李文龙 徐州广播电视台技术部
电视新闻节目无线网桥传输可行性研究
李文龙 徐州广播电视台技术部
电视信号传输在电视直播和转播中有广泛的需求,一些大城市有足够的资金、技术支持,往往选用覆盖面广,传播效果好的卫星传播,但对于中小城市来说成本过高难以负担。目前中小城市还无法做到有线传输方式全覆盖,使用无线网桥传输,对中小城市节约成本、实现快速开展业务、实现城市中信号传输的全覆盖具有重要意义。本文通过实验证明了利用网桥技术传输电视高清信号具有可行性。
电视新闻节目 无线网桥传输 可行性研究
随着电视产业的发展,电视信号传输的需求越来越广泛。一些大城市有足够的资金、技术支持,往往可以选用卫星传播,其覆盖面广,传播效果好,但对于中小城市来说成本过高难以负担;手机直播系统,ENG单机直播系统可利用4G传输。4G传输虽然具有传播速度快、质量高、通信灵活等优势,但其技术发展还不够成熟,在一些二三线城市、建筑物及其他障碍物对电视信号传输造成影响,信号传播受阻的地区信号强度不足;而且4G技术依赖于第三方,系统容量有限,在其他用户较多并发使用时传输速度会大打折扣,不利于电视新闻事件的传播。另外,4G传输的成本也是比较高的。
按照目前中小城市的发展情况,还无法做到有线传输方式全覆盖,这使得一些在覆盖范围之外的突发新闻事件难以借此得到及时传播。因此,无线传播越来越受到人们的关注,无线传播可省去布线及线缆维护费用,可动态实时传输广播级图像。如果能在有线传输的前提下,使用无线网桥传输,这将对中小城市节约成本、实现快速开展业务、对在城市中信号传输的全覆盖具有重要意义。
2.1无线网桥概述
无线网桥就是无线网络的桥接,它利用无线传输方式实现在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁;无线网桥从通信机制上分为电路型网桥和数据型网桥。无线网桥除了具备有线网桥的基本特点之外,无线网桥工作在2.4G或5.8G的免申请无线执照的频段,因而比其它有线网络设备更方便部署。无线网桥功率大,传输距离远,抗干扰能力强等,不自带天线,一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。根据协议不同,无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G或者802.11GN以及采用5.8GHz频段的802.11a或802.11an无线网桥。
2.2无线网桥的工作方式
无线网桥的工作方式主要分为以下三种:
(1)点对点方式
点对点型(PTP),即“直接传输”。无线网桥设备可用来连接分别位于不同建筑物中两个固定的网络。它们一般由一对桥接器和一对天线组成。两个天线必须相对定向放置,室外的天线与室内的桥接器之间用电缆相连,而桥接器与网络之间则是物理连接。
(2)中继方式
即“间接传输”。BC两点之间不可视,但两者之间可以通过 一座A楼间接可视。并且AC两点,BA两点之间满足网桥设备通讯的要求。可采用中继方式,A楼作为中继点。BC各放置网桥,定向天线。A点可选方式有:①放置一台网桥和一面全向天线,这种方式适合对传输带宽要求不高,距离较近的情况;②如果A点采用的是单点对多点型无线网桥,可在中心点A的无线网桥上插两块无线网卡,两块无线网卡分别通过馈线接两部天线,两部天线分别指向B网和C网;③放置两台网桥和两面定向天线。
(3)点对多点传输
顾名思义,一点对多点传输。但尽量不要超过三点以上,如果超过三点,就可能出现某个节点无法连通的现象,这主要是由无线局域网技术本身采用的冲突检测多路访问冲突避免的访问机制而造成的。另外超过三点以后各边缘节点的信号接收能力平衡工作就会变得较为复杂无线监控接收,而且带宽也得不到保证。
3.1经济可行性分析
一套网桥8千元左右,一套编码器3万多元,外加一些电视台原有的监视器等,整套传输设备投资不大。
3.2技术可行性分析
要想传输1080P高清电视信号,必须把HD信号编码成IP信号,再无线发送,电视塔的高度达到两点之间可视,中间无大山或大的建筑物阻挡。
在技术上随着网络技术的发展,传输速度越来越快,能做到无线传输高清视频信号,无丢帧,低延时,抗干扰,画面质量高。在环境方面徐州电视塔周围无较高建筑物阻挡。所以现有的技术及客观环境完全能够保证高清电视信号的传输。
3.3实验论证
我们在天气晴好的情况下,采用多倍通电信级无线网桥,北京瑞玛编解码器,从5公里外的食品城传输高清1080P信号到电视台。
3.3.1系统构建
实验系统设备及传输路径:转播车(节目信号源)--编码器--网桥--解码器--电视台,其设备连接如图1所示。
图1 电视节目无线网桥传输示例
3.3.1.1转播车
信号源是一个视频传输系统传输质量的首要保证,直接影响整个系统的传输质量。本系统采集转播车输出的信号作为电视新闻节目无线网桥实验编码器的输入。我台有一辆8+2高清电视转播车,直接输出1080P高清信号进编码器RM2000。发射天线安装在转播车顶部。
3.3.1.2编码器
编码器主要作用是视频采集、压缩、转码、传输,它运用MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等视频压缩技术,压缩编码的码率越高,图像质量越好,支持720X576的标清分辨率,是本系统的核心设备。我们选择了北京锐马视讯科技有限公司的产品RM2000系列 H.264高标清编码器。RM2000 是一款广播级专业H.264高标清编码器,支持多种格式信号输入,包括支持SDI视音频输入.模拟 YPbPr、HDMI、标清复合视频、立体声模拟平衡音频输入。支持双路ASI输出以及IP输出,输出最高码率为20Mb/s。可以通过网络进行控制和设置。
3.3.1.3网桥
接收端采用多倍通电信级无线网桥DB6000ACLT90,它支持最新AC技术标准,带宽高达866M(净带宽430Mbps),该无线网桥基站设备集成一体化18dBi 90°双极化扇区天线,发射功率1W、1000Mbps网口,此外还配置了5G 34dBi定向抛物面双极性天线,高频馈线,防水套装等。发射端采用DB6000ACLST,在点对点桥接模式下最远能传输15公里的高清视频线号。
3.3.1.4解码器
选用北京锐马视讯科技有限公司的RM1000 MPEG-2/H.264 高标清综合解码器,该解码器是一款广播级专业MPEG-2/H.264高清综合解码器,支持多种格式信号输入,包括DVB-S、DVB-S2、DVB-C、DVB-T、ABS-S、ASI、DS3以及IP输入,输入信号经过DVB-CI大卡解密后支持ASI码流输出和TS OVER IP输出。产品还支持两路DVBCI模块的级联,支持模拟分量输出和HD-SDI输出。
3.3.1.5 电视台电视塔塔高198米,在高度100米附近安装接收天线。
3.3.2 实验方法
在食品城现场直播活动时,我们采用一路光纤保证电视信号传输的安全,一路网桥传输测试设备。
3.3.3实验结果
采用多倍通电信级无线网桥,北京瑞玛编解码器成功把高清1080P信号传输到电视台。网桥画面质量跟光纤画面质量相比主观评价差别不大,但网桥比光纤传输延迟3秒多。这种传输的图像质量受天气的影响较大,雨雪气象条件下对信号传输会造成衰减,在通常天气情况下都可以应用。
本文通过实验证明了利用网桥技术传输电视高清信号的可行性,但存在较大的传输延时。优点是方便灵活,缺点是要事先勘察,确保没有干扰。在两地没有互动节目的情况下,可以利用无线网桥传输一些突发性,时效性强的电视新闻节目。