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摘要：隨著觀眾的視頻觀看體驗要求日漸提高，現(xiàn)代化信息科技創(chuàng)新升級，廣播電視臺的高清直播信號傳輸技術(shù)得到了進一步發(fā)展。本文對高清直播信號傳輸技術(shù)包括衛(wèi)星傳輸技術(shù)、數(shù)字分量串行接口（SerialDigitalInterface，SDI）光傳輸技術(shù)、多業(yè)務(wù)傳送平臺（Multi-ServiceTransportPlatform，MSTP）傳輸技術(shù)、萬兆IP以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)以及其他高清直播信號傳輸技術(shù)等進行分析，深入探討各類信號傳輸技術(shù)的應(yīng)用方式，并明確信號傳輸技術(shù)的選擇方法，期望能為相關(guān)研究提供可行性參考。

關(guān)鍵詞：高清直播信號；傳輸技術(shù)；數(shù)字電視

我國廣播電視事業(yè)經(jīng)歷了從模擬電視到數(shù)字電視、從數(shù)字標(biāo)清到數(shù)字高清的發(fā)展階段，如今隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，有線電視高清化技術(shù)也在隨之提升，有效滿足了廣大觀眾的觀看需求。當(dāng)前，中央廣播電視總臺和省級衛(wèi)視等行業(yè)領(lǐng)軍電視臺，對高、標(biāo)清同播技術(shù)進行改進和提升，帶給觀眾更強的收視體驗。這其中離不開高清信號源的接收和傳輸技術(shù)的支持。因此，如何保證高清直播信號的質(zhì)量，做好技術(shù)環(huán)節(jié)的規(guī)劃和實施，是廣電技術(shù)人員所要思考的問題。本文對高清直播信號傳輸系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)手段進行研究，希望能夠為地市級電視臺的建設(shè)提供有價值的參考。

1高清直播信號傳輸技術(shù)

目前，我國電視臺的高清直播技術(shù)應(yīng)用，主要通過相關(guān)設(shè)備獲取、處理現(xiàn)場信號，再利用高清直播信號傳輸技術(shù)返送到電視臺直播間。雖然這種信號獲取方式較為復(fù)雜，但卻充分保證了信息的安全性與實時性。就現(xiàn)有實踐來看，前述高清直播信號傳輸技術(shù)主要有衛(wèi)星傳輸技術(shù)、數(shù)字分量串行接口（SerialDigitalInterface，SDI）光傳輸技術(shù)、多業(yè)務(wù)傳送平臺（Multi-ServiceTransportPlatform，MSTP）傳輸技術(shù)以及萬兆IP以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)4種。

1.1衛(wèi)星傳輸技術(shù)

在高清直播信號衛(wèi)星傳輸模式中，高清直播車對HD-SDI的標(biāo)準(zhǔn)基帶數(shù)字信號進行壓縮，生成了MPEG-2，H.264，AVS制式的數(shù)字壓縮信號，并且根據(jù)圖像的清晰度要求控制碼率。然后通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車進行調(diào)制，最后變成C波段或者Ku上行高頻波段的信號，定向傳送到衛(wèi)星。衛(wèi)星接收到信號后進行相關(guān)的處理，變?yōu)镃波段或者Ku波段的下行信號，轉(zhuǎn)發(fā)到各個有線電視的衛(wèi)星接收基站。電視臺進行解碼后再生成HD-SDI信號，傳送到演播室進行播放。衛(wèi)星傳輸技術(shù)下，高清直播信號將被高效、便捷、穩(wěn)定地傳輸，其不再只依靠電視臺直播現(xiàn)場有線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋支持，也不受限于有線網(wǎng)絡(luò)狀況是否良好[1]。因此，中央電視臺、省級電視臺在進行跨區(qū)直播時，經(jīng)常會選用這種傳輸技術(shù)以保障電視直播信號的穩(wěn)定輸出。然而，衛(wèi)星傳輸技術(shù)并非是完美無缺的，其缺點也較為突出，如受我國衛(wèi)星頻帶數(shù)量影響，衛(wèi)星傳輸技術(shù)的應(yīng)用需要耗費較高的成本；另外衛(wèi)星直播通道備份機制受限，安全性沒有有線模式高。

1.2SDI光傳輸技術(shù)

SDI光傳輸通過光纖技術(shù)實現(xiàn)，其降低了壓縮、編碼SDI基帶數(shù)字信號的煩瑣性。相較于其他信號傳輸技術(shù)，該傳輸技術(shù)輸送的高清直播信號質(zhì)量更高，還原度也更優(yōu)，更能滿足電視臺輸出高清視頻與畫面的需要。此外，依托光纖通信運作的SDI光傳輸技術(shù)擁有豐富的資源條件，比如其可利用本地廣播電臺構(gòu)建的光纖專網(wǎng)，安全、穩(wěn)定、可靠地傳輸高清直播信號，使電視臺直播間能夠為觀眾提供清晰的視頻或者畫面[2]。然而，SDI光傳輸技術(shù)也有其難以改進的缺點，如必須獲得本地有線電視信號傳輸單位的支持方能建構(gòu)光纖專網(wǎng)，且搭建專網(wǎng)時，部分直播場地還要尋求前期技術(shù)進行協(xié)調(diào)才能操作臨時布線，光纖傳輸?shù)男逝c距離成正比等。此外，受光纖遠距離傳輸?shù)纳栴}影響，遠距離數(shù)據(jù)傳輸時，必須增加色散容納度較高的光發(fā)設(shè)備，否則容易出現(xiàn)信號傳輸問題。因此，SDI光傳輸技術(shù)也存在一定的弊端[3]。

1.3MSTP傳輸技術(shù)

依托SDH環(huán)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)創(chuàng)建MSTP環(huán)網(wǎng)以傳輸高清直播信號的技術(shù)即是MSTP傳輸技術(shù)。相比其他傳輸技術(shù)，此技術(shù)延續(xù)了SDH的獨特優(yōu)勢。首先，MSTP環(huán)網(wǎng)采用的是雙向環(huán)網(wǎng)架構(gòu)，一旦某個方向上的信號傳輸斷纖抑或出現(xiàn)設(shè)備故障，高清直播信號都能從另外一方向進行環(huán)回，且信號環(huán)回的切換速度控制在毫秒級別，安全性與穩(wěn)定性都較強；其次，與互聯(lián)網(wǎng)的IP傳輸技術(shù)不同，MSTP使用的是同步數(shù)字體系，實時性強，基本不會發(fā)生丟包風(fēng)險或者延時風(fēng)險，非常利于高清直播信號的精準(zhǔn)傳輸。目前，諸多省地縣廣播電視臺都傾向于架設(shè)MSTP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來進行信號間的互聯(lián)互通，從而使這項技術(shù)的應(yīng)用范圍變得更加廣泛。然而，MSTP傳輸技術(shù)也有諸多待改進之處，比如信號處理環(huán)節(jié)復(fù)雜，涵蓋編碼環(huán)節(jié)、信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)等，以致信號的傳播質(zhì)量經(jīng)常受到影響；技術(shù)所在系統(tǒng)過于復(fù)雜，所涉設(shè)備較多，包括光發(fā)光收設(shè)備、編解碼網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備等，進而使整個信號系統(tǒng)的維護需要耗費較高成本[4]。

1.4萬兆IP以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)

現(xiàn)階段，我國各省、各地廣播電視臺都已建構(gòu)大規(guī)模的萬兆IP骨干環(huán)網(wǎng)，以為點播業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)提供支持。與普通直播信號不同，高清直播信號的傳輸要求具備安全性、穩(wěn)定性及實時性，然而IP組播技術(shù)是在用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UserDatagramProtocol，UDP）方式基礎(chǔ)上進行信號傳送的，一旦網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不良，正在傳輸?shù)母咔逯辈バ盘柣驅(qū)G包，進而大幅降低高清視頻的質(zhì)量。為此，我國各地廣播電視臺非常注重優(yōu)化IP以太網(wǎng)視頻傳播技術(shù)。經(jīng)過調(diào)整與優(yōu)化，IP以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)日漸成熟，完全能穩(wěn)定、安全地傳輸當(dāng)前的高清直播信號。此外，IP環(huán)網(wǎng)類似于MSTP，均為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具有較強的穩(wěn)定性與安全性。加上其靈活通用，只要設(shè)備集成IP協(xié)議適用，即便配置較為簡單，也能實現(xiàn)高清直播信號的傳輸與接收。

1.5其他高清直播信號傳輸技術(shù)

除上述4種使用率較高的高清直播信號傳輸技術(shù)外，近些年，我國還創(chuàng)新性地開發(fā)了一些新興的高清直播信號傳輸技術(shù)，如4G無線傳輸技術(shù)、數(shù)字微波傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)VPN傳輸技術(shù)等。相比以往的傳輸技術(shù)，這些技術(shù)多被用于傳輸移動電視視頻信號和互聯(lián)網(wǎng)視頻信號，而極少被用于傳遞高清電視直播信號[5]。通過對上述高清直播信號傳輸技術(shù)進行分析不難發(fā)現(xiàn)，每種傳輸技術(shù)都有其優(yōu)、劣勢。因此，要穩(wěn)定、安全、高效地傳輸高清直播信號，必須適當(dāng)?shù)貙煞N或者多種不同傳輸技術(shù)進行融合，使之優(yōu)勢互補。例如，光纖技術(shù)與MSTP技術(shù)結(jié)合、光纖技術(shù)與衛(wèi)星傳輸技術(shù)結(jié)合、光纖與IP傳輸技術(shù)結(jié)合、衛(wèi)星技術(shù)與MSTP技術(shù)結(jié)合等，從而使高清信號能被更安全、更穩(wěn)定地傳輸。

2高清直播信號傳輸技術(shù)的應(yīng)用

2.1衛(wèi)星傳輸技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用衛(wèi)星傳輸技術(shù)傳輸高清直播信號時，須進行如下操作。首先，將高清直播車開至現(xiàn)場，由高清直播車依據(jù)HD-SDI標(biāo)準(zhǔn)壓縮、編碼所獲取的基帶數(shù)字信號，生成可用于衛(wèi)星傳輸?shù)腗PEG2，H264，ANS數(shù)字壓縮信號。其次，按照圖像清晰度標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合衛(wèi)星帶寬資源條件，將上述生成的信號寬帶壓縮，以便數(shù)字信號能直接上傳到衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車進行調(diào)整，生成可在C波段或者Ku上行高頻波段傳輸?shù)男盘?，進而定向發(fā)送給相應(yīng)的衛(wèi)星。最后，衛(wèi)星接收信號，對其信號進行變頻、濾波等處理，形成可在C波段或者Ku下行波段傳輸?shù)男盘枺賯鬟f至有線電視臺的衛(wèi)星接收基站，使有線電視臺的機房能能夠順利獲取高清直播衛(wèi)星信號以解碼，轉(zhuǎn)化為高清視頻HD/SD信號，確保電視臺演播室輸出高清視頻。

2.2SDI光傳輸技術(shù)的應(yīng)用

SDI光傳輸技術(shù)的應(yīng)用比衛(wèi)星傳輸技術(shù)應(yīng)用簡單。首先，將高清直播車開至現(xiàn)場，將接收的SDI基帶信號轉(zhuǎn)入到HD/SD光發(fā)機內(nèi)；其次，利用現(xiàn)場所在區(qū)域的光纖專網(wǎng)，向接收高清直播信號的路由器分發(fā)信號，使信號進入電視臺；最后，電視臺利用HD/SD光收設(shè)備獲取路由器傳輸過來的高清直播信號，并將其轉(zhuǎn)碼為可直接輸出的高清視頻或者畫面，使直播節(jié)目能實時播出。

2.3MSTP傳輸技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用MSTP傳輸技術(shù)傳輸高清直播信號的過程較為復(fù)雜。首先，開至現(xiàn)場的高清直播車需要先對外輸出HD/SD高清直播信號，再利用短距HD/SD光發(fā)機設(shè)備將信號傳遞到MSTP中繼站。其次，中繼站裝配的光收機獲取光信號之后，對其進行轉(zhuǎn)換，形成便于被高清編碼器接收的HD/SD電信號。高清編碼器依照圖像質(zhì)量要求、通道帶寬要求等，將HD/SD電信號所對應(yīng)的高清視頻壓縮成MPEG-2格式、H264格式以及AVS+格式，同時將HD/SD電信號所對應(yīng)的高清音頻轉(zhuǎn)換成Dby-E格式和PCM格式。這就要求高清編碼器應(yīng)具備識別、編碼上述兩款音頻格式以及輸出時常用的杜比AC3格式、MPEG1格式以及MPG2格式的功能。部分情況下，可將Doby-E信號、PCM信號進行直接透傳。但是直接透傳極易發(fā)生音畫不同步的情況，非必要不建議使用。最后，編碼完成，形成ASI傳輸信號，再由上適配器將ASI信號轉(zhuǎn)變成滿足MSTP傳輸條件的DS3信號，利用MSTP網(wǎng)絡(luò)向電視臺機房傳遞高清信號，機房安裝的下適配器及高清解碼器將DS3信號轉(zhuǎn)換成能被演播室直接輸出的HD-SDI高清直播信號，使電視觀眾接收到高清視頻畫面。

2.4萬兆IP以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)的應(yīng)用

IP以太環(huán)網(wǎng)傳輸技術(shù)的應(yīng)用基本類似于MSTP模式。首先，高清直播車獲取現(xiàn)場高清直播信號，利用HD-SDI光發(fā)和光收設(shè)備將信號傳送到IP中繼站；其次，由中繼站內(nèi)設(shè)置的高清編碼器對高清直播信號進行重新編碼，形成可被IP骨干環(huán)網(wǎng)接收并傳輸?shù)腎P組播信號源；最后，由IP骨干環(huán)網(wǎng)主導(dǎo)，將高清直播信號傳輸?shù)诫娨暸_的機房，由機房內(nèi)置的解碼器將接收到的IP組播信號還原成穩(wěn)定的HD/SD信號，使演播室能及時將信號轉(zhuǎn)換成高清視頻畫面。

3高清直播信號傳輸技術(shù)的選擇要點

選擇傳輸高清直播信號的技術(shù)時，首先需要考慮的是穩(wěn)定性、可靠性以及有線與無線方式[6]。這就要求廣播電視臺在選擇信號傳輸技術(shù)時要嚴(yán)謹(jǐn)和慎重。在這方面需注意以下兩點。

3.1明確信號傳輸距離

信號傳輸距離不同，所選用的信號傳輸技術(shù)也不同。若信號現(xiàn)場與廣播電視臺直播室機房間的距離在15km以內(nèi)，可采用光端機設(shè)備與數(shù)字微波技術(shù)相結(jié)合的方式進行高清直播信號傳輸；若信號現(xiàn)場與廣播電視臺直播室機房間的距離在15～100km，微波直傳技術(shù)不再適用，可在光端機設(shè)備基礎(chǔ)上加裝4G設(shè)備，利用兩種設(shè)備的優(yōu)勢共同傳輸高清直播信號；若信號現(xiàn)場與廣播電視臺直播室機房間的距離超過100km，且現(xiàn)場地形過于復(fù)雜，難以使用光端機設(shè)備與微波傳輸技術(shù)進行信號傳輸，則在VPN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上聯(lián)合4G設(shè)備進行傳輸。

3.2明確信號傳輸條件

信號傳輸條件會對信號傳輸技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生極大程度的影響。若采用光端機進行信號傳輸，則需分析現(xiàn)場有無光纖網(wǎng)絡(luò)，信號與直播室機房間是否存在遮擋的障礙物，微波傳輸要求能否實現(xiàn)，現(xiàn)場周邊是否設(shè)立了4G通信基站以及能否采用4G技術(shù)進行信號傳輸?shù)葘嶋H情況。

4結(jié)語

本文以保障電視臺高清直播信號的安全傳輸為出發(fā)點，總結(jié)了4類主流的直播信號傳輸技術(shù)模式，并對每種模式的技術(shù)特點進行了深入的分析和探討，對系統(tǒng)建設(shè)過程中需要考慮的因素進行了提煉和總結(jié)，希望能給各廣播電視臺的高清直播信號傳輸提供一定的借鑒。

參考文獻：

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[2]王世強.高清直播信號傳輸技術(shù)的分析和應(yīng)用[J].傳播力研究，2019，3（26）：278.

[3]陳志堅.高清電視直播信號傳輸方式的選擇與應(yīng)用[J].中國有線電視，2020（1）：12-14.

[4]雷永鵬.高清電視直播信號傳輸方式的選擇與應(yīng)用[J].科學(xué)與財富，2021（4）：172.

[5]劉俊琪.數(shù)字電視信號傳輸技術(shù)的研究[J].科技展望，2016（10）：142-144.

[6]王安琪，劉飛，白月文.數(shù)字電視信號傳輸技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國傳媒科技，2013（8）：176-177.

作者：宋小劍 單位：蘭陵縣融媒體中心