳定性的运行；核心系统及关键设备均采用主备架构，不存在单一崩溃点；系统具有故障自动检测、自动恢复能力；应用管理系统具备容错和应急能力，重要环节节点均采用1+1备份形式，系统信号能够自动无缝切换，能够充分保证系统运行的可靠性和稳定性。
4.易用性
转播车系统设计充分兼顾操作习惯和使用特点，操作界面使用方便，界面友好。系统设备操作直观简易、易于掌握，系统信号调度系统设计合理，能够实现灵活调配。
5.兼容性
本系统的信源处理以及末级输出等满足4K/高清视频制作的要求，系统的设计具有良好的灵活性，4K超高清转播系统输入输出接口具备较好的兼容性,输入输出接口能够兼容高清视频信号、模拟音频及数字音频信号，并可以通过软件与固件升级的方法，适应日后行业的数据要求。本方案的前端摄像机、中心切换台、末级的4K转HD下变换，全部采用了统一的品牌，保证了从信号源到切换、到最终输出的信号一致性和色彩还原最优化，避免了4K/HDR和HD/SDR节目质量下降。
6.可扩展性
转播车设计着眼于技术发展的前瞻性，并充分兼顾了临沂台业务需求和技术进步，在保证基本配置的前提下，充分预留了扩容和升级的空间，充分预留设备扩展空间与信号接口,以保证将来可以进行如讯道增加、收录设备扩展、增加EVS慢动作接入等需要。车尾预留了10路外来12G/HD信号的输入端口、以及16通道的音频接口、TALLY接口、4路通话接口等，可以方便将来跟其他转播车或演播室进行级联使用，极大的扩展了本车的使用范围。车内预留了8路以上的12G/HD信号的输入端口、音频输出端口等，可以方便的在车内连接其他设备。车内预留了PWS-4500 4K4通道和EVS 4K 6通道慢动作服务器的线缆和接口，方便后期追加购买后连接入系统使用。车内预留了1台字幕机的线缆和接口，方便后期追加购买后连接入系统使用。
目前，转播车正在建设中，建成后将会完全满足台内各种制作需要。满足时政类、综艺类、简单体育赛事类等节目的现场直播和节目录制；满足以4K节目制作为主，为以后的4K超高清播出储备符合技术要求的节目源；满足下变换高清输出，实现4K超高清与高清同播；满足培养技术人员对4K超高清节目的制作能力；满足台方新媒体生产制作需求。
临沂广播电视台4K超高清IP转播车的建成，将有力的推动我台广播电视事业发展，促进传统媒体和新媒体的深入融合，更好的服务于我市党委政府的各项宣传工作。B&P