2015年鄭開(kāi)國(guó)際馬拉松賽直播信號(hào)傳輸方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐

宋薇薇

（作者單位：河南電視臺(tái)）

2015年鄭開(kāi)國(guó)際馬拉松賽直播信號(hào)傳輸方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐

宋薇薇

（作者單位：河南電視臺(tái)）

摘 要：本文從移動(dòng)信號(hào)傳輸方案、轉(zhuǎn)播車(chē)級(jí)聯(lián)系統(tǒng)、數(shù)字微波與光纜傳輸測(cè)試、移動(dòng)中繼車(chē)、通話系統(tǒng)設(shè)計(jì)及直播信號(hào)調(diào)度方案等方面，介紹2015年鄭開(kāi)國(guó)際馬拉松賽直播信號(hào)傳輸方案的設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)信號(hào)傳輸；級(jí)聯(lián)；數(shù)字微波；轉(zhuǎn)播車(chē)；直播信號(hào)傳輸

河南電視臺(tái)原有標(biāo)清八訊道、六訊道轉(zhuǎn)播車(chē)2臺(tái)，標(biāo)清衛(wèi)星直播車(chē)1臺(tái)及四訊道高清EFP 1臺(tái)。以節(jié)省設(shè)備購(gòu)置成本，提高系統(tǒng)擴(kuò)展性和兼容性為出發(fā)點(diǎn)，2012年河南電視臺(tái)對(duì)原有的標(biāo)清八訊道轉(zhuǎn)播車(chē)進(jìn)行高清改造，2014年完成對(duì)衛(wèi)星直播車(chē)的高清改造。八訊道轉(zhuǎn)播車(chē)和衛(wèi)星直播車(chē)都保留了原有的車(chē)體，將內(nèi)部車(chē)體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改造。改造后，承擔(dān)了河南臺(tái)很多常規(guī)節(jié)目的錄制和直播，可以適應(yīng)復(fù)雜多變的節(jié)目制作環(huán)境。2015年3月29日，河南臺(tái)在新聞?lì)l道成功直播了2015年第九屆中國(guó)鄭開(kāi)國(guó)際馬拉松比賽。

1 直播方案

河南臺(tái)早在標(biāo)清車(chē)的時(shí)代，就已經(jīng)成功全程直播過(guò)四屆鄭開(kāi)國(guó)際馬拉松賽，在轉(zhuǎn)播技術(shù)和微波傳輸方面，積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。移動(dòng)信號(hào)微波傳輸基本實(shí)現(xiàn)了全程無(wú)斷點(diǎn)，無(wú)盲區(qū)。與往屆不同的是，此次馬拉松賽要實(shí)現(xiàn)全程高清信號(hào)直播，并且增加了直升機(jī)航拍、微型攝像無(wú)人機(jī)等外來(lái)高清攝像信號(hào)輸入；賽道半程終點(diǎn)處增加了1個(gè)ENG云臺(tái)機(jī)位；終點(diǎn)處搭建了小型演播室，主持人在里面對(duì)比賽進(jìn)行全程解說(shuō)，并對(duì)獲獎(jiǎng)選手進(jìn)行訪談，這些都為直播增加了難度。高清直播流程圖見(jiàn)圖1。

圖1　高清直播流程圖

本屆馬拉松比賽的起點(diǎn)設(shè)在鄭州鄭開(kāi)大道白沙服務(wù)區(qū)處，在起點(diǎn)搭建有啟動(dòng)儀式主席臺(tái)，鳴槍點(diǎn)，一架警用直升機(jī)在空中航拍啟動(dòng)儀式氣球放飛過(guò)程全程監(jiān)控。河南臺(tái)6訊道標(biāo)清轉(zhuǎn)播車(chē)需要架設(shè)5個(gè)固定機(jī)位拍攝啟動(dòng)儀式，1個(gè)固定機(jī)位拍攝新聞?dòng)浾攥F(xiàn)場(chǎng)報(bào)道，外來(lái)信號(hào)主要有1路警用直升機(jī)上無(wú)線微波傳輸單機(jī)畫(huà)面、1路移動(dòng)傳輸車(chē)上PGM高清下變換信號(hào)（2路摩托車(chē)，1路移動(dòng)中繼車(chē)固定機(jī)位）、終點(diǎn)8訊道高清轉(zhuǎn)播車(chē)回傳PGM信號(hào)。音頻信號(hào)輸入主要包括現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音臺(tái)通過(guò)音頻綜合纜輸入現(xiàn)場(chǎng)聲和主持人話筒2路AES信號(hào)，移動(dòng)中繼車(chē)上1路環(huán)境聲音AES信號(hào)，8訊道回傳的PGM加嵌聲音信號(hào)。

此屆馬拉松賽的終點(diǎn)設(shè)在開(kāi)封市區(qū)的龍亭廣場(chǎng)，廣場(chǎng)上設(shè)有頒獎(jiǎng)典禮舞臺(tái)，在廣場(chǎng)對(duì)面200 m處，搭建了一個(gè)80 m2的直播演播室，主要用于全程比賽解說(shuō)和賽后采訪。河南臺(tái)在終點(diǎn)處停放了3輛高清轉(zhuǎn)播車(chē)，完成此次直播任務(wù)。8訊道轉(zhuǎn)播車(chē)相當(dāng)于信號(hào)的“總控”，調(diào)度所有外來(lái)信號(hào)和六訊道上變換高清PGM信號(hào)，同時(shí)架設(shè)6個(gè)固定機(jī)位拍攝頒獎(jiǎng)典禮，EFP架設(shè)3個(gè)固定機(jī)位拍攝演播室，與8訊道級(jí)聯(lián)，聯(lián)通公司直播車(chē)上光纜傳輸為直播主路信號(hào)，另有衛(wèi)星直播車(chē)為直播備用信號(hào)。

EFP此次和8訊道轉(zhuǎn)播車(chē)以級(jí)聯(lián)方式連接，1號(hào)綜合纜實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)、2路通話、時(shí)間碼和TALLY/UMD的級(jí)聯(lián)，2號(hào)綜合纜實(shí)現(xiàn)3路攝像機(jī)信號(hào)的級(jí)聯(lián)，3號(hào)綜合纜實(shí)現(xiàn)同步與PGM信號(hào)反饋。具體級(jí)聯(lián)方式見(jiàn)圖2。EFP上需要進(jìn)行幾項(xiàng)設(shè)置：TALLY，通話系統(tǒng)設(shè)置為從SLAVE，時(shí)間碼LTC選擇外來(lái)，同步方式選擇外來(lái)。監(jiān)看SDI信號(hào)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(chǎng)解說(shuō)要求，監(jiān)看信號(hào)為HD FB1信號(hào)，在8訊道XY矩陣面板上為其選源，然后通過(guò)跳線到AXON（艾菘） HXT10視頻板卡中進(jìn)行下變換處理，后端子板上標(biāo)清輸出。

8訊道高清轉(zhuǎn)播車(chē)此次相當(dāng)于整場(chǎng)直播的總控中心，承擔(dān)信號(hào)的總調(diào)度，節(jié)目錄制和直播節(jié)目信號(hào)的最終輸出。8訊道現(xiàn)場(chǎng)供電采用市電和發(fā)電機(jī)雙路供電方式，在市電突發(fā)故障時(shí)，UPS電源可保證全車(chē)不斷電工作30 min，給電源倒換留有時(shí)間。

8訊道的信號(hào)來(lái)源主要有：6個(gè)固定機(jī)位信號(hào)，半程終點(diǎn)處1個(gè)ENG云臺(tái)無(wú)線攝像機(jī)信號(hào)，終點(diǎn)處1個(gè)無(wú)人攝像機(jī)

信號(hào)，EFP級(jí)聯(lián)綜合纜信號(hào)，1路移動(dòng)微波傳輸PGM信號(hào)，1路后半程光端機(jī)接受中繼車(chē)PGM信號(hào)，起點(diǎn)6訊道標(biāo)清PGM主備加嵌信號(hào)。8訊道的信號(hào)輸出主要有：標(biāo)清PGM主備返看信號(hào)光纜傳輸?shù)搅嵉?，PGM信號(hào)主備2路輸出到網(wǎng)通直播車(chē)光端機(jī)送播出機(jī)房，PGM信號(hào)主備2路輸出到衛(wèi)星車(chē)，矩陣FB視頻標(biāo)清信號(hào)送80 m2演播室監(jiān)看。音頻信號(hào)輸入主要有：固定機(jī)位現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音臺(tái)綜合纜2路AES信號(hào)，EFP上2路級(jí)聯(lián)國(guó)際聲AES信號(hào)，移動(dòng)中繼車(chē)上現(xiàn)場(chǎng)調(diào)音臺(tái)1路AES信號(hào)，起點(diǎn)六訊道處PGM 2路加嵌信號(hào)。音頻信號(hào)輸出包括：主備各2路PGM的AES信號(hào)送網(wǎng)通光端機(jī)，主備各2路PGM的AES信號(hào)送衛(wèi)星車(chē)，主備各2路AES信號(hào)加嵌的PGM信號(hào)送起點(diǎn)6訊道。如圖3所示。

圖2　級(jí)聯(lián)方式

圖3　信號(hào)來(lái)源與輸出流程圖

此次馬拉松比賽的移動(dòng)攝像機(jī)信號(hào)傳輸以COFDM調(diào)制技術(shù)的2GHz無(wú)線微波傳輸為主，終點(diǎn)和起點(diǎn)之間鋪設(shè)光纜，傳輸完成起點(diǎn)6訊道PGM信號(hào)傳輸及8訊道PGM信號(hào)回傳。具體方案為：起點(diǎn)、終點(diǎn)處各有1套無(wú)線微波接收基站，半程終點(diǎn)處有微波接收和發(fā)送基站各1套，開(kāi)封市內(nèi)金明廣場(chǎng)處有接收光端機(jī)1套，并由光纜傳輸?shù)浇K點(diǎn)8訊道處。移動(dòng)機(jī)位共有3個(gè)，其中2個(gè)摩托車(chē)上各1個(gè)無(wú)線單機(jī)，移動(dòng)中繼車(chē)車(chē)后固定機(jī)位1個(gè)。移動(dòng)中繼車(chē)上無(wú)線接收設(shè)備先接收2個(gè)無(wú)線單機(jī)信號(hào)，經(jīng)切換臺(tái)1級(jí)切換，將PGM視頻信號(hào)和1路現(xiàn)場(chǎng)收聲AES信號(hào)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(hào)直播期間可能受各種因素干擾，在運(yùn)動(dòng)員跑在起點(diǎn)至不到10 km時(shí)，移動(dòng)信號(hào)微波發(fā)送到起點(diǎn)接收基站，在10～30 km時(shí)，半程終點(diǎn)處的接收基站打開(kāi)接收移動(dòng)信號(hào)和云臺(tái)ENC單機(jī)信號(hào)，并發(fā)送給終點(diǎn)的接收基站，進(jìn)8訊道系統(tǒng)調(diào)度；30 km后進(jìn)入開(kāi)封市內(nèi)，移動(dòng)信號(hào)微波發(fā)送給金明廣場(chǎng)光端接收設(shè)備，并由光纜傳輸?shù)浇K點(diǎn)8訊道處。如圖4所示。

圖4　起點(diǎn)6訊道PGM信號(hào)傳輸及8訊道PGM信號(hào)回傳圖

2 轉(zhuǎn)播心得

2.1 直播安全

河南臺(tái)的直播技術(shù)人員在賽事直播前7 d就開(kāi)始進(jìn)行移動(dòng)微波的發(fā)射和接收測(cè)試，并進(jìn)行移動(dòng)直播技術(shù)的演練和協(xié)調(diào)。

河南臺(tái)此次直播移動(dòng)信號(hào)傳輸租用以COFDM調(diào)頻技術(shù)的2GHz無(wú)線數(shù)字微波傳輸設(shè)備為主。其優(yōu)點(diǎn)是頻率較低，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，可分多頻點(diǎn)傳輸，具有較強(qiáng)的繞射能力，適合在城市地區(qū)使用。

3臺(tái)單機(jī)信號(hào)采用3套Nucomm公司的CamPac 2數(shù)字微波發(fā)射設(shè)備進(jìn)行短距離無(wú)線傳輸，另2套與之匹配的四分集接收機(jī)Newscaster DR。

賽事直播的PGM信號(hào)從8訊道向聯(lián)通直播車(chē)光端機(jī)和衛(wèi)星車(chē)同時(shí)傳輸，每一路傳輸2路主備PGM視頻信號(hào)和4路主備AES音頻信號(hào)，直播采用了2個(gè)傳輸鏈路，光纖鏈路為主，衛(wèi)星鏈路為輔。

2.2 微波傳輸測(cè)試步驟

此次馬拉松比賽直播采用了多路無(wú)線微波傳輸，所需設(shè)備很多，其中有些是河南臺(tái)的原有設(shè)備，其他如移動(dòng)中繼車(chē)、無(wú)線收發(fā)基站均為租用公司設(shè)備。在比賽開(kāi)始前，河南電視臺(tái)技術(shù)人員按步驟對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和信號(hào)測(cè)試。

2.2.1 設(shè)置設(shè)備參數(shù)

將視音頻信號(hào)分別接入2個(gè)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(diǎn)間隔盡量拉大（至少50MHz）；各發(fā)射基站的調(diào)制方式、編碼方式、時(shí)隙格式及發(fā)射功率等參數(shù)均設(shè)為相同；3個(gè)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(tái)單機(jī)信號(hào)的CamPac 2數(shù)字微波發(fā)射設(shè)備及四分集接收機(jī)Newscaster DR，進(jìn)行調(diào)整菜單設(shè)置調(diào)制方式、發(fā)射功率、輸入/出格式及MPEG選項(xiàng)等參數(shù)的設(shè)置，接收端接監(jiān)視器。

2.2.2 實(shí)地測(cè)試

賽事提前3 d，轉(zhuǎn)播車(chē)到位，模擬各種環(huán)境分別進(jìn)行測(cè)試，如移動(dòng)中測(cè)試、傳輸距離測(cè)試、遮擋環(huán)境下測(cè)試等，從轉(zhuǎn)播車(chē)上實(shí)時(shí)觀測(cè)傳輸質(zhì)量。

3個(gè)架設(shè)發(fā)射和接收基站的地點(diǎn)和金明廣場(chǎng)光端接收地點(diǎn)是測(cè)試重點(diǎn)，必須要保證相鄰2個(gè)微波接收點(diǎn)交界處前后接收到的信號(hào)有一定的距離重疊。這樣在比賽正式進(jìn)行過(guò)程中，既能保證兩端信號(hào)進(jìn)行接力式切換時(shí)，比賽全程的電視直播信號(hào)能夠連續(xù)不斷，又能滿足馬拉松比賽時(shí)第一梯隊(duì)和其他運(yùn)動(dòng)員拉開(kāi)距離時(shí)，有足夠的機(jī)位信號(hào)可以滿足轉(zhuǎn)播畫(huà)面豐富性的要求。在起點(diǎn)6訊道和終點(diǎn)8訊道轉(zhuǎn)播車(chē)之間的鄭開(kāi)大道路段，提前鋪設(shè)了30 km長(zhǎng)的光纜，保證回傳信號(hào)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(diào)用了河南臺(tái)的標(biāo)清6訊道轉(zhuǎn)播車(chē)，視音頻信號(hào)的接入、上/下變換、PGM信號(hào)輸出就由4臺(tái)FA-9500多功能信號(hào)處理器組裝的飛行箱設(shè)備完成。FA-9500多功能信號(hào)處理器，既有強(qiáng)大的多類(lèi)型、多格式視音頻信號(hào)互相轉(zhuǎn)換的功能，又有卓越的幀同步功能，并能對(duì)視頻畫(huà)面質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，還可以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的加嵌和解嵌，性能非常全面，完全滿足了此次直播信號(hào)處理的需要。

在終點(diǎn)處，8訊道高清轉(zhuǎn)播車(chē)上外來(lái)信號(hào)很多，主要用車(chē)上標(biāo)配的6臺(tái)哈里斯Harris X85多通道視音頻處理/幀同步機(jī)來(lái)完成信號(hào)處理和同步工作。每臺(tái)X85可以通過(guò)車(chē)后端子板接口接入1路帶音頻嵌入的HD/SD信號(hào)，每路外來(lái)信號(hào)經(jīng)過(guò)視音頻處理后，視頻分成1路HD進(jìn)切換臺(tái)，1路HD和1路SD進(jìn)視頻矩陣，音頻分2路AES聲道，1路進(jìn)音頻矩陣，1路進(jìn)跳線板。

8訊道以X85幀同步機(jī)處理外來(lái)視音頻信號(hào)為主，如果某臺(tái)同步機(jī)有故障發(fā)生，可以將外來(lái)高清視頻信號(hào)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(hào)各1路，再將輸出HD信號(hào)跳線輸入切換臺(tái)，可以快速完成信號(hào)的應(yīng)急處理切換。值得一提的是，8訊道高清車(chē)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(yīng)急2×1開(kāi)關(guān)處理主備PGM視頻信號(hào)，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(hào)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(guò)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(shè)置

馬拉松比賽直播過(guò)程中，8訊道是攝像機(jī)位調(diào)度的總控中心，導(dǎo)播需要和起點(diǎn)6訊道、移動(dòng)中繼車(chē)、EFP車(chē)、80 m2演播室及無(wú)線攝像機(jī)等處通話保持暢通，隨時(shí)調(diào)用機(jī)位畫(huà)面，同時(shí)相關(guān)的工作區(qū)制作人員也都要聽(tīng)到PGM音頻和導(dǎo)演之間的交流。根據(jù)以往的大賽直播經(jīng)驗(yàn)，需要用到固定電話、手機(jī)、無(wú)線對(duì)講等多種通話接入方式得以實(shí)現(xiàn)。8訊道轉(zhuǎn)播車(chē)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(dǎo)播臺(tái)下電話接口接2臺(tái)固定電話負(fù)責(zé)起點(diǎn)6訊道和播出機(jī)房通話；Trunk口接2路EFP車(chē)級(jí)聯(lián)通話；移動(dòng)中繼車(chē)GSM手機(jī)電話接入矩陣通話；Freespeak無(wú)線通話基站接2路，外連2個(gè)無(wú)線腰包負(fù)責(zé)與80 m2演播室主持人、現(xiàn)場(chǎng)音頻通話；Motorola無(wú)線對(duì)講基站在車(chē)頂加高增益天線和吸盤(pán)天線，4個(gè)無(wú)線對(duì)講機(jī)給無(wú)人攝像機(jī)、ENC云臺(tái)攝像、現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)演和衛(wèi)星車(chē)處通話。通過(guò)對(duì)Clear-Com導(dǎo)播臺(tái)32路通話面板的設(shè)置，以上所有工位工作人員都可以與導(dǎo)播實(shí)現(xiàn)雙向通話。

圖5　通話系統(tǒng)設(shè)置圖

3 結(jié)語(yǔ)

2015年鄭開(kāi)國(guó)際馬拉松比賽圓滿結(jié)束，對(duì)這場(chǎng)賽事的直播，既是對(duì)河南臺(tái)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備、直播技術(shù)水平的一次考驗(yàn)，也是需要和其他公司、單位不斷進(jìn)行協(xié)調(diào)的系統(tǒng)工程。通過(guò)此次轉(zhuǎn)播，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也增加了信心，為將來(lái)轉(zhuǎn)播更為復(fù)雜、更為精彩的節(jié)目做好準(zhǔn)備。