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关于建立3G直播传输链路

2011-03-29 林翊 《传播与制作》


 
林翊
广州电视台

  项目背景

  在3G网络日益成熟的今天,利用随身携带的手机,记者就可实现对突发新闻的第一时间报道,我们可以用手机边拍摄、边上传,这样记者们就可以随时随地进行采访拍摄,而且实时地把现场情况回传到电视台,实现新闻的快速报道。同时,随着台内业务的发展,日后还可以利用摄像机解决方案,实现对重大事件或赛事的现场报道,在保障节目质量的同时,可节省以往使用转播车或者租用卫星等的高昂费用,能够极大的降低电视台成本投入。对于访谈类的新闻节目、互动类的综艺节目,为提升和场外专家、热心观众的互动,也可以通过手机、摄像机,利用3G直播网络予以实现,以提高节目的灵活参与性。

  总体需求

  新建3G实时报道系统需要具有高安全性和稳定性,系统应采用目前主流的网络架构及先进的设备,主要功能需求如下:

  1)新闻直播,借助目前的3G通信网络,可把现场拍摄的视频实时回传到演播室,供直播和录播使用。支持手机和支持小型便携式摄像机使用.
  2)无线网络的支持:能够支持中国联通WCDMA;
  3)可设置传输的视音频的码率、格式等基本参数、分辨率的管理和自动控制;
  4)3G直播系统延时:5秒以内;
  5)信号经3G网络回传到演播室可以SDI实时输出;
  6)具有配置与控制接口,方便技术人员在本地对3G终端进行配置和管理;
  7)能够利用3G网络,实现异地采访报道的直播功能;
  能够利用3G网络,实现异地采访报道的收录功能;
  能够利用3G网络,实现异地采访素材文件的快速回传功能;
  8)画面质量:广播级720x576分辨率;直播画面无马塞克现象; 保证传输回来的视音频信号的同步;
  9)编码方式:H.264

  设计思路和原则

  1.安全性、可靠性
  整个系统具有高可靠性和安全性的保证,有完善的应急方案。设备性能优良,并经使用达到高标准、高质量、性能稳定的产品。操作简单方便、安全可靠。系统各个部分、系统各级之间具有冗余备份措施,主要设备均达到广播级要求。 

  2.容错性
  系统具有检错、纠错能力,具有完善的备份措施。在系统出现故障时,能够在较短的时间内恢复系统运行。

  3.科学性、先进性
  整个系统设计科学先进,采用世界先进、国内外成熟的技术。 

  4.可升级性、可扩展性
  根据电视工艺流程特点,结合实际需要,保证系统功能齐全、结构清晰、扩展灵活。互联互通设计中的网络整体结构设置要求每个环节都能够扩充和升级,并保持整体结构的完整性。支持整个系统功能的软件和硬件也要具有良好的升级性、扩展性。

  5.易于操作管理、维护
  整个新闻制作系统主要用于电视台新闻节目的生产加工制作,以无带化、文件化体现流程的高效,易于操作,应急快速,便于管理,维护方便。

  6.经济性
  系统应在满足所有功能需求的基础上,具有最佳的性能价格比。

  7.开放性
  系统提供的应用软硬件具有开放性,当需要进行系统升级和二次开发时,可以开放相应的接口协议,数据格式等。

  系统设备和网络设备设计应用标准

  3G实时报道系统的各项软、硬件技术必须遵循现有的(或通用的)中国标准,若无相应的中国标准,则必须遵循国际有关技术标准。

  1.视音频编码及复用标准
  ·ITU-R BT.601数字电视编码标准。
  ·SMPTE 10 比特4:2:2 分量使用的串行数字接口SDI,及工作在4:2:2 601推荐级别下的625 行(Scan Lines) 电视数字分量,即SMPTE 125M 规定的数据电气接口标准。
  ·ITU-R BT.656-4(eqv. GB/T 17953-2000)工作在4:2:2 601推荐级别下的625 行电视数字分量,即SMPTE 125M 及EBU Tech 3267 规定的数据电气接口标准。
  ·ITU-R BT.711 供分量数字演播室使用的同步基准信号。
  ·SMPTE RP 168 为实现同步视频切换,关于场消隐切换点的规定。
  ·AES3供数字伴音工程线性表示的数字伴音数据的串行传输格式。
  ·AES11供数字伴音工程在演播中使用的数字伴音设备的同步格式。
  ·压缩视频信号的4:2:2 级规范。
  ·ITU-R BT.624 对模拟符合输出监视的规定,及SMPTE170M 规定的数据电气接口标准。
  ·MPEG-2 视频标准在数字(高清晰度)电视广播中的实施准则(征求意见稿)
  ·MPEG-2 系统标准在数字(高清晰度)电视广播中的实施准则(征求意见稿)
  ·GB/T 17975.1-2000 信息技术 运动图像及其伴音信号的通用编码 第1部分:系统
  ·GB/T 17975.2-2000 信息技术—运动图象及其伴音信号的通用编码第2部分:视频
  ·GB/T 17975.3-2000 信息技术—运动图象及其伴音信号的通用编码第2部分:音频
  ·GY/T 212-2005 标准清晰度数字电视编码器、解码器技术要求和测量方法

  系统总体设计

  系统概述
  3G移动采播系统由前端发射机(多台),公用无线网络(中国联通WCDMA)和后台接收设备组成。

  目前可利用中国联通WCDMA无线网络,在单卡/终端的情况下,可实现720×576,每秒20-25帧的音视频图像传输,并支持多卡(最多4块卡)捆绑传输。

  系统示意图

关于建立3G直播传输链路

   系统工作原理

  用户启动前端发射机和摄像头,发射机按照设定的参数自动运行,通过摄像头进行视频采集,并在本地进行压缩编码。发射机同时连接中国联通WCDMA,建立数据链路。发射机通过中国联通WCDMAI无线链路将编码后的视频信息实时传送到客户的视频服务器,运行在视频服务器的视频处理程序将接收到的视频信息重新合成,通过发布程序进行视频实时发布。同时,视频解码器从视频服务器获取视频数据,用户在监控终端中指定视频解码器的输出,视频解码器通过SDI端口对图像和音频进行输出。

  系统需支持双向语音对讲。前端发射机将音频传输到后台服务器,后台监控终端可通过监控软件直接呼叫前端发射机,前方工作人员可通过前端发射机的音频数据端口收听后方的指挥信息,实现双向语音对讲。

  系统特点

  ·基于公用无线网络(中国联通WCDMA、中国电信CDMA2000-EVDO、中国移动TD-WCDMA、WIFI)进行图像传输 [Page]
  ·实现动态图像传输、监控功能
  ·双向语音对讲
  ·支持多种观看模式
  ·支持录像功能
  ·可以全国漫游
  ·符合广电行业规范

  系统性能

  ·图像性能指标(在网络正常的情况下)
  ·WCDMA(3G网络): 分辨率为D1(720×576),20-25帧/秒,16Bit色(WCDMA网络提供的无线数据带宽一般在300-6000kbps,近似的可以认为 数据带宽=分辨率×帧率,数据带宽决定了图像的传输质量。根据反复多次的测算,在分辨率为720×576的情况下,传输的视频图像可以达到每秒20-25帧,基本实现流畅的视频回放。)
  ·中心视频服务器性能
  ·支持多路无线视频终端并发传输
  ·支持同时多路观看同一路视频图像(视有线网络带宽)
  ·支持权限管理

  系统各组成部分说明

  前端发射机
  前端发射机指执行采访任务的人员携带的终端,功能包括对前端摄像头/DV等输出的音视频信号进行采集、压缩和无线传输。
 
  功能

  ·现场音视频采集、压缩
  ·无线数据传输(中国联通WCDMA无线通信网络)

   一体化工具箱

  前端发射机,电池,充电器,连接线和专用马甲等统一放置在工具箱中,方便携带,具备防雨淋等功能。

  公用无线网络
  无线通信系统主要由中国联通WCDMA无线通信系统组成,提供一个无线数据传输网络,将无线视频终端采集的视频数据传送到客户端。

  后台接收设备
  后台接收设备包含视频数据接收服务器(含视频服务软件),SDI输出设备。

  视频数据接收服务器
  视频数据接收服务器主要功能是接收前端发射机发送回来的音视频数据,并在服务器上进行存储。视频服务器软件可同时接收至少5路音视频数据,并同时接收10个用户的访问,同时存储5路音视频数据。

  SDI输出设备
  SDI输出设备的主要作用是将视频数据接收服务器上的数字音视频信号在SDI端口上进行输出,具体控制功能由监控终端的视频管理软件实现。

  具体设备清单及需求
  投标人应按实际配置提供系统清单及说明,保证系统配置满足招标要求。由于硬件为本系统开发实施所必须的支撑,因此其规格、数量不得低于以下所给出的指标。

  以下设备为项目实施基本设备,详细设备技术要求如下:B&P

关于建立3G直播传输链路

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