宋薇薇

（作者單位：河南電視臺）

2015年鄭開國際馬拉松賽直播信號傳輸方案設計與實踐

宋薇薇

（作者單位：河南電視臺）

摘 要：本文從移動信號傳輸方案、轉播車級聯(lián)系統(tǒng)、數(shù)字微波與光纜傳輸測試、移動中繼車、通話系統(tǒng)設計及直播信號調度方案等方面，介紹2015年鄭開國際馬拉松賽直播信號傳輸方案的設計與實踐。

關鍵詞：移動信號傳輸；級聯(lián)；數(shù)字微波；轉播車；直播信號傳輸

河南電視臺原有標清八訊道、六訊道轉播車2臺，標清衛(wèi)星直播車1臺及四訊道高清EFP 1臺。以節(jié)省設備購置成本，提高系統(tǒng)擴展性和兼容性為出發(fā)點，2012年河南電視臺對原有的標清八訊道轉播車進行高清改造，2014年完成對衛(wèi)星直播車的高清改造。八訊道轉播車和衛(wèi)星直播車都保留了原有的車體，將內部車體結構、系統(tǒng)設備進行優(yōu)化和改造。改造后，承擔了河南臺很多常規(guī)節(jié)目的錄制和直播，可以適應復雜多變的節(jié)目制作環(huán)境。2015年3月29日，河南臺在新聞頻道成功直播了2015年第九屆中國鄭開國際馬拉松比賽。

1 直播方案

河南臺早在標清車的時代，就已經(jīng)成功全程直播過四屆鄭開國際馬拉松賽，在轉播技術和微波傳輸方面，積累了很多寶貴的經(jīng)驗。移動信號微波傳輸基本實現(xiàn)了全程無斷點，無盲區(qū)。與往屆不同的是，此次馬拉松賽要實現(xiàn)全程高清信號直播，并且增加了直升機航拍、微型攝像無人機等外來高清攝像信號輸入；賽道半程終點處增加了1個ENG云臺機位；終點處搭建了小型演播室，主持人在里面對比賽進行全程解說，并對獲獎選手進行訪談，這些都為直播增加了難度。高清直播流程圖見圖1。

圖1　高清直播流程圖

本屆馬拉松比賽的起點設在鄭州鄭開大道白沙服務區(qū)處，在起點搭建有啟動儀式主席臺，鳴槍點，一架警用直升機在空中航拍啟動儀式氣球放飛過程全程監(jiān)控。河南臺6訊道標清轉播車需要架設5個固定機位拍攝啟動儀式，1個固定機位拍攝新聞記者現(xiàn)場報道，外來信號主要有1路警用直升機上無線微波傳輸單機畫面、1路移動傳輸車上PGM高清下變換信號（2路摩托車，1路移動中繼車固定機位）、終點8訊道高清轉播車回傳PGM信號。音頻信號輸入主要包括現(xiàn)場調音臺通過音頻綜合纜輸入現(xiàn)場聲和主持人話筒2路AES信號，移動中繼車上1路環(huán)境聲音AES信號，8訊道回傳的PGM加嵌聲音信號。

此屆馬拉松賽的終點設在開封市區(qū)的龍亭廣場，廣場上設有頒獎典禮舞臺，在廣場對面200 m處，搭建了一個80 m2的直播演播室，主要用于全程比賽解說和賽后采訪。河南臺在終點處停放了3輛高清轉播車，完成此次直播任務。8訊道轉播車相當于信號的“總控”，調度所有外來信號和六訊道上變換高清PGM信號，同時架設6個固定機位拍攝頒獎典禮，EFP架設3個固定機位拍攝演播室，與8訊道級聯(lián)，聯(lián)通公司直播車上光纜傳輸為直播主路信號，另有衛(wèi)星直播車為直播備用信號。

EFP此次和8訊道轉播車以級聯(lián)方式連接，1號綜合纜實現(xiàn)音頻信號、2路通話、時間碼和TALLY/UMD的級聯(lián)，2號綜合纜實現(xiàn)3路攝像機信號的級聯(lián)，3號綜合纜實現(xiàn)同步與PGM信號反饋。具體級聯(lián)方式見圖2。EFP上需要進行幾項設置：TALLY，通話系統(tǒng)設置為從SLAVE，時間碼LTC選擇外來，同步方式選擇外來。監(jiān)看SDI信號從8訊道后端SD接口板TL2口接1根200 m視頻線到演播室顯示器上。按現(xiàn)場解說要求，監(jiān)看信號為HD FB1信號，在8訊道XY矩陣面板上為其選源，然后通過跳線到AXON（艾菘） HXT10視頻板卡中進行下變換處理，后端子板上標清輸出。

8訊道高清轉播車此次相當于整場直播的總控中心，承擔信號的總調度，節(jié)目錄制和直播節(jié)目信號的最終輸出。8訊道現(xiàn)場供電采用市電和發(fā)電機雙路供電方式，在市電突發(fā)故障時，UPS電源可保證全車不斷電工作30 min，給電源倒換留有時間。

8訊道的信號來源主要有：6個固定機位信號，半程終點處1個ENG云臺無線攝像機信號，終點處1個無人攝像機

信號，EFP級聯(lián)綜合纜信號，1路移動微波傳輸PGM信號，1路后半程光端機接受中繼車PGM信號，起點6訊道標清PGM主備加嵌信號。8訊道的信號輸出主要有：標清PGM主備返看信號光纜傳輸?shù)搅嵉溃琍GM信號主備2路輸出到網(wǎng)通直播車光端機送播出機房，PGM信號主備2路輸出到衛(wèi)星車，矩陣FB視頻標清信號送80 m2演播室監(jiān)看。音頻信號輸入主要有：固定機位現(xiàn)場調音臺綜合纜2路AES信號，EFP上2路級聯(lián)國際聲AES信號，移動中繼車上現(xiàn)場調音臺1路AES信號，起點六訊道處PGM 2路加嵌信號。音頻信號輸出包括：主備各2路PGM的AES信號送網(wǎng)通光端機，主備各2路PGM的AES信號送衛(wèi)星車，主備各2路AES信號加嵌的PGM信號送起點6訊道。如圖3所示。

圖2　級聯(lián)方式

圖3　信號來源與輸出流程圖

此次馬拉松比賽的移動攝像機信號傳輸以COFDM調制技術的2GHz無線微波傳輸為主，終點和起點之間鋪設光纜，傳輸完成起點6訊道PGM信號傳輸及8訊道PGM信號回傳。具體方案為：起點、終點處各有1套無線微波接收基站，半程終點處有微波接收和發(fā)送基站各1套，開封市內金明廣場處有接收光端機1套，并由光纜傳輸?shù)浇K點8訊道處。移動機位共有3個，其中2個摩托車上各1個無線單機，移動中繼車車后固定機位1個。移動中繼車上無線接收設備先接收2個無線單機信號，經(jīng)切換臺1級切換，將PGM視頻信號和1路現(xiàn)場收聲AES信號經(jīng)微波發(fā)送基站發(fā)送出去。馬拉松全程42 km，考慮到微波信號直播期間可能受各種因素干擾，在運動員跑在起點至不到10 km時，移動信號微波發(fā)送到起點接收基站，在10～30 km時，半程終點處的接收基站打開接收移動信號和云臺ENC單機信號，并發(fā)送給終點的接收基站，進8訊道系統(tǒng)調度；30 km后進入開封市內，移動信號微波發(fā)送給金明廣場光端接收設備，并由光纜傳輸?shù)浇K點8訊道處。如圖4所示。

圖4　起點6訊道PGM信號傳輸及8訊道PGM信號回傳圖

2 轉播心得

2.1 直播安全

河南臺的直播技術人員在賽事直播前7 d就開始進行移動微波的發(fā)射和接收測試，并進行移動直播技術的演練和協(xié)調。

河南臺此次直播移動信號傳輸租用以COFDM調頻技術的2GHz無線數(shù)字微波傳輸設備為主。其優(yōu)點是頻率較低，波長較長，可分多頻點傳輸，具有較強的繞射能力，適合在城市地區(qū)使用。

3臺單機信號采用3套Nucomm公司的CamPac 2數(shù)字微波發(fā)射設備進行短距離無線傳輸，另2套與之匹配的四分集接收機Newscaster DR。

賽事直播的PGM信號從8訊道向聯(lián)通直播車光端機和衛(wèi)星車同時傳輸，每一路傳輸2路主備PGM視頻信號和4路主備AES音頻信號，直播采用了2個傳輸鏈路，光纖鏈路為主，衛(wèi)星鏈路為輔。

2.2 微波傳輸測試步驟

此次馬拉松比賽直播采用了多路無線微波傳輸，所需設備很多，其中有些是河南臺的原有設備，其他如移動中繼車、無線收發(fā)基站均為租用公司設備。在比賽開始前，河南電視臺技術人員按步驟對所有設備進行調試和信號測試。

2.2.1 設置設備參數(shù)

將視音頻信號分別接入2個發(fā)射基

站中；各發(fā)射基站采用相同的射頻發(fā)射頻段，但發(fā)射頻點間隔盡量拉大（至少50MHz）；各發(fā)射基站的調制方式、編碼方式、時隙格式及發(fā)射功率等參數(shù)均設為相同；3個接收基站檢查天線位置及下變頻器工作狀態(tài)，接入監(jiān)視器查看；3臺單機信號的CamPac 2數(shù)字微波發(fā)射設備及四分集接收機Newscaster DR，進行調整菜單設置調制方式、發(fā)射功率、輸入/出格式及MPEG選項等參數(shù)的設置，接收端接監(jiān)視器。

2.2.2 實地測試

賽事提前3 d，轉播車到位，模擬各種環(huán)境分別進行測試，如移動中測試、傳輸距離測試、遮擋環(huán)境下測試等，從轉播車上實時觀測傳輸質量。

3個架設發(fā)射和接收基站的地點和金明廣場光端接收地點是測試重點，必須要保證相鄰2個微波接收點交界處前后接收到的信號有一定的距離重疊。這樣在比賽正式進行過程中，既能保證兩端信號進行接力式切換時，比賽全程的電視直播信號能夠連續(xù)不斷，又能滿足馬拉松比賽時第一梯隊和其他運動員拉開距離時，有足夠的機位信號可以滿足轉播畫面豐富性的要求。在起點6訊道和終點8訊道轉播車之間的鄭開大道路段，提前鋪設了30 km長的光纜，保證回傳信號不受干擾。

2.3 幀同步的使用

為賽事直播需要，此次馬拉松比賽調用了河南臺的標清6訊道轉播車，視音頻信號的接入、上/下變換、PGM信號輸出就由4臺FA-9500多功能信號處理器組裝的飛行箱設備完成。FA-9500多功能信號處理器，既有強大的多類型、多格式視音頻信號互相轉換的功能，又有卓越的幀同步功能，并能對視頻畫面質量進行自動優(yōu)化，還可以實現(xiàn)音頻信號的加嵌和解嵌，性能非常全面，完全滿足了此次直播信號處理的需要。

在終點處，8訊道高清轉播車上外來信號很多，主要用車上標配的6臺哈里斯Harris X85多通道視音頻處理/幀同步機來完成信號處理和同步工作。每臺X85可以通過車后端子板接口接入1路帶音頻嵌入的HD/SD信號，每路外來信號經(jīng)過視音頻處理后，視頻分成1路HD進切換臺，1路HD和1路SD進視頻矩陣，音頻分2路AES聲道，1路進音頻矩陣，1路進跳線板。

8訊道以X85幀同步機處理外來視音頻信號為主，如果某臺同步機有故障發(fā)生，可以將外來高清視頻信號跳線到空閑的AXON HXT10板卡上。完成幀同步功能后，輸出HD/SD信號各1路，再將輸出HD信號跳線輸入切換臺，可以快速完成信號的應急處理切換。值得一提的是，8訊道高清車在改造期間，選用了艾崧（AXON）公司的6塊HXT 10板卡，其中2塊用作應急2×1開關處理主備PGM視頻信號，并輸出到監(jiān)視器和后端子板，其他4塊用作處理矩陣的多路PGM信號HD/SD/ANG，輸出后端子板TL1-4口。另有4塊DIO 24音頻加嵌板卡可以和HXT 10板卡綁定，通過電腦端AXON管理軟件，選擇綁定哪塊板卡、增益大小、加嵌路數(shù)等。每塊DIO 24板卡可以嵌入4聲道數(shù)字音頻。

2.4 通話系統(tǒng)設置

馬拉松比賽直播過程中，8訊道是攝像機位調度的總控中心，導播需要和起點6訊道、移動中繼車、EFP車、80 m2演播室及無線攝像機等處通話保持暢通，隨時調用機位畫面，同時相關的工作區(qū)制作人員也都要聽到PGM音頻和導演之間的交流。根據(jù)以往的大賽直播經(jīng)驗，需要用到固定電話、手機、無線對講等多種通話接入方式得以實現(xiàn)。8訊道轉播車上通話系統(tǒng)以Clear-Com Eclipse 32全雙工數(shù)字通話矩陣為核心，完全滿足了此次馬拉松比賽通話的需要。

如圖5所示，導播臺下電話接口接2臺固定電話負責起點6訊道和播出機房通話；Trunk口接2路EFP車級聯(lián)通話；移動中繼車GSM手機電話接入矩陣通話；Freespeak無線通話基站接2路，外連2個無線腰包負責與80 m2演播室主持人、現(xiàn)場音頻通話；Motorola無線對講基站在車頂加高增益天線和吸盤天線，4個無線對講機給無人攝像機、ENC云臺攝像、現(xiàn)場導演和衛(wèi)星車處通話。通過對Clear-Com導播臺32路通話面板的設置，以上所有工位工作人員都可以與導播實現(xiàn)雙向通話。

圖5　通話系統(tǒng)設置圖

3 結語

2015年鄭開國際馬拉松比賽圓滿結束，對這場賽事的直播，既是對河南臺現(xiàn)有技術設備、直播技術水平的一次考驗，也是需要和其他公司、單位不斷進行協(xié)調的系統(tǒng)工程。通過此次轉播，積累了寶貴經(jīng)驗，也增加了信心，為將來轉播更為復雜、更為精彩的節(jié)目做好準備。