网络环境下电台户外直播信号传输浅析

刘 军 雷庆胜 李松立

将现场的信号安全、稳定、高质量地回传到电台的播控机房，一直是广播电台技术人员努力的方向。近年来，随着技术水平的不断发展，信号回传方式也不断革新。从最初的微波发射回传，到模拟时代的电话耦合、POTS传输，再到数字时代的ISDN传输、光纤传输、卫星传输，直至目前广泛应用的IP网络传输，多种方案均在现实中有所运用。本文根据广西电台在户外直播工作中的实际应用，阐述了基于网络环境下信号回传的方式及具体应用方法。主要阐述的是基于网络环境下的IP传输方案。

一、网络的概念及IP传输方案的特点

在计算机领域中，网络就是用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，组成数据链路，从而达到资源共享和通信的目的。网络除了传统的物理链路有线网络（LAN），还包括无线网络（WiFi）、移动数据网络（3G）等。在速度和带宽的保证下，通过互联网实时传送高质量的音频信号成为了现实。

户外网络直播整个流程结构如图1所示：直播信号经由发送端编码形成适合IP网络传输环境的数据流，数据流在互联网络中，通过唯一的IP地址（或服务器注册认证转发方式），准确送达解码器，解码器则负责进行数据解码还原，生成播出信号。

图1： 直播音频网络传输流程

IP网络是基于IP地址及TCP/IP协议，用以连接多个网络节点进行数据传输交换的组网。在户外直播中，由于脱离了电台内部，IP传输依托的传输桥梁就是互联网。互联网传输采用的是分组交换技术（PSD）。IP网络在它的端点之间依赖多个“接力站点”进行传输， 这些接力站点被称为“路由器”。

从编码器出来的音频数据被打包后送入网络，这些数据包还附加了包含发送地和目的地地址信息的IP Header （IP 地址）。这个地址就像一个信封上的邮寄地址，被途中许多的网络路由器解读，并伴随音频数据包以多条可能的路径进行接力式传输。在收发端点之间没有实际的连接，但是恒定的数据包流建立了一个实质意义的连接或数据流进行传递（如图2）。

图2：IP网络

用户可以根据线路的带宽状态，灵活调整信号的采样频率和压缩码率，保证传输的稳定性。IP编码传输设备的网络接入是十分方便的，只要有网络覆盖的地方，就可以通过有线LAN、WiFi、3G等接入互联网，从而实现定点IP信号传送。此外，IP编码传输方式存在一定的延时，但完全是可以接受的范围，并不影响现场直播的质量。

二、编码方式与网络传输的关系

音频信号编码是根据采样率、比特率等对音频进行采样编码转换。编码格式决定了音质的优劣，甚至可以是单声道或是立体声的区别。同时，编码格式不同，得到的码流容量不同，对传输带宽的要求也跟着变化。如果编码方式产生大数据流，而网络带宽过小，将会出现丢包掉帧，在收端的声音听感上会有明显的延时、卡顿、变调等，出现劣播现象。

因此，根据节目类别来选择编码格式，可优先保证稳定传输，在此基础上考虑更好的音质要求。比如语言类节目，一般采用G.722编码格式（54KHz-7KHz）。音乐类节目对音质要求较高，我们一般会采用MPEG-2 AAC编码格式，这种格式集成了MPEG-1、MPEG-2和AC-3等的长处，在保证音质的同时更大限度地压缩了码率。如果在更好的网络环境下，则可以选用AC-3编码格式。

三、目前主流的网络传输设备简介

1.Infomedia AIP200 传输器

Infomedia AIP200 传输器是国内厂商英夫美迪公司的产品，该传输器可通过互联网进行一对一或者一对多的全双工音频传输。支持网络模式有LAN、WiFi 和3G，可同时使用不同的3G网络（2个WCDMA模组及2个CDMA2000模组）及其他IP网络，极大程度地解决了单一基站带宽容易饱和的问题，具有较高的可用性。

AIP200采用的是IP地址方式进行发收端联系。在我们使用体会中感觉应用很方便，但是也缺少POTS模式，并且操作的循环菜单过多，交互界面不够友好。

2.Com rex Access 传输器

美国Comrex公司生产的ACCESS传输器是目前业界应用比较广泛的一款产品，该产品可通过传统电话业务（POTS）、DSL、WiFi、3G、卫星等多种方式传输单声道和立体声音频。和上述AIP200相比较，多了电话POTS功能，提供了更多的传输手段，而且在编码格式上，更多的细分选择，甚至有专为3G模式设计的编码格式。并且可实时对发送数率、接收数率、总发送数据量、总接收数据量、延迟率，丢包率进行监控。

ACCESS传输器内置TS码，通过与服务器的注册认证进行寻址，能在不需要公网IP的条件下实现发端和收端的空中握手。ACCESS可由电池供电，配以可手持的大小尺寸，让记者或是技术人员随身携带进行移动直播传输，具有极大的便利性。

该传输器的缺点是只能支持单个3G接入，在通信拥塞的环境下会受到影响，受制于3G通信缺点，在移动速度大于50km/h情况下，会出现数据丢包现象。

四、IP网络传输与其他传输方式的对比

传输方式环境要求 稳定性 可传音质 易 用性成本 综合评价微波 开阔或高点，环境要求高较好 较好 较难 一般 由于城市环境变化，已经被淘汰电话耦合电话线路 好 很差 容易 低 音质较差电话pots电话线路 好 较差 容易 低 稳定性好，可作为备份传输ISDN 对局端配置要求高好 很好 很难 较高 搭设线路要求高，点少光纤 必须有光纤接入点很好 很好 较难 较高 覆盖面太小，点少卫星 室外 很好 很好 较难 高 只适合室外的直播车IP网络 多方式，多途径较好 较好 容易 低 接入点多，可移动，音质与稳定平衡点好，综合优势显著

五、4G通信技术在直播中的应用前景

户外直播信号传输追求高音质并且要求高稳定性，传输水平的提高依赖于网络传输速度的提升及带宽的扩大。当前4G通信技术的逐步应用，给无线音频信号传输带来了广阔的前景。4G是多种无线技术的综合系统，集3G网络技术和无线LAN系统为一体，具有更快的无线通信速度，理论速度可达10M～20Mbps，最高可以达到100Mbps，上行速度理论达到20Mbps。能实现更高质量的语音、数据、多媒体通信。

结语

科学技术不断向前发展，推动广播电视技术的革新，电台直播信号回传的方法和途径也将越来越多种多样。现如今，网络传输技术方兴未艾，在可预见的未来，随着互联网技术的发展、新一代移动通信技术的运用，必将给广播音频信号传送技术带来更大的飞跃和提升。