4G技术与新闻直播的结合应用实践

孙昱伟 宁波广播电视集团

第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。4G是集3G与WLAN于一体，并能够传输高质量视频图像，它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的家用宽带ADSL(4兆)快20倍，上行的速度也能达到20Mbps，而4G设备发射端主要用于上行速率，其要求高清为5Mbps、标清为2Mbps，已经能够满足新闻媒体高标清视音频设备传输速率的要求。

一、4G设备技术概况

(一)系统构架结构

在现场端，摄像机将SDI 视音频信号通过视频线输入到发射终端，然后发射端接收视音频SDI信号进行压缩编码，打包成IP数据后通过4G无线上网卡上行，经4G网内点对点传输后，接收端通过移动4G专线将IP数据包回传至服务器，最后解码器将数据还原成SID信号通过SDI输出端口输出至总控矩阵。

(二)编解码技术

目前的4G直播系统中，主流的编解码技术是H.264(MPEG-4/AVC)，或者在其基础上做部分优化，也有极少数厂商采用了FLASH编解码技术。宁波电视台目前4G设备采用的就是H.264编解码技术。

(三)多卡捆绑

目前各厂商都采用多卡捆绑的方式，通过链路聚合技术来提高通道的传输速率。多卡捆绑方式更安全在一张卡出现故障的情况下，另外一张卡也能保障设备的正常运行，而且设备与4G网卡连接接口采用的是USE口，完全支持热插拔，在使用的过程中可以随时更换4G网卡，而且从插上4G网卡到拨号上网成功更只需要短短的十几秒钟时间就可以实现数据传输，由于可采用不同运营商4G+3G的组合，形成多链路传输，使传输的质量得到更好的保障。除了3G/4G信道传输之外，目前多数厂家都支持多链路扩展，比如海事卫星、Wi fi、Wimax等无线信道，ISDN、ADSL等有线信道，可以在3G/4G弱或者变差的时候，采用纠错和自动链路负载均衡技术，将多个不可靠的、低速链路组合成一条可靠的宽带上行链路用来保证视频节目的实时传输。

(四)打点传输功能

打点传输功能的应用基于双码流功能，对于双码流回传的高质量素材，可通过手机或者IPAD等工具进行连接预览，选取需要的视频片段进行传输，提高传输效率。在没有网络的环境中拍摄完素材后，只要找到一个有网络的地方就马上能够在第一时间通过打点传输功能，将有效的素材打点选取后更高效的通过任意网络，以高码流的形式将素材传回台里，不需要人工回送素材，更加快捷方便。

二、4G传输方式与传统电视传输方式比较

(一)优点

1.卫星转播车，车辆的购置费用较高，动辄几百万上千万，频道使用的都是台里多个频道、多个部门合用的转播车，调用起来极为不便。而且卫星转播车在使用时，队伍比较庞大，除了记者、摄像外，还需要导播、编辑等多位技术人员，在直播之前需要进行严格的设备调试和准备，耗时较长，对于突发新闻，记者很难抢到第一现场，使用需要提前申请，不灵活，城市区域受建筑物的遮挡存在不少盲点，不能大范围、快速移动；实际案例：在2014年4月4日奉化市锦屏街道居敬小区29幢居民楼倒塌的事件中，事发地位于小区中间，由于小区楼房密集环境什么分复杂卫星车无法抵达预期想要的位置，对卫星信号发射和接收造成了很大麻烦，浙江卫视和中央电视台等各大媒体都根本无法在第一时间调试连接上信号，宁波电视台新闻频派出了一组4G直播报道小组，一名摄像一名记者外加一名现场导播共3人带了一套4G设备到现场，利用4G传输技术从开机到信号传输只用了短短两分钟时间就实现了和演播室的信号对接工作，既省去了大量的人力物力资源，又能够第一时间采集到第一手资料，充分发挥了紧急情况下的新闻时效性，证明了在一定条件下4G技术已经在紧急事件的新闻直播报道中占有了重要的一席之地。

2.微波传输距离有限，长距离传输需要中继，每次使用需要架设调试设备，设备昂贵，不能大规模铺设；由于采用微波传输，频段在1GHz以上常用的有L波段(1.0～2.0GHz)、S 波 段 (2.0～3.0GHz)、Ku波段(10～12GHz)，传输环境是开放的空间很容易受外界电磁干扰；微波信号为直线 传输，中间不能有山体、建筑物遮挡；Ku波段受天气影响较为严重，尤其是雨雪天气会有严重雨衰。使用4G技术就不用考虑以上所有影响要素，足以证明其简便和灵活性。

3.光纤电缆不能大范围移动，铺设工程耗时，多点铺设费用高。而4G方式费用低，使用便捷，传输距离长，设备廉价，有运营商铺设的大规模网络，城镇区域盲点少，可以大范围快速移动。可见，电视媒体进行突发类新闻直播(传输)，或者在交通、供电条件恶劣、地形复杂的地方进行的直播(传输)，采用4G方式是一种非常好的选择。实际案例：宁波电视台新闻综合频道在2014年5月30日直播《轨道交通来了》的宁波地铁一号线首次正式开通运营的大型直播活动中，由于使用光缆无法实现地铁运行时车厢内部的直播连线活动，因此特派了4组4G直播特别行动小组参与地铁运行时车厢内的直播连线任务。活动前一天在运营商派遣的技术工程师的通力合作下，通过测试将地铁内所有的4G信号基站做了调试和优化，以保障第二天直播安全流畅进行。活动当天4G直播小组成功担任了地铁车厢内全程直播的艰巨而又重要的任务，直播全程无断点，此案例充分说名了在高速长距离移动的地铁车厢内根本无法实现利用光缆传输画面的情况下，4G技术能够充分而又完美的补充光缆的不足，完美的完成为本次直播任务，还为直播报道增添了若干精彩丰富的内容，再一次充分证明了在特定的环境条件下4G技术在当今新闻直播中所占据的不可或缺的重要地位。

(二)缺点

1.由于宁波才刚拿到4G牌照不久，很多地方新建设的基站运行还不是很稳定，有些地方在直播开始前测试信号的上行码率还是跑的很好，能够满足直播需求，但是过一段时间或者刚好等直播即将开始的时候却出现码率不稳定的现象，时常会出现间码率降的很低甚至突然没有码流怎么也跑不起来的情况，使得每次都要联系通讯公司为我们即将要做直播地点附近的基站先做好调试和优化工作，从而解决我们在直播的过程中因基站工作不稳定导致其码流上下波动较大，而出现的画面定格和马赛克现象，有时候甚至会因为调试和优化基站所需要的时间太长而影响正常的直播时间。

2.目前宁波4G(TD-LTE)网络只针对江东、海曙、江北、鄞州核心城区已完成连片区域覆盖，在一些距离核心区域较为偏远的还没有覆盖4G信号的村镇只能通过其他ETH或WIFI链路形式接入，大大的限制了其灵活性。我们在实际使用的时候经常会遇到在较偏远的村镇出现突发事件的时候就无法利用4G技术第一时间与演播室实现信号对接，必须要先在摄像机里录制好需要的素材然后找到有WIFI信号或者利用ETH接口用网线连接通过有线网络使用打点传输功能尽可能的选取有用素材进行回传，虽然有效的节约了资源和时间，但这样就无法实现现场连线的实时效果。

3.宁波移动用户已突破1000万户，在有大量4G用户在直播的同时，一起使用同一个基站的上行码流上传视频等各种大容量文件的时候就会出现相互争抢带宽的现象，容易造成设备所需上行带宽不够而导致直播无法正常进行。我们在室外广场活动做现场直播连线的时候就会碰到类似因争抢带宽而出现影响直播质量的案例发生。

三、解决问题

(一)对于基站的不稳定现象以及较偏远的村镇信号覆盖问题，相信在不久的将来，4G发展更为成熟就像现在的2/3G一样实现无缝覆盖后，一切都将不再是问题。

(二)QoS(Quality of Service，服务质量)指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是网络的一种安全机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用，或E-mail设置等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。对于抢占带宽资源的问题，只要运营商给4G网卡提供Qos保障业务，为4G上网卡提供上行资源的优先级就可以保障新闻直播的安全性。

四、总结

传统的广电设备系统复杂庞大，费用昂贵，使用时需配备多个工种人员，调度应用易受多种因素限制，寻找一种更廉价、使用更快捷方便的解决方案作为传统方式的补充，是电视媒体的需求。随着可进行数据通信和多媒体业务的4G通信技术的发展和兴起，在广播电视领域，给我们带来新的应用和运作方式。电视台新闻媒体如何利用4G技术在浩瀚的全媒体时代下的资源争夺“大战”中站稳脚跟将是十分关键和重要的环节。