麗水市廣播電視總臺滕青

淺談3G網(wǎng)絡技術(shù)在電視信號傳輸中的應用

麗水市廣播電視總臺滕青

當今電視媒體面臨著多重的挑戰(zhàn)，除了要應對同類媒體其他電視節(jié)目的收視爭奪，還要與互聯(lián)網(wǎng)等新興媒體搶占受眾，客觀環(huán)境和內(nèi)在需求迫使電視媒體急需提升節(jié)目質(zhì)量，吸引更多觀眾，在這樣的背景下，通過引進各種新技術(shù)來豐富節(jié)目內(nèi)容，提高電視媒體的反應速度，是較為有效的方法。近年不斷更新技術(shù)系統(tǒng)，積極引進新技術(shù)手段以更好輔助節(jié)目制作，麗水市廣播電視總臺將3G技術(shù)應用到電視新聞傳輸中，極大提高了對突發(fā)新聞的時效性，獲得極好的評價。

一、3G網(wǎng)絡技術(shù)介紹

3G是第三代移動通信技術(shù)的簡稱，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)，能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務。目前在我國的三大通訊運營商分別采用了國際電信聯(lián)盟確定的三種標準：中國移動的TD-SCDMA、中國聯(lián)通的WCDMA和中國電信的CDMA2000。我們選擇了網(wǎng)絡覆蓋比較成熟的中國聯(lián)通WCDMA來傳輸電視信號。

WCDMA全稱為WidebandCode DivisionMultipleAccess（寬帶碼分多址）的英文簡稱，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來的3G技術(shù)規(guī)范，是一種第三代無線通訊技術(shù)。目前只有中國聯(lián)通采用這種3G通訊標準。

二、利用3G網(wǎng)絡技術(shù)進行電視信號傳輸

由于3G網(wǎng)絡技術(shù)為提供一個較高的帶寬，利用這個帶寬，可以嘗試把電視信號采用H.264編碼壓縮，得到一個合適的碼流，利用通訊運營商的提供3G網(wǎng)絡服務來進行電視信號的傳輸。

3G網(wǎng)絡傳輸設備主要有以下部分：發(fā)射端和接收端兩部分組成，發(fā)射端包括攝像機和3G發(fā)射器，接收端包括數(shù)據(jù)接收流媒體服務器和視音頻解碼器。

1.利用3G網(wǎng)絡傳輸電視信號的流程

發(fā)射端將攝像機采集的信號進行壓縮編碼后，通過3G網(wǎng)絡傳輸?shù)浇邮樟髅襟w服務器，用戶可通過視音頻解碼器實時監(jiān)看傳送的內(nèi)容，或者也可以通過點播接收流媒體服務器中的視頻文件，然后通過視音頻解碼器輸出SDI信號，用于節(jié)目后期編輯制作。

2.用3G網(wǎng)絡傳輸電視信號的優(yōu)缺點

相比于傳統(tǒng)的電視信號傳輸手段，3G網(wǎng)絡傳輸電視信號，有其特有的優(yōu)勢:

①信號傳輸不受時間和空間的限制。3G網(wǎng)絡傳輸具有全天候，只要在有3G網(wǎng)絡信號覆蓋的范圍內(nèi)，就可以隨時隨地傳輸信號，并且可以實現(xiàn)在運動中進行傳輸。這一點是傳統(tǒng)電視傳輸方式無法比擬的。

②傳輸設備簡單，使用方便。3G傳輸設備的信號發(fā)射端由兩部分組成，分別是壓縮編碼設備及發(fā)射設備。編碼設備和發(fā)射設備可以做到較小，而且功耗極低，利用攝像機上的大容量電池即可實現(xiàn)長時間的傳輸。發(fā)射端設備即開即用，只要連接上3G網(wǎng)絡，一般無需進行設置、調(diào)整等操作。體積小、重量輕，非常適合單人使用。

雖然3G傳輸方式有很多優(yōu)點，但它畢竟不是專門為電視傳輸開發(fā)的技術(shù)，其缺點也很明顯：

①易受使用環(huán)境影響，信號發(fā)送端和接收端過于依賴3G網(wǎng)絡。由干3G傳輸方式并不是電視信號的專屬傳輸方式，只是利用了3G業(yè)務的帶寬，與一般手機用戶并無區(qū)別。3G傳輸設備的發(fā)送端和接收端過于依賴通訊運營商的網(wǎng)絡進行傳輸，制約了傳輸?shù)牟糠朱`活性，在無3G網(wǎng)絡覆蓋的環(huán)境下，或者3G網(wǎng)絡環(huán)境較差的時候，電視信號可能無法進行傳送。

②帶寬不足是3G傳輸?shù)淖畲笕秉c。目前中國聯(lián)通的WCDMA方式理論速率應該是最大，上行速率5.75M.下行速率21M左右，但實際運行時上行速率在1.2M以內(nèi)，實測穩(wěn)定值約700K～800K，與傳統(tǒng)衛(wèi)星傳輸方式，動輒8M～9M碼流還是有很大差距的。在低碼流的條件下進行傳輸，信號必須通過壓縮編碼，這樣做必然帶來圖像質(zhì)量下降。

三、3G網(wǎng)絡傳輸設備應用方式的探討

針對3G傳輸原理及優(yōu)缺點的分析，首先不建議把3G傳輸方式用于直播，只能用于直播傳輸通道的備份，宜于小范圍使用。建議作為電視信號傳輸用，作為原由電視信號傳輸方式有益的補充。其次，與通訊運營商合作進行3G傳輸設備的深入研發(fā)，盡量彌補設備的缺點，增加設備使用的靈活性。

由于3G網(wǎng)絡傳輸?shù)纳舷滦兴俾适遣粚ΨQ的，下行速率較快，上行速率較慢，而3G網(wǎng)絡在電視信號傳輸中的應用，主要使用其上行速率。在3G網(wǎng)絡中，目前國內(nèi)中國聯(lián)通WCDMA的上行速率理論值在5.75Mbps，優(yōu)于移動的TD-SCDMA上行速率理論值在1.6Mbps和電信CDMA2000上行速率理論值在1.8Mbps，具體各制式速率如下表：

而目前在3G的實際應用中，單卡情況下聯(lián)通WCDMA上行速度在1.2Mbps左右，電信CDMA2000上行為500kbps，移動TD-SCDMA上行為384kps，而在H.264編碼的前提下，電視信號的傳輸需要1.5Mbps或以上的碼流，單卡傳輸速率達不到要求。目前主要采用多卡捆綁的方式，通過鏈路聚合技術(shù)來提高通道的傳輸速率。多卡捆綁方式不僅可以將速率提升到600K～1.5Mbps左右，而且由于可采用不同運營商3G卡的組合，形成多鏈路傳輸，使傳輸?shù)馁|(zhì)量得到更好的保障。

四、3G網(wǎng)絡傳輸設備的使用現(xiàn)狀

隨著3G網(wǎng)絡傳輸技術(shù)的發(fā)展，利用3G網(wǎng)絡進行電視信號傳輸?shù)募夹g(shù)作為一項新技術(shù)，在實際使用中也出現(xiàn)了一些問題，有待以后技術(shù)進步加以解決。

3G網(wǎng)絡設備的使用中實際情況，即在1M碼流傳輸信號時也有可能出現(xiàn)靜幀，而圖像質(zhì)量只能達到VCD的標準，勉強可以用于直播。在2M碼流傳輸信號時圖像質(zhì)量不流暢，畫面經(jīng)常出現(xiàn)馬賽克，但圖像質(zhì)量能達到DVD的標準，可以用于電視節(jié)目制作用。目前3G網(wǎng)絡傳輸設備只能作為電視素材傳輸用，通過3G網(wǎng)絡傳輸設備的內(nèi)置緩存功能，將編碼的數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡延長傳輸時間，將數(shù)據(jù)傳送到接收流媒體服務器中，然后通過客戶機點播接收流媒體服務器中的素材，從視音頻解碼器中得到流暢高質(zhì)量視音頻信號，用于電視節(jié)目的后期編輯制作。

2013年我們對3G網(wǎng)絡設備進行了廣泛的應用，并先后完成救火英雄尹智慧、省兩會、龍泉特大坍塌事故等信號傳輸，3G傳輸設備發(fā)揮了巨大的作用，改變了原有的電視傳輸方式。