3G直播系统在电视新媒体的应用

周雁智

山东电视台 新媒体中心，山东 济南 250062

0 引言

在国内的电视直播发展历程中，电视台的直播历经了微波、卫星、3G网络三个阶段，到目前为止，电视台直播节目广泛采用的仍然是微波和卫星系统。作为技术成熟历久的微波和卫星直播系统，具有视频信号质量高、延迟小的优点，但同时也有诸多如系统造价昂贵、使用费用高、受使用环境影响大的缺点。

随着新技术的进步，3G通信技术的飞快发展，无线通信带宽已然能够支持视音频流的实时传输，使得通过3G网络进行的直播成为电视台可以选择的新直播方式，3G直播系统具有设备重量轻、方便携带、操作简便、使用费用低等特点，但由于3G传输带宽的限制，视音频编码质量仍然受到较大的影响，尤其是回传的视频质量达不到广播级的要求，所以在电视台的应用中3G直播更适合用于突发事件、民生类新闻、网站直播等节目形态，对于高品质画面要求的专题新闻、体育直播、音乐晚会等类型的节目，3G直播系统并不适用。

随着新媒体热潮的兴起，各地电视台都在加强自身网络电视台的建设，争取以更多的节目播出形态来适应电视竞争的要求。网络电视台其技术本质决定了其播出不受时间、地点、频道资源限制的特性。结合3G直播技术，节目可以非常方便地在网络电视台上实现面向网络、手机的直播发布。

1 应用需求

考虑到电视台在新媒体方面的实际需求，在3G传输的应用方面应该主要考虑几个方面：

1）可通过“摄像机+直播终端”进行直播，直播终端应兼容多家运营商网络并能混插使用。

2）可通过“手机+直播软件”的方式进行直播，并可满足大规模用户并发直播。

3）可通过手机或其他终端即时回传素材进行网站或电视录播。

4）需要明确直播审核机制及完善的用户权限管理，以保证传输视频的政治可靠性。

5）手机直播操作系统应支持Win⁃dows Mobile，Symbian，iPhone，Android等主流的操作系统。

2 方案考虑

在系统调研阶段，本台与多个厂家进行了交流，并进行反复测试和比较，最终融合了各厂家的技术特点，形成了适合本台的新媒体3G直播解决方案，系统拓扑图如图1所示。

通过上述的拓扑图可以看到，不论是手机还是摄像机回传的信号都会进入3G服务器中。

在网络直播状态，通信员在现场通过手机将视频画面回传到3G服务器，3G服务器将直播信号通过RTP/RTCP协议直接发至网站来完成，平时3G服务器中自动录制的素材发布到网站用于点播。

在视频直播状态下，现场记者通过“摄像机+3G客户端”将视频画面传输至3G服务器中，通过人工选择多路的回传视音频信号送到视频选择服务器中进行监看，从中选择4路视音频信号通过录播工作站进行SDI输出，用于实时直播。

3 流程设计

3G直播系统工作流程图如图2所示。

在这个流程中充分考虑了手机和摄像机3G直播中的统一及协调，手机和摄像机通过3G回传的信号统一进入到3G服务器中，完成网站的直播和SDI直播的信号的预监和输出挑选，对于不进行直播的信号自动录制成文件，同时完成录制文件的信号进行SDI输出和网站的点播；考虑到在特殊应用场景下满足摄像机多个直播的带宽需求，允许服务端将手机传输及直播全部停止，只进行摄像机的直播，待直播完成后再恢复手机直播和录制文件的传输。

4 设备要求

为了方便使用人员的工作，提高工作效率，对手机直播系统和3G客户端直播系统提出了不同的要求，保证在使用3G直播系统时，所有的回传的直播或录播信号能及时进行SDI直播或者网络直播，同时将已经录制好的信号进行网络点播。

4.1 手机直播系统要求（手机模式）

1）通信员通过3G手机客户端软件拍摄视音频文件，通过3G网络上传，带宽可达到400～600 kbit/s，传输的图像质量高、流畅、无卡帧、无拖尾，在QVGA（320×240）格式下，可达15 f/s。

2）在手机上安装手机直播软件。此软件自带编码功能，在传输过程中发挥作用；同时，此软件可设置连接到3G服务器的IP地址等信息，并且可设置视频标题、内容等文字信息并进行回传。

3）启动该软件，便可将现场的视频回传到电视台3G服务器上。

4）实时采集手机拍摄的视音频，编码压缩后通过3G网络发送给3G服务器，传输可采用直播或录播两种模式。

5）支持手机用户登录、手机直播、手机爆料等功能。

6）后端导播系统可与手机端实时双向通话，或发送文字信息。

7）地图定位功能，手机3G直播时在后台导播中可实时显示拍摄者的位置，并可将位置信息传输给网络电视台直播系统。

8）实时视频传输支持众多型号手机（基于 Windows Mobile，Symbian，An⁃droid，iPhone）。

9）手机端浏览实时图像的同时，后台工作站可同步对图像进行浏览。

10）采用H.264视频压缩算法，实现高清晰图像的低网络带宽传输，手机实时查看视频要实时、流畅。

11）支持网络自适应技术，数据传输时可根据网络带宽自动调整视频帧率。

12）网站视频直播采用Flash格式，完全不需要安装其他插件。

13）可支持登录用户数量最大10 000户，在线同时手机直播数量300个以内。

4.2 3G客户端直播系统要求（摄像机模式）

摄像机进行现场拍摄，将视音频信号采集压缩后通过3G网络进行传输，多SIM数据传输卡可传输1～2 Mbit/s码流以上的H.264格式的D1（720×576）视频。

1）配置好与摄像机相连接的3G客户端（固定IP地址、端口号）。

2）利用视音频线将摄像机与3G客户端连接好。

3）开启摄像机和3G客户端，便可直接将现场画面回传；也可通过外接In⁃ternet网络将现场画面回传。

4）3G客户端可以方便地使用摄像机电源口进行连接，并使用摄像机电池供电。

5）3G客户端可支持无线数据传输SIM卡类型，包括3G（CDMA2000/WCD⁃MA/TD-SCDMA）和4G（LTE/WiMAX），可以支持多制式无线SIM卡混插。

6）3G客户端提供复合/SDI自适应输入接口，卡农音频输入接口，RJ-45标准网口。

7）支持无线路由，可利用WiFi热点进行数据的回传。

8）录播工作站配备进口广播级视音频板卡，支持4路SDI信号的同时输出，并可录制成文件保存在本地硬盘，供后期制作使用。

4.3 3G服务器主要功能要求

1）接收前端手机回传的视音频。

2）接入（保持流始终连接和转发），支持至少128路QVGA或64路D1的接入的稳定可靠连接；同时支持素材的自动收录。

3）支持远程配置、远程启动和远程状态诊断。

4）将传送回来的直播视音频信号录制成文件。

4.4 3G视频选择服务器主要功能要求

监看3G服务器转发的多路信号，可以根据导播需要选择监看最多16路画面数量，并选择1～4路视频流发送到视频录播工作站。

4.5 录播工作站主要功能要求

1）对多路选择服务器发送的视音频进行SDI信号输出或录制。

2）支持已编辑的视频片段的播出与实时输出。

3）对于录播的内容，可以回放，并输出为标准视频文件，通过播出软件进行实时播出。

5 总结

3G直播是适合民生类、突发事件的集合了压缩、传输、管理的综合系统，适合于网站直播的低成本高效率的解决方案。3G直播应根据电视台实际应用环境和具体需求，在手机和摄像机回传信号的管理上采用统一的工作模式，其工作流程满足了手机和摄像机直播和录制文件的管理、回传信号的监视和输出。对于设备的具体功能提出了更合理的要求，是一个具体的、可实施的完整方案。