中大型体育赛事EFP 制作与传输系统的设计与应用

狄一鸣

（安徽广播电视台，安徽 合肥 230001）

0 引言

安徽广播电视台文体中心承接 “皖美山水” 骑行赛赛事转播任务，在安徽台综艺频道及其公众号同步直播。安徽台制作中心直播录制技术团队承担主会场的直播系统搭建，在安徽省六安市淠史杭工程纪念馆处搭建轻量化电子现场制作（Electronic Field Production，EFP）转播系统，通过摄像机、无人机采集视音频信号，并使用4G/5G 网络、无线图传等技术手段传输信号，同时采用安全可靠传输协议（Secure Reliable Transport，SRT）通过电信公网与台内演播室互联，圆满完成了长达3 h 的体育赛事大小屏同步直播的任务。

1 总体技术方案

“皖美山水” 赛事骑行赛主会场与赛道起点处均位于安徽省六安市淠史杭工程纪念馆外广场，赛道终点及颁奖处位于20 km 外。节目需要展现赛事开幕、赛道竞技、终点颁奖等内容。受赛道距离长、设备资源等限制，考虑不使用转播车、卫星车，采取临时就近于会场旁搭建轻量化EFP 系统，并与台内260 m2演播室互联的方式，完成信号调度、通信指挥、节目合成、送播及推流的任务。

信号路由如图1 所示。方案除信号源外，各信号传输均至少为主备两路。EFP 系统信号格式为HD-SDI 1080/50i，双声道音频加嵌，使用支持SRT协议的公网设备主备两路、5G 背包第三备的方式将EFP 系统的节目生成模式（Program Generating Mode，PGM）信号传输到台内，作为外来信号进入演播室系统，与主持人联动，并添加字幕、双视窗等内容[1]。演播室制作完成后，送至台播出部叠加台标后大屏播出，同时送推流设备叠加台标后小屏播出。

图1 信号路由总图

2 外场EFP 系统原则

EFP 是移动互联网技术、电视技术飞速发展的产物，非常适合电视节目的外场作业[2]。外场EFP是将全套设备连接成一个能够同时进行现场拍摄与现场编辑的直播系统，主要包括视频系统、音频系统、通话系统和信号传输系统。在实际应用过程中，外场EFP 系统除了要设备完整、功能齐全外，还需满足以下几个使用原则。

2.1 安全稳定性原则

外场EFP 系统通常包含2 台以上的摄像机，1台以上的视频信号切换台，以及一些灯光、话筒、音响操作台等辅助设施设备。只有这些设施设备性能良好，安全稳定，及时做好系统的应急备份，严格按照操作规范由专业人士进行专业操作，才能确保外场EFP 系统的正常运行。可见，遵守安全稳定性原则是重中之重。

2.2 轻量便携性原则

与传统的大型转播车相比，外场EFP 系统更为轻量化，也更为便捷。外场EFP 系统需要通过减少非必要的设备和摒除多余的系统功能，让系统更加轻量化，从而便于携带与操作。同时，也需要前瞻性地预留一定的系统调整和扩展功能的空间，以满足各种节目形式的制作及直播要求。

2.3 适应性强的原则

由于是户外作业，受到空间、环境等条件的局限，以及节目制作、外场直播的需要，外场EFP 系统通常需要根据主会场就近选择地点来搭建，而场地条件、天气变化等客观因素很难人为把控，为了不影响现场直播的效果，就需要外场EFP 系统具备极强的环境适应能力和抗干扰能力。因此，在设备选型上优先考虑体积小、功能全、防潮抗晒、节能省耗的产品，并配置降温设备。

3 视频系统

3.1 设计思路

视频系统是外场EFP 系统的核心，直接影响着电视节目的画面效果、场景丰富程度。按照赛事举办及节目播出流程，先在主会场直播拍摄开幕式，等开幕式结束、比赛正式鸣枪开始后，摄像师在全赛道跟随拍摄自行车赛。当前几名选手完成比赛获得名次后，摄像师至访谈区采访选手，并最终拍摄颁奖仪式。为更好地展现六安景色，将以航拍形式展现沿途风貌。

赛道长20 km，远超高清同轴电缆长度极限，因此只能采取5G 背包一拍到底的方式。将12 部背包交由摄像独立使用，所有信号通过4G/5G 网络回传。当地电信部门配合直播工作，架设应急通信基站，并增强覆盖赛道的周边基站信号，很好地解决了5G 背包的信号传输稳定问题。EFP 转播系统紧靠主会场，供电由电力部门布线解决。会场内大屏离EFP 系统稍远，布线环境不佳，因此采用无线图传为现场大屏幕提供视音频信号，供会场内观众观看。

3.2 信号源

3.2.1 画面拍摄

为方便摄像师乘坐摩托车进行拍摄，为此次赛事直播配备了7 套较为轻便的松下P2 摄像机。拍摄主会场开幕时，使用三脚架固定拍摄。在赛事鸣枪开赛时，摄像师依次乘坐赛事方提供的摩托车进行全程拍摄，三脚架由工作人员撤回。摄像机输出的串行数字接口（Serial Digital Interface，SDI）信号均接入背包。

使用遥控无人机进行航拍是实时直播的通常做法，通过无线遥控器的高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI）接口输出实时信号到切换台。为此，配备5 台大疆御3 无人机，摄像师需要提前到达5 个预定地点，如主会场、赛道风景较佳处及终点颁奖区等进行定点拍摄。航拍画面从操作手柄RC-Pro 实时输出HDMI 信号接入背包。

3.2.2 VCR 播放与字幕

此次赛事的设计是外场EFP 系统与台内演播室联动。外场EFP系统主要负责自行车赛事的拍摄，VCR、字幕及双视窗等均在演播室内播放、添加。

3.3 视频切换系统

切换设备为视频系统中的重中之重，此次转播主辅切换台均选用Redlink MyCaster 导播机。将信号源分别接入2 台导播机，主辅导播机互送1 路PGM 信号作为1 路信号源，实现一种便捷的串联切换及备份。设备选型上看，Redlink MyCaster 导播机支持8 路SDI 信号输入，兼容隔行及逐行扫描的帕尔制（Phase Alteration Line，PAL）、全国电视系统委员会制式（National Television Standards Committee，NTSC）等各种信号格式，最大限度精简了信源接入的路径。在信号输出方面，Redlink MyCaster 导播机有1 路PGM 输出与2 路AUX 输出。AUX 输出可以从PGM、PVW、PGM Clean 或任何一路信号源中选择[3]。

将7 路摄像机信号送入主导播机，将主导播机的PGM 信号通过SRT 编码器（主）传输到台内演播室，AUX 信号均选择为PGM，1 路送辅导播台作为备份，1 路通过无线图传送现场大屏。辅导播机接收的5 路无人机信号经切换后，其PGM 作为一路信号源接入主导播机，实现预切功能。AUX 输出则选择主台PGM 信号后送至SRT 编码器（备）回台。

3.4 信号传输

3.4.1 内部信号传输

7 路摄像机与5 路无人机画面，通过10 台LiveU 600C 背包与2 台TVU One 背包，将12 路信号各以8 Mb·s-1的速度传输到3 台LiveU 2000 和1 台TVU VS3500 接收解码服务器（各100 Mb·s-1宽带专网接入），每台服务器解码后再接入切换系统。此次赛事所有视频信号源均通过背包接入系统，因此不受延时影响。背包延时经调试，设置为2 s，既能保证信号稳定不卡顿，又不会因为延时太长而造成指挥失误。单兵背包传输的巨大优势是在4G/5G信号网络覆盖全场、信号传输流畅的前提下，摄像师的移动范围几乎不受限制。在电池续航方面，经过测试，LiveU 600C 背包与TVU One 背包在不加挂V 口电池的情况下均能实现4 h 左右续航，足以满足节目时长需要。视频系统总体架构如图2 所示。

图2 视频系统总体架构

虽然无线图传存在距离有限制、信号受干扰后不够稳定的缺点，但是其也具有无延迟、无须网络专线和4G 覆盖的优势。为此，选择无线图传为场内大屏提供节目信号，让主会场观众可以通过大屏实时观看比赛转播内容。

3.4.2 对台信号传输

EFP 系统PGM 信号分别通过两种方式回传：专线网络（100M 带宽）、4G/5G 网络。SRT 编码器方面，选择2 对Haivison Makito 编解码器进行视频信号传输，该设备能够以极低的码率在网络上传输安全、低延时的高清晰度视频。基于SRT 协议的传输方式能够在网络环境比较恶劣的情况下依然能够确保视频流畅，在EFP 系统中将主备导播台所输出的PGM 信号接入2 路Haivision Makito 编码器，经配置后通过专线网络送回台演播室内对应的解码器，解码后作为外来信号进入演播室。经过实际使用发现，编解码器非常稳定，画面质量没有下降，传输延时极短，略短于卫星传输[4]。

另外，对于极端情况做了传输预案。如果发现宽带专网整体故障，无法使用编解码器通过专网送PGM 信号回台，则切换主路PGM 信号通过LiveU 5G单兵背包回传给位于台内设备机房的LiveU 2000 服务器，解码后送至演播室使用。背包采用专线网络Wi-Fi+4G/5G 聚合的方式接入网络，如果有线网络瘫痪，则用4G/5G 网络作为备份。正常情况下，8 张SIM 流量卡的4G 带宽足以保证回传的画面质量。

3.4.3 监看信号传输

EFP 系统不承担最终的节目信号合成，因此要了解演播室情况，就需要监看台演播室最终PGM信号，为外场责编提供参考，辅助两地责编沟通。在此选择1 台Makito 解码器，将台内Makito 编码器送来的演播室PGM 信号解码后送监视器即可。

4 音频系统

在制作节目时，一定要确保声音与画面有机结合在一起，音频质量的好坏直接影响到电视节目最终的播出效果，因此一定要采用高品质的音频系统。本次赛事，赛事主办方采用自己的制景与音响团队。赛事方音响团队承担了主会场大部分的音响工作，如赛场主持人话筒收声、现场录像带（Video Cassette Recorder，CVR）或配乐扩声等，这使得直播中的音响工作变得更加简单，但也出现了一些问题需要解决。

EFP 系统的Redlink MyCaster 导播机支持2 路模拟音频、6 路SDI 嵌入音频及其他方式的音频输入，可以实现16 路声音调音，并嵌入视频播出及模拟音频输出。接入音响团队主备两路模拟音频后发现，在与视频信号嵌入后会出现明显声画不同步的情况。究其原因是音响团队收声、混音后送来的声音基本无延迟，而摄像机视频信号通过5G 背包传输后存在2 s 延时。

为解决这一问题，采取将信号分开处理的方式。将调音台的一路音频PGM 信号通过现场布线接入最近的摄像机，第2路PGM信号接入主导播机。主会场转播开幕式时，嵌入视频后通过背包一起延时2 s 后接入导播机，导播机使用该路声音嵌入视频PGM 信号播出，即可解决声画不同步问题。另外，主会场开幕式结束、自行车赛开赛时，摄像师携摄像机离开主会场，音响调音台只有配乐输出，这时使用第2 路声音信号即可保证在整个赛事途中均有配乐。赛事终点处，使用普通枪式采访话筒接入摄像机的方式进行收声。

音频源按内容分包括话筒收声、VCR 声音以及纯音乐背景[5]，其中比较特别的是主会场PGM 部分使用了摄像机的信号通道来传输声音。究其原因：一是便于声画结合，让直播从开幕式顺利过渡到赛场；二是简化了音频布线难度，使得直播过程中技术岗位重点保障视频传输链路即可，无须增加人手，这在人员数量通常都比较紧张的外场直播中很有意义。音频系统总体架构如图3 所示。

图3 音频系统总体架构

5 通话系统

5.1 通话需求

通话系统是直播团队之间高效互动交流的关键渠道，虽然其质量好坏不一定会直接影响节目的播出效果，但仍需予以重视。通话系统在配置选择上没有非常明确的规定或要求，主要本着实用、耐用、抗干扰和利于声音高品质传播等原则来选配，通常无线优于有线。

本次直播赛道长，现场范围较大，而且需要和台内互通，所有工种的具体通话需求如下：安徽台台内演播室责编与外场编导组责编沟通，外场编导组切换与摄像师沟通，外场编导组责编与主持人沟通，台演播室与外场技术人员沟通。为满足上述需求，需注意如下几点：确保演播室与主会场两地之间及时互通，站点式无线通话腰包无法覆盖赛道区域，各岗位间不能互相干扰。

5.2 实施方案

为简单便捷实现技术需求，台内统一采购了一批4G 公网对讲机。该类型设备采用无线通信技术，不受距离限制，实现即时语音通话。由于其轻巧便携，可以在全国无线网络覆盖区域内自由移动，保持良好的通信质量。公网对讲机也可支持多用户组通话，将工作人员分到不同组别。这样只需要在调试阶段按照需求，将对讲机分成相应组别交由相应岗位人员，就能完美地解决不同岗位之间互相干扰的问题。得益于当地电信部门为此次赛事所做的无线网络信号增强工作，本次直播中公网对讲机信号稳定，基本无延迟，圆满完成了通话需求。

6 演播室方面介绍

安徽台260 m2演播室承担着地面频道日常直播的任务，其视音频等系统功能完善、性能优良、结构稳定，能够接入多路外来信号。在本次直播中，外场EFP 系统的主备PGM 信号通过帧同步机接入演播室系统内。演播室内主持人与嘉宾可以实时观看外场赛事转播信号，并发表评论。演播室责编可以根据实际情况，切换演播室内主持人嘉宾信号或外场信号，或以双视窗方式同时向观众展现。演播室内PGM 信号送播出中心后，加台标于安徽台综艺频道播出。

此次赛事也在综艺频道公众号同步直播。演播室将2 路主备PGM 信号直接送推流设备（需入网），推流设备选定信号源后无须切换，只需要调整好音量，添加台标字幕，就可以通过实时消息传输协议（Real Time Messaging Protocol，RTMP），将信号推流到指定网络地址进行直播。演播室播出路由如图4 所示。

图4 演播室播出路由图

7 结语

得益于我国4G/5G 网络的飞速发展，电视制作技术手段得到了极大进步。安徽广播电视台 “皖美山水” 骑行赛直播中，未使用人力、设备成本较高的转播车、卫星车，而是利用网络传输搭建一个完整的视音频EFP 系统，与演播室联动，对外场环境有较强的适应能力，圆满完成了直播任务，是一个成功的案例，对其他赛事直播具有一定的参考意义。