李 強 張子力

1.2.內(nèi)蒙古廣播電視臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

在傳統(tǒng)的演播室節(jié)目制作中，攝像機通過三同軸電纜與CCU 單元相連，而在演播室外的直播節(jié)目制作中，則是通過SDI信號線或是鋪設光纜的方式把前方攝像機信號回傳到EFP系統(tǒng)。

EFP即電子現(xiàn)場制作（Electronic Field Production），它是以一整套設備連結(jié)為一個拍攝和編輯系統(tǒng)，進行現(xiàn)場拍攝和現(xiàn)場編輯的節(jié)目生產(chǎn)方式。EFP 也是電視技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物，它是一種適用于“野外”作業(yè)的電視節(jié)目生產(chǎn)方式。它必須具備的技術(shù)條件是一整套設備系統(tǒng)，包括兩臺以上的攝像機，一臺以上的視頻信號（圖像）切換臺，一個音響操作臺及其它輔助設備（如矩陣、加解嵌、燈光、話筒、錄像機等周邊設備）。

箱載EFP 設備由于與電視臺內(nèi)的演播室、大型電視轉(zhuǎn)播車相比，具有操作方便、靈活，調(diào)整簡單、直觀，可以化整為零、運輸方便快捷，有利于提高工作效率，減少節(jié)目制作的時間周期，降低成本。尤其是在城市內(nèi)的高層建筑、小街小巷以及道路條件較差的農(nóng)村山區(qū)，當節(jié)目制作的要求比較高，大型電視轉(zhuǎn)播車無法前往或達到的特殊場合和情況下，由于攝錄過程與事件發(fā)生發(fā)展同步進行，現(xiàn)場性特別強烈，這是EFP 方式最突出的優(yōu)點。因此，EFP 也可稱“即時制作方式”，又由于EFP 需多臺攝像機拍攝，所以也同“多機攝錄、即時編輯”的概念相通。EFP是最具有電視特點、最能發(fā)揮電視獨特優(yōu)勢的制作方式。因此，每一個成熟的電視臺都將EFP制作視為必須具備的能力。

SDI 信號線對距離有要求，超過100 米，信號有衰減；鋪設光纜雖解決了傳輸距離的問題，但施工成本較高，如果機位多，則布線繁瑣、場內(nèi)雜亂。介于室外節(jié)目錄制的特殊性，技術(shù)人員有考慮到用微波代替有線的方式。

1 用微波代替有線傳輸?shù)睦c弊

為解決室外直播節(jié)目錄制中，布線帶來的諸多限制因素，傳統(tǒng)的無線傳輸使用微波方式。前方攝像師配備微波設備的發(fā)射裝置，此裝置根據(jù)傳輸距離遠近的不同，功率有大有小。小的發(fā)射裝置攝像師可通過背包的方式隨身攜帶，而大的發(fā)射裝置則放在前方固定點，或放在小型移動工具上，由攝像助理跟隨攝像師移動拍攝。發(fā)射裝置都是通過SDI 信號線與攝像機相連，把前方加嵌的視音頻信號通過微波的方式，點對點無線傳輸?shù)胶蠓轿⒉ń邮赵O備中。備份最常用的就是1＋1方式，即在一端的微波設備里有兩個單元，一個作主用，另外一個作備用，當主用的單元出現(xiàn)故障，不能繼續(xù)工作的時候，通信就會自動的切換到備用的單元上進行傳輸，這樣就不會中斷通信。

此方式很好的解決了室外場地錄制中受布線的制約。在正常情況下，傳輸距離可達到公里級以上，中繼后會更遠，足可以滿足前方攝像師回傳信號的要求。而且此方式還有頻帶寬、信道容量大、干擾小、保密性好、通信質(zhì)量較高的優(yōu)點。但是，微波傳輸受天氣影響大，而且之間不能有遮擋物，大部分的微波傳輸設備都只能在通視環(huán)境下（即收發(fā)兩點之間無阻擋）建立鏈路；隨著無線設備應用的不斷增加，傳輸區(qū)域相互重疊，干擾多；損耗隨距離增大而快速增加，微波中繼通信設備復雜，一次投資較大，技術(shù)水平要求較高；使用時需要提前考察環(huán)境，天線定向、線纜布置、頻段占用情況等工作也要做一定的調(diào)整，無法做到“即到即用”，不僅限制視音頻源的獲取與傳輸，而且系統(tǒng)的可靠性和工作效率也大打折扣。

隨著現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展，我們國家在城市中基本實現(xiàn)了4G 信號的全覆蓋，有些城市已經(jīng)使用上了5G 信號?；诒憬莞咝У?G 網(wǎng)絡技術(shù)，廣電行業(yè)中的無線傳輸方式也有了新的發(fā)展和變化。

2 基于4G網(wǎng)絡技術(shù)的新的傳輸方式

4G背包是目前各大電視臺進行無線傳輸首先要考慮的方式之一，它適用于各大城市中和網(wǎng)絡信號覆蓋較好的周邊，特別是在直播報道中應用相當廣泛。

首先把攝像機通過信號線與4G 包相連，而4G 包實現(xiàn)信號傳輸則依托的就是我們目前使用的4G網(wǎng)絡。由于三大電信運營商在各地建設基站的多寡，因此對各地提供的4G 信號強弱程度也不同。為保證直播節(jié)目信號的正常傳輸，背包可以同時配備三大電信運營商提供的卡，根據(jù)當時當?shù)孛考译娦胚\營商網(wǎng)絡信號的強度，傳輸信號可在三家網(wǎng)絡間自動切換，以保證目前網(wǎng)絡狀態(tài)最好的一家被使用；也可以使三家網(wǎng)絡同時傳送數(shù)據(jù)，以保證直播信號的正常傳輸。前方直播信號通過4G 網(wǎng)絡回傳到4G 接收服務器，而4G 接收服務器則需通過運營商提供的專線接入網(wǎng)絡，最后經(jīng)4G 接收服務器解碼后再把信號送給EFP系統(tǒng)（如圖1）。

采用4G 背包進行現(xiàn)場信號傳輸，不像布線那么雜亂，也不像微波受制于點對點的限制和架設天線的繁瑣，它只需要依托目前現(xiàn)有的4G 網(wǎng)絡就可以實現(xiàn)現(xiàn)場信號的回傳，甚至可以通過公網(wǎng)實現(xiàn)信號的遠距離傳輸，方便快捷，節(jié)省資源。但對于人群比較聚集的會場、賽場等地，4G信號可能會被擠占，為保證傳輸質(zhì)量，需要先向當?shù)仉娦胚\營商申請專線，再把4G 包通過AP 設備接入4G 網(wǎng)絡，成本較大。而對于沒有網(wǎng)絡信號或是網(wǎng)絡信號覆蓋較差的地方，則無法用此種方式傳輸。

3 無線圖傳技術(shù)的特點

無線圖傳作為視音頻信號傳輸介質(zhì)越來越受歡迎，由于現(xiàn)在的無線圖傳技術(shù)可以達到無損壓縮、零延時的傳輸高清視頻信號，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，其傳輸距離也越來越遠，即插即用，為電影拍攝、電視直播場景提供了更加便捷安全的解決方案。

目前，行業(yè)中常見的無線圖傳技術(shù)為COFDM，即編碼正交頻分復用的簡稱，是目前世界最先進和最具發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)。其基本原理就是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸。編碼（C）是指信道編碼采用編碼率可變的卷積編碼方式，以適應不同重要性數(shù)據(jù)的保護要求；正交頻分（OFD）指使用大量的載波（副載波），它們有相等的頻率間隔，都是一個基本震蕩頻率的整數(shù)倍；復用（M）指多路數(shù)據(jù)源相互交織地分布在上述大量載波上，形成一個頻道。

前方攝像人員把發(fā)射端固定在攝像機上，通過SDI 或HDMI輸入與攝像機相連，內(nèi)置頻譜分析儀支持自動檢測通道頻率，確定合適的傳輸頻率，如果出現(xiàn)一個頻率信號差或被干擾的現(xiàn)象，可以馬上切換到其它頻率繼續(xù)傳輸；然后對傳輸信號進行壓縮編碼，信道調(diào)制后，通過天線發(fā)射出去；接收端則相反，天線接收信號后，對其再進行解碼和解壓縮，送入EFP 系統(tǒng)。而且雙重加密系統(tǒng)保護視頻數(shù)據(jù)防止干擾和非法接入，傳輸穩(wěn)定安全。

圖1 基于4G網(wǎng)絡技術(shù)傳輸圖示

任何一種技術(shù)都不可能達到完美的程度，無線圖傳也一樣。在戶外使用時，天氣會對信號傳輸有一定的影響；由于它也是一種點對點的傳輸方式，因此面對面使用效果最好，但是如果有大量的遮擋物，就需要采取一定的措施，來保證信號的傳輸；同時，還要考慮到使用環(huán)境的電磁波干擾等因素。

綜上所述，現(xiàn)代科技的發(fā)展，為我們在影視制作和電視直播中提供了豐富的傳輸手段，對于一般的直播報道，我們可以根據(jù)現(xiàn)有條件，選擇其中的任意一種傳輸方式，但對于大型直播活動來說，由于每種傳輸方式有其各自的特點，因此我們需要多種傳輸方式相互配合使用，來完成前方直播信號的傳輸任務。

4 多種無線傳輸方式在直播中的配合使用

以2019年內(nèi)蒙古廣播電視臺策劃的《祖國，我是你的驕傲！》大型直播節(jié)目為例，詳細描述一下這幾種傳輸方式的技術(shù)要求和特點。

由于這場全媒體大型直播活動的地點需要橫跨內(nèi)蒙古東西12盟市，12 天完成36 場直播報道任務，跨度大、情況復雜，對直播的技術(shù)要求也相當高。為了順利完成此次長周期、大密度、高難度的直播活動，內(nèi)蒙古廣播電視臺調(diào)動各種資源，多種技術(shù)手段，并進行先期技術(shù)條件測試和直播方案策劃。移動跟拍，全景航拍，直播流程不同，地點各異，從技術(shù)層面來講是個大難題，任何單一的技術(shù)手段都無法全部勝任。綜合先期測試情況，內(nèi)蒙古廣播電視臺的技術(shù)團隊最終決定采取傳統(tǒng)的微波、有線傳輸搭配4G、無線圖傳等技術(shù)，完成現(xiàn)場各機位信號到EFP 系統(tǒng)的傳輸；EFP系統(tǒng)輸出的PGM信號再采用衛(wèi)星傳送至內(nèi)蒙古電視臺300 平米演播室，經(jīng)調(diào)度切換，為包括內(nèi)蒙古衛(wèi)視在內(nèi)的各大媒體提供電視及網(wǎng)絡直播公共信號（如圖2）。

從36 個直播點中，選取2 個具有代表性的地點，對這次前方直播信號的傳輸進行分析。

阿爾山溫泉博物館是其中情況較為復雜的直播地點之一，現(xiàn)場為室內(nèi)，地形復雜，有很多眼泉水，里面還生長著許多熱帶植物，枝繁葉茂，直播時為一名主持人，配備三個機位。綜合考察和測試后，發(fā)現(xiàn)遮擋物較多，不適合架設微波傳輸，更不適合布線，最終確定使用4G 加圖傳的方式進行信號傳輸。雖然室內(nèi)臨時增加應急4G 基站，但是4G 網(wǎng)絡帶寬和容量還是有限，最終確定1 號和2 號機位采用通過4G 網(wǎng)絡+WiFi 網(wǎng)絡綁定傳送直播信號；3 號機位采用無線圖傳實現(xiàn)信號傳輸。

圖2 現(xiàn)場直播信號回傳圖示

烏蘭察布市集寧戰(zhàn)役紅色紀念園，該處直播內(nèi)容主要集中在集寧戰(zhàn)役紅色紀念園廣場內(nèi)，包括主持人出鏡，隨機采訪，合唱表演等，配備三臺攝像機和一臺無人機。前期對廣場范圍內(nèi)的4G信號情況進行測試后，發(fā)現(xiàn)三家運營商4G 信號上行速率一般，網(wǎng)絡延時較短，測試傳輸接收狀況和畫面比較流暢，但考慮到直播當天，現(xiàn)場人數(shù)上千，4G網(wǎng)絡容易發(fā)生堵塞，影響傳輸。鑒于廣場內(nèi)地勢開闊，無遮擋物，對微波掃頻測試后，發(fā)現(xiàn)700～800MHz 范圍內(nèi)沒有其它設備干擾，并滿足傳輸距離要求。結(jié)合測試結(jié)果和直播活動安排，確定兩臺主機位使用微波傳輸，一臺固定機位使用有線傳輸，無人機使用4G 背包傳送畫面。4G 接收服務器設置在集寧戰(zhàn)役紅色紀念館內(nèi)，專線寬帶接入，4G背包配置為4G 卡+有線網(wǎng)絡聚合接入，增加傳輸帶寬和穩(wěn)定性。

5 總 結(jié)

5.1 微波

微波是指頻率在300MHz 至300GHz 范圍內(nèi)的電磁波，微波通信是在微波頻段，通過地面視距進行信息傳播的一種無線通信手段。由于它發(fā)展時間比較長，在傳輸應用上技術(shù)相對成熟，目前仍被應用在信號傳輸?shù)母鱾€領(lǐng)域，特別在戶外大型直播節(jié)目中，依然是信號傳輸?shù)闹饕绞街?。微波通信是一個點到點的通信系統(tǒng)，當兩點間直線距離內(nèi)無障礙物的時候就可以使用微波通信。

5.2 4G背包

4G背包傳輸依賴三大電信運營商網(wǎng)絡環(huán)境，由于各地運營商基站分布、基站容量、信號功率等不同，導致4G 信號覆蓋、上下行速率也不同，所以使用前進行4G 信號測試是保障信號傳輸順利進行的必要前提。如果使用4G 傳輸，必須保證4G 網(wǎng)絡狀況良好，上行速率能確保30Mbps以上，4G信號分布均勻，無覆蓋盲區(qū)死角，傳輸視頻流信號測試無丟幀無卡頓，為接收服務器提供專用公網(wǎng)固定IP專線寬帶，帶寬100M以上。

使用4G 傳輸還需要考慮直播現(xiàn)場人數(shù)。如果現(xiàn)場人數(shù)過多，周邊基站容量小，會出現(xiàn)現(xiàn)場手機等終端設備搶占網(wǎng)絡資源的現(xiàn)象，造成網(wǎng)絡擁堵、數(shù)據(jù)交換不暢或者無上下行數(shù)據(jù)交換的現(xiàn)象。這種情況下，可以要求運營商對4G 網(wǎng)絡進行優(yōu)化調(diào)整（基站擴容、扇形天線方向調(diào)整、提供應急通訊車等），提供最優(yōu)網(wǎng)絡流量卡（優(yōu)先級流量卡）。如果現(xiàn)場條件允許的情況下，可以使用有線網(wǎng)絡或者WiFi網(wǎng)絡作為4G 傳輸網(wǎng)絡接入，用來增加傳輸帶寬和傳輸鏈路。

5.3 無線圖傳

無線圖傳具有無損壓縮、零延遲的特點。工作頻段若為5GHz 頻段，與WiFi 頻段一致，則在使用過程中要測試現(xiàn)場環(huán)境有無干擾。如果有同頻段及電磁波干擾，會影響視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量，出現(xiàn)馬賽克、卡頓等現(xiàn)象，出現(xiàn)上述現(xiàn)象，有干擾而且無法解決，則不建議使用圖傳設備。無線圖傳使用的理想環(huán)境是視距范圍，現(xiàn)場不宜有高樓、樹林等障礙物遮擋，如果有大面積遮擋會影響視頻傳輸。如果想在這種環(huán)境下使用，可以把接收端放在較高的位置，從而減小障礙物對傳輸?shù)挠绊?。另外也可以采取無線圖傳接力的方式，繞開遮擋物體，構(gòu)建傳輸通道。

綜上所述，我們可以根據(jù)現(xiàn)有條件和節(jié)目安排，選擇一種或幾種傳輸方式來完成直播任務。