关于TVU 4G技术在淮北广播电视台中的应用

马彪

摘要：随着广播电视的快速发展，节目制作对设备及技术的要求越来越高。本文主要介绍4G视频传输技术的特点及优势，TVU设备在淮北广播电视台诸多节目制作中的灵活运用，以及帮我们解决的问题及应用前景。

关键词：传输;4G技术;电视台;应用

一、4G 视频传输技术的应用

过去各个电视台音视频素材的实时回传，主要依赖于卫星、微波、光纤等传统的通信手段，鉴于卫星直播费用昂贵、技术设备复杂，且受天气因素影响大，而微波传输距离有限，频率干扰严重，光纤接入点无法移动等缺点，在进行电视直播时无法常态化。目前，随着4G无线网络普遍使用，4G视频传输技术已经十分成熟，各项指标都可以满足当前事件报道的稳定性和及时性要求，能够满足应急条件。

●卫星传输虽然稳定性较好，但设备较贵且卫星租赁费用较高，技术较为复杂，需要专业的技术人员操作，并且调试和准备时间较长，对于常态化频率的长期使用并不适用。

●微波传输大多是视距内传输，传输距离一般较短，无线信号绕射和反射后效果会不同程度的减弱。随着城市的不断发展，市区内高层建筑越来越高，这也对信号的传输产生一定的影响，微波传输效果不理想。

●光纤是几种信号传输中最为稳定的，但是采访地通常没有光纤的接入口，况且即使存在接入口但也不能移动，则也不能进行常态化的电视直播。

目前，随着4G无线网络的日益完善，4G视频传输技术已经较为成熟，各项主要指标都可以满足常态化和突发事件报道稳定性和及时性的要求。我们开始应用4G信号来传输视音频信号进行节目的直播和回传。

二、4G音视频传输系统的选择

在选购4G系统时，我们侧重考虑了以下技术指标：

1.系统传输码率能达到8M以上，保证传输高清电视信号;

2.信号传输时前后端延时可控制在1秒内;

3.设备构成简单，方便使用，可以减轻前方采访人员的负担;

4.设备容易操作，界面清楚，较为直观。开机启动时间短，能够满足随时的采访直播需求;

5.可通过多链路聚合传输，保证传输稳定;

6.服务器具备输出SDI信号和推流功能等指标。

经过多方测试比较，最后通过招标选用了TVU产品。TVU 4G直播设备，具有便携式、一键化、单兵式等优良特点，更有利于电视直播的常态化。不管是长时间直播还是短时间连线，基于IP 网络的TVU系统，能够传输高清质量视频信号、网络传输信号十分稳定。具有覆盖广、投入成本低、零成本维护、易操作、易组网、高抗干扰性和稳定性高等特点。TVU系统不仅充分满足上述性能指标，还具备发射端双编码功能，10M的传输码率只要0.5秒延迟就能回传。实现信号直播同时可录制到本地硬盘备份，以及传输视频信号时带有时码等元数据（metadata），方便后期编辑制作。

三、TVU 4G传输设备的主要特点

TVU 4G传输设备在4G网络音视频传统系统基础之上的，主要应用在音视频直播画面传输、信号传输及现场连线，系统框架由4G发射终端、管控系统和接收器这几部分构成。视频采集设备进行信号采集时是通过SDI或者HDMI线传输到4G发射终端，然后其利用4G网卡所处的4G网络进行信号传输，在经过Internet网络传输到演播室相关设备中。接受设备可以输出相应的音视频信号，传输到播出控制系统、演播室等，同时也能输出IP信号和文件，提供给IP接收机等。

TVU在行业中处于技术领先的地位，其视频传输技术和性能较好，能够达到专业视频画质且次秒级低延迟。TVU设备的特点是较为轻便，适合任何采访现场使用，且其画质和性能是专业水准。TVU采用4G技术进行传输，代替了传统的卫星收发装置，在设备投入上降低较大的成本。

该系统的维护成本极低，几乎不需要投入维护费用，4G直播设备较为简单，只需要一台4G直播前端，开机即可使用，无需提前做其他准备工作，也不用采访人员进行操作，不用准备专业维护人员，这个方面也节约了大量的费用。

应用4G技术进行传输，所支付的费用仅是4G流量的使用费，目前4G流量费用并不贵，远远低于卫星转发器租用费，因此可以说4G技术传输费用较低。同时，只要是4G信号覆盖的地方都可以应用该技术，不会受到天气、环境、距离等影响，在遇到道路无法行驶车辆时，采访人员仍可以独自一人到达现场进行突发新闻的采访，不受任何影响。

TVU 4G传输产品的主要优势：

（1）延时时间短

TVU ONE的端到端的传输延时在网络情况较好时最低只需要0.5S左右，一般来说能达到1S以下。在采访记者与演播室人员连线时，基本上观众不会感觉到沟通上的延迟，前后两端的对话可以十分顺畅，不会出现明显的等待和间断。视频连接时画面清晰度較高，衔接紧密。

（2）传输稳定

TVU ONE采用智能VBR动态编码技术，编码码率是依据带宽进行调整的，在网络不好时也能保证画面的流畅性。产品采用多链路混合捆绑技术，在运营商基站改变时还可以保持稳定的传输带宽，进而保障视频音频的流畅和稳定。TVU ONE产品在国内应用较多，主要包括体育比赛转播和新闻直播等，用户使用后效果较为理想。

（3）设备较轻，使用方便

TVU One采用的是金属外壳，这种机身能够很好的保护内部结构，机身尺寸为70mm×190mm×120mm，重量约为1公斤左右，质量较轻，方便携带。TVU One还设计了专属背包，背包可以灵活携带。

（4）操作简单

机身主体部分界面简洁，仅有触摸式显示屏和开关机键，操作十分简单;TVU One触摸屏与智能手机屏幕类似，可以方便的进行直播、调节延迟、设置模式等。

（5）具有较强的系统扩展性

TVU ONE支持升级支持HEVC编码，在带宽相同时可以传输更加清晰的视频画面。在网络条件不好的情况下，较为适用这种传输方式。

TVU 4G传输系统不仅可以支持TVU ONE作为前端发射设备，还能支持手机拍摄视频并传输到服务器上，使新闻的报道更加及时和方便。同时，TVU手机直播软件TVU anywhere极大的借鉴了手持云台，利用高精度云台摄像机进行稳定的画面拍摄，在较为激烈的户外活动中，或是在车内等交通工具上，都能保障视频拍摄的流畅性，同时，拍摄的视频可以通过TVU的传输技术，发送到任何制定的位置。

TVU ONE支持升级TVU Router功能。TVU Router是多卡捆绑4G路由器且可以移动，TVU Router可以与高速带宽的互联网连接，相当于在不同的地方都可以使用专用网络。与传统的Wi-Fi热点不同，TVU Router能够智能移动设备提供安全、可靠、稳定的双向数据传输，使智能设备可以高效的收发文件、传输视频等，类似于在远程设置了一个高速以太网连接，TVU Router通过用户选择的TVU云网关或TVU专用网络网关对数据流进行优化。

四、TVU核心技术

1） IS+专利技术

为了是4G网络中的带宽问题和服务质量得到解决，TVU开发了IS专利技术。StatMux可以整合多路信号然后固定信道发送。IS 则相反，将单一信号进行多信道传输，然后在接收后整合。也就是将视频分成若干数据包，数据包可以通过各种方式传输。在应用过程中，IS 监控每个连接的带宽，并依据每个连接的可利用率来传输数据包，最后在终端进行重组。

IS+整合了多种技术，目的是保证传输连接的稳定性，获得很低的延迟时间，提高传输画面的画质。

此外，IS还可以监控网络条件情况，依据网络来调整自身以避免网络不稳定的影响。如果某个连接不稳定，IS会将传输数据再次分配到其他连接上，从而避免丢失数据。实时监控网络并可以动态调整视频压缩率的进程。TVU Pack能够使视频流码率与带宽匹配，保证画质的质量。

2）NTP时钟同步

音视频的传输和管理是4G传输系统核心功能，因此时间是否准确是十分重要的。利用GPS时钟及NTP实现网络时间同步是不可或缺的功能。

GPS卫星校时系统是通过接收GPS卫星数据获取标准时间信息的标准时间同步系统。地球上任何位置，只要具备接受三颗卫星信息的能力，就可以提升本地时间的精度，其精度优于1微秒。尤其是对于外出或移动的情况。

3）VBR编码技术

VBR也称动态比特率编码，CBR对应。由于CBR视频压缩码率是固定的，但图像内容变化多样，其结果是解码后图像也是变动的。由于码率不是依据实际情况而改变的，造成压缩后视频画面清晰度受到影响，这种情况在色彩丰富画面和运动画面中更为常见。因此，这类固定码率技术虽然较为简单，但是编码效果较差，容易造成传输媒体和储存媒体资源的浪费。VBR编码技术则不同，它可以根据图像的内容改变，保证图像主观质量稳定。提升传输和储存媒体资源的利用率。并且对于主观图像质量来说，VBR编码技术可以避免画面出现锯齿。

五、TVU设备在淮北广播电视台的实际应用

我台在淮北當地多次新时代传习活动等大型集体活动、体育赛事中使用TVU 4G传输设备，取得了良好的使用效果和社会反响。尤其是在我市传习活动中，市区主会场与烈山区、濉溪县两个分会场之间实时传输、实时互动，直播效果获得大家一致好评。

参考文献：

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[2]郑圣，潘浩.分组域承载网4G回传承载优化[J].电信技术，2017（07）.

[3]程昆.4G传输在广电制播传送领域的实践[J].影视制作，2015（05）.