即摄即传业务分析

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1、电f ： 技 T DL T E 即摄即传业务分析 卢姗孙达 中国移动通信集团上海有限公司 上海2 0 0 0 6 0 口引言 ( 1 ) 新 闻媒体对 音视频 传输提 出了很高 的要 求 ，现有 的传输 方式存在 一系列 问题 随着 电视 频 道数 量 和 节 目种 类 的不 断 增 加 ，市场竞争 日趋激烈 。收视率成为衡量 电视媒 体影响力的重要指标 。据统计 ，在各种类型的电 视节目中，新闻节目尤其是突发事件现场直播 、 连线互动等节 目是受众关注的焦点，然而传统直 播方式对环境和技术的苛刻要求和高 昂的成本极 大地制约了这类节 目的制作和播 出。 采用有 线 电缆传输 时 ，在 每次节

2、 目转 播之 前都需要预先铺设很长的电缆 ，且机位较固定 ， 这种方式只能用于有计划的实况转播 ，对于突发 事件无能 为力 ，同时铺设 电缆在人力和物 力上的 消耗都很大 。采用卫星通道进行传输 虽然 比有线 电缆方 式灵活 了很多 ，但是存在卫星信道租用成 本高、配套设备成本高 、使用复杂等问题 。 ( 2 ) TD- L TE网络满 足高 清音视 频 的 实 时传 输 需求 ，将 带 来广 电行业传 播 技 术 的革 命 视频通信类业务具有传输数据量大和实时 性强 的特点 ，相应地要求承载的通信 网络具有较 大的带宽和较低 的时延。为了保证清晰的视频和 流畅的图像 ，传统的视频通信业务往往

3、承载在有 线宽带 网络上 ，因而只能在 固定场所 开展 。 T D L TE 可 以达到下 71 o o Mb i t s ，上行 5 0 Mb i t s 的数据速率 。该技术具有 高带 宽 、低 时延和移动性的特点，不仅能够传输大数据量 音 视频 ，而且 增强 了视 频通信 业务 的移动性 ， 使用户能够 随时随地体验高清视频应用。 运 用 TD LTE 移 动通 信 网 络构建 新 闻传 输 系统 ，具有操 作简单 、易于 携带和成 本低等 特 点 。由于能够将 音视频 素材 以最快捷 的方式 发 回电视 台 ，可在 最大 程度上 满足 电视 新闻对 时效 性的 要求 。同时 ，在 新

4、闻消息的播 发上 ， T D L T E R 摄即传系统能够发挥一台卫星直播车 对新 闻事件进 行实 时连线报 道 的基 本效 用。 电 视新 闻完全可 以在 保有画面 优势 的前提下 ，实 现真正 意义上 不受 大型专业 技术设 备 的限制 。 在第一 时 间接 入 ，第一时 间直播 电视新 闻 ，这 将 带来 电视新 闻直播的一 次大变革 。 目即摄即传业务概述 即摄 即传业 务 充 分利 用TDL TE网络 无 WWW t t m ， t om c r l 1 9 T D L T E 部署与优化 线 、宽 带和 移动 的优势 ，实现 拍摄现 场 与编播 后 台的信号 同步 。本 业务将

5、摄 像机与TD L T E 编 码通信 设备有机 集 成 ，使 用户 在拍摄 时能 方便 快捷地 将 正在拍摄 的 内容通 过TD L TE网络 实时传送到解码端进行编辑或直播。 即摄即传、 l I ， 务使用基于TD L TE 编 码通信 设备 取代传 统 的使用微 波和 卫 星信道 的采 编播 系统 ，使用 灵活 ， 携 带方便 ，在 提供高 清晰 度图 像的 同 时 ，保证 了传 输的 实时性 ，使 媒体能 够从容应对各类突发事件 。 该业 务主 要有 以下特点 ： 实现 了无线环 境下 基于 便携设 备的高清晰度视频的实时传输； 业 务端 到端刚 延 不足1 S ，短于 卫星 通信车2

6、 s 的时延 ，真正做 到了即 摄即传 、即拍即播 ； 前 端设 备体积 小 ，集成度 高 ， 能够 借助 电池 卡 口与 专业摄 像机 集成 为一体 ； 业务采用通用的w mv H 2 6 4 格式 进行编解码 ，该业务生成的媒体流能够 使用大部分音视频工具进行编辑 ，并且 能够在 网站上进行实时发布 ； 前 端设 备兼容 性强 ，适配 范围 广 ，能够 与 目前市场 上所 有主 流的专 业和非专业摄像机适配 。 世博 期间 ，这项 业务 供多 家媒体 试 用 ，并 成功服 务于 多次大 型 活动直 播 。媒体 记者只 需增 加一个 很小 的便 携设 备 ，就能在 拍摄 的同 时将 图像通

7、过TD LT E网络 传送 到电视导 播 台， 不再 需要依 赖于 卫星通 信车 ，极大 地 提高 了新闻编播 的时效性和便捷性 。 目 业务组 网架构 如图】 所示，即摄即传采传设备将 摄 像机 输 出的音视 频信号 进行 编码 ， 将 编码后 的信号通 过TD L TE 无线 网 络传送 至 即摄 即传 业务 平 台。解码 器 通 过专线方 式与TD L T E 核 心机房相 连 ，从 即摄 即传业 务平 台实时 下载 即 20 摄即传采传设备发送的音视频数据 ， 并进行解码 ，最终输出S DI ： 0 电视 台采 编播中心。其 中各 网元的功能如下。 ( 1 ) 即摄 即传采传 设备 该

8、 设 备 用 于 对 摄 像 机 输 出 的 音 视频信号进行压缩编码，将模拟或数 字信 号转换 为可在 I P 网络 中传输 的标 准wmv H 2 6 4 流媒体 数据流 ，并通过 TD- L TE网络实时传送 至即摄 即传业 务平台。 ( 2 ) 即摄 即传业 务平 台 该平 台负责接 收即摄 即传采 传设 备通过T D L TE 网络实时上传的音视 频流媒体数据 ，进行实时存储，并根 据解 码器 的相应 请求 ，将音 视频 流媒 体数 据实时 下发 到相应 的解 码器 ，同 时 即摄 即传 业务 平 台也提供 音视 频文 件的点播 和下载 。 即摄即传业务平台分为3 个模块，分 别为接

9、收模块、存储模块和转发模块。 接 收 模 块 负 责 接 收 即摄 即 传 采 传设 备推送 上来 的音视 频媒 体流 ，将 媒 体 流 分 别 同步 到存 储模 块 和 转 发 模块 。存储 模块 将 即摄 即传 采传 设备 推送 的音视频 媒 体流存 储成 流媒体 文 件 ，供用户 点播 和下载 。转 发模块 根 据解 码器请 求 的编码 源 ，将 相应 的媒 体流转发给解码器 。 ( 3 ) 解 码 器 从即摄即传业务平台上实时获取 即摄 即传采 传设 备拍摄 的音视 频流 ， 并将 流媒体 数据 流转换 为 电视切换 台 可接 收的模拟AV信号或 S D I 信号 。 电 视 切换 台

10、可将 现场 实时 传 回的音视 频 信号切换为 电视信号播出。 口 关键技术 4 1 TCP发送 窗 口优化 通过调整接收方的TCP 接收窗 口 以及发送方的发送缓存 ，优化TCP 发送 窗口值 ，从而提升数据传输整体效率。 TCP 的 发 送 窗 口取决 于 接 收 方 的接 收窗 口以及 发送 方系 统所能 提供 TI ON$T罾CHNol o( 、 、 r ， 2o1 O 12 的最大 发送 缓存 ，即TCP 发送 窗 口一 mi n 接收方的接收窗口，发送方的最 大发送缓存 ， 。 W i n d o ws 操作系统默 认的TCP 发 送窗 口较 小 ，每 次传 输量 受限 ，无法 达

11、到TD L T E网络的峰 值传输速 率 ， 大 大 降 低 了传 输 效 率 ，因 此 需 要 对 TCP 发送窗 口进行 优化 。另一方 面 ， 如果TCP 发送窗 口值设 置过大 ，超过 e NO d e B 的 数据 缓存 能 力 ，则可能 造 成 缓存 超时 ，将数 据直 接丢 弃 ，同时 在 网络丢包 率一 定的情 况下 ，丢 包后 需 要重 传 的数据量 大 ，很可 能会降 低 效率 。 4 2 新 增 带 宽 调 整 模 块 在 编 码 程 序 中加 入 带 宽调 整 模 块 ，该模块可根据TD L TE CP E 接收 到的传 输层TCP 应 答消 息 ，判断无 线 网络通

12、道运 行情况 ，实 时调 整码率 ， 提 升数据传输效率。 带 宽调整模 块实现 了终端对无 线 网络环 境变 化的快 速适 应 。该模块 能 够 根据TD L TE CP E 从网络侧收到的 TCP 发 送成功 或失败 响应 ，获取 当前 网络 的延时 和丢包 率信 息 ，从而判 断 当前移 动 网络信号 质量 。当移动 网络 质 量持 续恶 化超过 设定 的 门限值时 ， 带 宽调 整模 块将 自动降 低编 码后 的业 务 码率 ；当移动 网络质 量持 续保持 最 佳 状态 超过设 定 的 门限 值时 ，带宽 调 整 模块 也能 自动提 高编 码后 的业务 码 率 。这 样经 过不断 的动

13、 态调 整 ，最 终 增 强 了对 网 络变化 的快 速响应 能力 ， 降 低 了端 到 端 的 业 务 时 延 ，弥 补 了 TC P 带来的效率 降低。 4 3 缓 冲区优化 通过在编解码端设置合理的缓冲 区 ，使业务既能保证图像流畅，又能 将时延控制在可忍受的范围 内。 即摄 即传采传 设备将 编码 后的音 视频数据存入缓冲区 ，TD L T E CP E 电信技 即摄即传采传设备 从 缓冲 区调 用这 些数 据并 发送 ，从 而 使视频数据传送能够有效克服 网络抖 动 和丢 包 。解 码 器从 服务 器上 下 载数 据 后直接 存入 缓 冲 区 ，按 照缓 冲 区中 的 队列 依次进

14、行解 码 ，从 而使 图 像输 出更为流畅。 一般 情 况 下 ，缓 冲 区 的大 小 是 一个 平衡 值 ，需要 综合 考 虑实 时性 、 网络 QO S 、设 备 系统 设计 复杂 性 、解 决方 案经 济性 等 因素 。增大 缓 冲区 可 以增 加图 像的 流畅 性 ，系 统简 单 ，对 无 线 环境 的要 求低 ，但 时延 增 加 。减 少缓冲 区能 够 有效 减少 时延 ，缺 点是 系统 复杂 ，对 恶劣 无线 环境 的 容忍度 降低 。 团引入建议 5 1 引 入 策 略 建 议 首先 向TD L TE网络试点 省市进 行推 广 ，对 于近 阶段 没有TD- L TE 规 划 的省

15、市 ，同样 可以在 具有W L AN覆 盖的区域推广此项业务 。 ( 1 ) 建 设 TD-L TE网 络 的 省 市 对 于 TDLTE试 点 省 市 以 及 规 划进行 TD L TE网络建 设 的省市率 先 部署基 于TD L TE 技术 的 即摄 即传 业 务 ，有利于加快T D L TE网络的商用 和规模化部署进程 ，也有利于集团客 户的快速发展，为TD L T E网络未来 的发展奠定市场基础 。 圈蕾 即摄即传业务组网架构 ( 2 ) 具 WL AN覆盖 的省 市 对 于 目前 尚无TD L T E 试 点或试 商用计划的省市 ，可以先基 于WL AN部 署即摄即传业 务 ，培养

16、用户使用 习惯 ， 大力发展集 团客户 。等未来TD L T E 规 模部署后只需通过设备升级 ，将WL AN 模块更换 为T D L T E C P E J 可进行基 于 T D L T E 网络的即摄即传业务 。 5 2 推 广 对 象 建 议 从 推 广对象 来看 ，建 议 第一阶 段 首先 向媒体 用户推 广 ， 当TD LTE 网 络 规模 部署 之 后可 以 向普通 个人 用 户 进行推 广。 ( 1 ) 各 大新 闻媒体 由于TD L TE网络建设之 初成本 较 高 ，建议 首先 向集 团用户 推广 。有 了这项 业务 ，媒 体摄 像 师只 需增 加一 个 很小 的便 携设 备 ，就 能在 拍摄 的 同 时将 正在 拍摄 的图像 通过 T D L TE网 络传 送 到 电视导 播 台 ，不 需 要依 赖卫 星通