廣播電視技術論文《多會場異地融媒體直播技術方案的設計和實現》

河源廣播電視臺 王曉欽

摘  要　河源廣播電視臺近年來在新媒體直播方面敢于大膽嘗試，積累了豐富的異地多會場媒體直播實戰經驗。本文以一次重要活動的技術方案為例，闡述此類直播技術的設計和實現方法，該技術的運用能起到擴大賽事活動影響，營造主會場與分會場上下聯動的作用。

 關鍵詞　融媒體直播 編解碼 STN網絡 H.264

 引言

 2019年9月我市組織了一場重要的招商大會，為擴大影響，營造熱烈氛圍，主辦方要求電視臺能夠對各會場活動進行大屏展示并進行實況互動直播，效果呈現為：主會場可以觀看收聽到其他分會場視音頻信號，分會場也可以收聽收看主會場視音頻信號。此次會議主會場設在市區高鐵站，其他五縣兩區各為分會場，市縣會場不但距離甚遠，且多為新平整出來的空地，電力通信網絡等線路均未有鋪設。為此河源臺專門召集全體技術人員多次研究活動采用的直播方式，經過前期與運營商、縣區臺、相關單位進行調研溝通，后期技術人員的系統調試和網絡搭建測試，初步選定了兩個方案。

一個方案是網絡推拉流直播。技術上需要在各分會場布置拍攝地點和網絡專線，通過切換設備輸出一路現場視音頻總信號進行編碼，然后以推流的方式將碼流輸出到云端服務器，由云端軟件管理界面完成信號畫面的發布和調度。該方案優點是技術上部署快，架構簡單，短期內可以快速實現，所以是目前媒體公司多會場直播實現的主要方法，加上設備相對簡單，后臺由直播平臺管理，所以成本較低，多數直播平臺采用此方案直播，人員設備采用打包租賃的方式，活動案例很多。缺點是由于直播碼率偏低，視頻質量通常在6M以下，延時也比較嚴重，通常為6到10秒。

另一個方案是電視直播。在各分會場布置視音頻現場制作系統，三機位廣播級攝像機加現場切換臺輸出廣播級現場信號通過編碼器進行碼流轉換成IP視頻流，傳輸至視音頻光端機進行信號傳輸，經過運營商內部光纖網絡、STN專網或MSTP綜合業務平臺完成雙向數據交互，異地多會場視頻電視直播的切換的方式通常分為三級，一級切換負責總信號的制作，二級切換負責匯總各會場的信號供一級切換，三級切換負責各分會場現場信號的制作。整個系統涉及各個部門和人員協同參與（市縣兩級電視臺、通信運營商、設備廠商、網絡營運商），該方案優點：直播碼率較高，視音頻質量和清晰度方面優勢明顯，安全有保障。缺點：調試時間較長，投入人力設備多，成本高。

因電視直播方案涉及技術面廣，效果較好，本文選擇此方案作為重點闡述。

一、 直播技術方案

1.前期準備工作：

本次經貿活動涉及的會場共有8個，各會場連線地點分別為：市區高鐵站、源城區、江東新區、東源縣、龍川縣、紫金縣、和平縣、連平縣；在直播上需要多部門分工合作，共同進行系統測試和網絡搭建，在效果呈現上需滿足：

1. 各會場視頻信號接入現場大屏顯示

2. 各分會場大屏均可以看到主會場視頻信號

3. 主會場大屏可根據節目流程切換顯示分會場視屏信號

技術上實現：主會場通過視頻切換臺對主會場視頻信號以及分會場視頻信號進行特技切換，視頻信號和音頻信號輸出至直播編碼器，直播編碼器對視音頻信號進行采集并編碼，發布至電視廣播直播或流媒體服務器進行各平臺分發直播。用戶通過電視廣播收看收聽或移動客戶端訪問主站點，進行身份驗證后即能進行會議信息的接收以及會議實況錄像的選擇觀看。

前期準備工作有：

1.協調營運商布點施工提供直播專線網絡和互聯網專線；

2.協調營運商提供STN平臺傳輸，并完成各會場的布點、協同調試保障工作；

3.各分會場的視頻拍攝和切換輸出系統安裝調試；

4.主會場和各分會場編解碼和光收發設備的安裝調試；

5.系統聯調。

 多會場連線效果如圖1：

2.設備的選型

整個系統組成包括：主會場視音頻設備（廣播直播車、電視直播車、新媒體直播系統、網絡直播萬能機、多路編解碼器），主會場是活動直播是否能夠取得成功的關鍵點，因此在系統搭建的時候我們除了考慮設備的安全穩定性外，重點還對關鍵部位進行了備份；分會場視音設備；便攜式視頻切換臺；編解碼設備；光端收發設備；直播采集分發設備；光網絡內部數據系統；網絡服務中心（流媒體服務器、WEB服務器、數據庫服務器）；各會場終端設備；會場led大屏顯示系統。

 3.網絡架設方案

8個會場距離遠近不一，源城區、東源縣、江東新區、市區主會場距離較近，紫金縣、連平縣、和平縣距離較遠，由于普通光端機信號傳輸距離過大，需要加設中繼設備對光進行放大才能收發正常，安全性因此受到路由節點的不穩定因素所影響。因此，我們放棄了視音頻基帶信號進行遠距離光傳輸的方法，采用了網絡運營商的專網和骨干傳輸網核心傳輸技術，此方案采用了電信STN(Smart Transport Network)智能傳送網，是采用IP RAN和PTN技術相結合發展起來的一種增強型分組組網技術，是可以承載視頻、音頻、數據的綜合應用網絡，最大的優點是可以靈活的調整帶寬，有著高可靠性做保障，通過網管可以實現端對端的管理，性能指標好（吞吐量、時延、丟幀率）。視音頻信號運用編解碼壓縮，通過TS OVER IP面向專業廣播電視信號傳輸實現流通進行傳輸，將TS包封裝成IP包，經廣播電視編解碼設備上的IP輸入輸出接口進行配置，在發送端完成編碼和ip化，在接收端經過適配、解復用、解碼的逆轉過程解碼后輸出現場信號，系統總延時在兩秒之內，能夠較好地完成各地的視音頻信號實時傳輸，傳輸質量穩定可靠，更為靈活有效。此次直播技術系統包含“信號攝錄”“信號處理及調度”“信號傳輸”“信號呈現及發布”等四部分，依據傳輸手段和發布渠道的異同，分為：公網IP流直播、專網IP流直播、電視直播、廣播直播。所有現場信號通過編碼器，把視頻信號轉換成IP流，通過公網（4G網絡和光纖專網），把信號傳輸到各個會場，在主會場通過解碼器把信號傳輸分發到各平臺進行直播。

傳輸網絡拓撲如圖2： 

4.核心參數的設置

多會場異地直播不僅系統繁雜，投入的人員和裝備規模大，指揮調度協同難度高，為確保系統的穩定安全和協同工作有序展開，技術人員對系統采用的主要編碼參數和傳輸網絡分別進行飽和壓力測試，從而確保廣播電視信號可以正常工作于電信運營商提供的專網，保障活動直播安全穩定進行。

主會場電信專網采用上下行1000M帶寬，各分會場上下行100M帶寬，采用電信專網STN加內部業務地址實現源到目的Ip點對點編解碼組播形式進行multicast，另外運營商再提供上下行100M互聯網專線，并單獨提供公網IP以及開通以下端口：9000 - 9010、18255、10020、80、1935?，F場廣播電視信號以H.264進行編碼，編碼器主要參數設置有：視頻方面：碼率為10Mbps，GOP Length:12，buffer mode: CBR，GOP Structure: IBBP，音頻方面：pcr間隔：18，音頻編碼標準為: MPEG Layer2 bitrate 256kbps，音頻聲道：stereo，網絡協議采用：IP Encapsulation: UDP，ip包為TS Packets per IP Packet: 7，特別需要注意的是在編碼器中音頻的設置需要把AC3 BYPASS設置為OFF，否則編碼器的SDI接口會出現只有畫面沒有聲音的情況，在配置編解碼器時還需要注意源Ip是編碼器Ip，目的Ip是解碼器在NMS軟件里的ts over Ip里設置的Ip（與解碼器的液晶面板Ip是不同的，液晶面板的Ip設置對應的是NMS軟件里的管理Ip）。

 編解碼設備設置如圖3：

二、經驗總結

 涉及到市縣兩級同時直播的大型活動，通常需要政府牽頭單位組織協調各工種按部就班開展工作，直播活動會場多，線路長，傳輸的路由復雜；加上設備的采購、系統搭建、調試等準備工作周期長，又需要不同崗位人員相互協調合作，難度之大可想而知。我們在方案的實施過程中慢慢地積累了經驗，也發現了新的問題，大膽地進行嘗試，這些都對以后的直播技術工作產生積極的推動作用。歸納起來主要有以下幾點：1.主辦方牽頭成立直播工作領導小組，統籌協調各單位有效配合為活動直播提供技術支持、保障、服務，明確了責任分工；2.確定活動整體方案，因電視臺本身沒有光纖網絡傳輸平臺，所以主辦方需在明確各會場地點后協調運營商解決各直播點之間的視頻光纖專線布點和與主會場之間連接貫通，并提供STN平臺運用，同時提供會場數據網絡光纖專線和內部高速網絡的布點、調試與貫通；3.縣區臺支持會場的視頻導播切換、視頻拍攝；4.設備系統廠家支持會場流媒體直播系統、編解碼的調試運行保障。正是由于指揮調度高效、前期準備工作充分、專業技術人員調試到位，諸多直播工作才能圓滿順利完成。

三、結束語

 以上就是異地多會場直播的方案，這種方案已經成功的運用到我臺承接的多個重要活動直播當中，有：文明火炬傳遞、桃花節、馬拉松等活動的直播，該方案的成功運用開創了我臺傳統媒體直播和新媒體直播融合發展的先河，收到了良好的社會效益和經濟效益，在實際運用中，滿足了河源臺在重大活動直播中的新要求，突破了傳統多點異地直播中電視直播的時間空間限制，系統搭建更加靈活，實現更加快捷便利。未來我們將更加有效地組織開展新系統新技術的探索和運用，優化流程，確保在直播中系統能夠更加安全，運行更加穩定高效；充分結合傳統媒體和新媒體的技術運用，發揮媒體融合技術先行的優勢，促進我臺媒體深度融合。

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