电视台4K超高清转播车建设方案_田晨光.pdf

电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)25PARTS&DESIGN器件与设计文献引用格式：田晨光.电视台 4K 超高清转播车建设方案 J.电视技术，2022，46（12）：25-28.TIAN C G.Construction scheme of 4K ultra HD relay vehicle of TV stationJ.Video Engineering，2022，46（12）：25-28.中图分类号：TN931.2 文献标识码：A DOI：10.16280/j.videoe.2022.12.007电视台 4K 超高清转播车建设方案田晨光（宁夏广播电视台，宁夏 银川 750002）摘要：随着现代化技术的快速迭代与媒介生态的革命性巨变，近年来，4K 电视节目生产需求越来越多。为满足日益提高的节目制作需求，提升广播电视台高质量节目的生产能力，用户迫切需要投入建设周期短、覆盖能力强、功能完善的节目制作系统。对此，4K 超高清转播车可以极大程度地满足电视和多媒体直播宣传的多层次需求，目前已发展成为各大电视台的标配设备。在此背景下，探讨宁夏广播电视台 4K 超高清转播车建设方案的细节，并分析 4K 超高清转播车技术应用的主要特点。关键词：4K 超高清转播车；技术方案；应急方案Construction Scheme of 4K Ultra HD Relay Vehicle of TV StationTIAN Chenguang(Ningxia Radio and Television Station,Yinchuan 750002,China)Abstract:With the rapid iteration of modern technology and the revolutionary change of media ecology,in recent years,the demand for 4K TV program production is increasing.In order to meet the increasing demand for program production and improve the production capacity of high-quality programs of radio and television stations,users urgently need to invest in building a program production system with short cycle,strong coverage and perfect functions.In this regard,the 4K UHD rebroadcast vehicle can greatly meet the multi-level needs of TV and multimedia live broadcast publicity,and has now developed into the standard equipment of major TV stations.Under this background,this paper discusses the details of the construction scheme of 4K UHD relay vehicle of Ningxia Radio and Television Station,and analyzes the main characteristics of the technical application of 4K UHD relay vehicle.Keywords:4K ultra-high-definition broadcast vehicle;technical solutions；contingency plans0 引 言近年来，伴随广播电视行业的快速发展，4K超高清转播车技术逐步发展为新的行业热点，在电视和多媒体多层次直播渠道建设方面起到了巨大的推动作用。传统电视转播行业具有单一性、局限性等缺点。目前，4K 超高清转播车已经成为各大电视台的标配设备。作为信息采集、加工及宣传的载体设备，其具有较强的流动性与灵活性，在空间上不受广电中心的制约，可以灵活、独立、高效地执行录制转播任务。随着 4K 时代的到来，搭建 4K 超高清转播车是4K 超高清节目生产不可或缺的系统环节，同时也能实现电视台从高清到超高清、融媒化制作的技术发展，将电视台内生产方式向外延伸，实现同时面向电视播出和新媒体的实时播出。1 宁夏广播电视台高清化现状及系统设计目标作为广电行业发展的大趋势，超高清技术是广电行业优化升级的首要任务。宁夏广播电视台始终将超高清技术发展作为提升服务水平、创新发展影响力、市场竞争力的核心目标，积极推进超高清产业和技术布局。但就目前整体发展情况来看，宁夏 作者简介：田晨光（1978），男，本科，工程师，研究方向为广播电视视频技术。26电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)PARTS&DESIGN器件与设计广播电视台的超高清技术发展仍存有一定局限性，如高清转播车车体老化、设备故障频发、灵活性较差，不能满足广播电视新媒体业务的转播需求。因此，建设 4K 超高清转播车，实现超高清业务的发展与突破迫在眉睫。现阶段，宁夏广播电视台 4K 超高清转播车的系统设计以打造全方位、多平台的综合性转播技术为目标，全面提升转播技术的系统化、平台化、信息化水平，从整体系统架构入手，不断满足新媒体节目的生产、转播需求。根据电视台自身的实际情况并结合多年来的节目制作经验和节目转播需求，宁夏广播电视台设计的 4K 超高清转播车方案可支持12 讯道，并预留 4 个扩展讯道，系统采用全 IP 架构，留有部分 12 Gbs-1数字分量串行接口（Serial Digital Interface，SDI）的 输 入 输 出 接 口，并 向 下 兼 容 43 Gbs-1 SDI，3 Gbs-1 SDI，HD SDI 等信号路由，兼容性更强。作为广电行业发展的新的增长点，超高清电视转播技术需确保先进性，紧跟行业发展潮流与产业需求，致力于建设数字化、信息化、多层次的转播行业平台。基于IP网络建立交互、多数据流、多层次的系统结构，体现其信息交互枢纽的作用；同时，致力于创新发展，不断突破技术瓶颈，推动直播转播产业的发展1。2 系统技术方案及实施新建 4K 超高清转播车系统采用 IP 技术链路为核心的架构，实现视频、音频、同步和控制等系统的 IP 化传输和信号交换，核心设备具有冗余备份。系统利用 COTS 通用交换机作为信号调度中心，交换机及光纤接口满足 SMPTE ST 2110 标准。IP 系统设计符合 SMPTE ST2110、ST 2022-7、ST 2059等标准，IP 设备具备高动态范围（High Dynamic Range，HDR）节目制作能力，采用高精度时间同步协议（Precision Time Protocol，PTP）进行精准锁相。系统内画面分割器和音频加嵌也全部采用 IP 方式实现。2.1 车体布局4K 超高清转播车整车总长 20 m，有效载重量满足安装设备的整体要求，车体改造严格按照国家标准和行业标准执行，并满足国家颁发的有关车辆管理法规和规定要求，具有中国质量认证中心颁布的 CCC 强制性产品认证证书。改装后的电视转播车应符合国家工信部颁布的 国家车辆生产企业及产品公告，能适应-25 +45 的环境温度和南北方各种气候条件，可满足远距离长途行驶、滚装船运输以及国内大型体育场馆和演艺舞台厅的停车环境。4K 超高清转播车为半挂式车体结构，车体配置了双侧拉式的内嵌箱体，满足结构的不同分区需求。转播车的结构布局充分考虑了目前转播应用场景的需求及未来可能新增的场景需求，进行了车体结构布局设计，保证能够满足现有转播产业需求。车体结构分区包括融媒工作区、音频区、慢动作制作区、技术区、核心设备区、虚拟包装区、主导演区及第二制作区等2，在布局上尽可能做到合理，充分利用车体空间。2.2 配电系统4K 超高清转播车的配电系统是整个转播车系统的供电来源，需要具备持续稳定的供电特性，满足直播转播的用电需求，其结构如图 1 所示，包括了供电二选一开关，分别支持接入主电源及备用电源。车体供电负荷约35 kVA，为满足车体用电需求，预留 30%余量。配电系统配置了 50 kW 变压器，且具备旁通功能。整车电源管理系统中，用电端包括技术电系统及非技术电系统。供电系统按分区设计预留分成了 3 个 10 kW 模块，非供电系统包括了整车控制系统和照明、空调用电等模块3。图 1 供电系统结构图空调系统包括四个分区设计，并配置新风系统，总制冷量为 40 kW。综合考虑车体结构及分区布局的设计，按需配置空调系统的分区，并实现各分区独立调控温湿度的功能。3 融媒制作系统4K 超高清转播车在整体系统布局及架构设计的基础上增加了融媒工作区。融媒区采用高集成设计，具备现场多讯道 4K 超高清一体化制播、融媒采 电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)27PARTS&DESIGN器件与设计编分发、视频云连接赋能、5G 网络传输以及移动车载支撑等功能。3.1 视频系统4K 超高清转播车视频系统设计了 12 套 4K 超高清 EFP 摄像机、1 套 4K 超高清慢动作回放系统、2 套 4K 在线包装系统、8 路外来信号和 2 路 HDMI信号的接入能力，预留 4 套完整的 4K 超高清摄像机讯道及配套接口，预留 2 套慢动作服务器以及配套接口，用于将来的制作扩展。系统配备 1 套 4M/E 4K 切换台，满足全流程 4K 超高清 HDR 以及高清 SDR 的制作要求。在 4K HDR 状态下，高清输出将采用下变换方式，外来高清信号能够上变换至 4K HDR 参与节目制作，并具备完善的直播功能。视频系统硬件交互设计结构如图 2 所示4。3.2 音频系统4K 超高清转播车音频系统采用基于 IP 架构与基带并行的设计方案，充分发挥 IP 架构和传统基带各自的优势和特点，确保系统的安全可靠和灵活便捷。该系统符合 SMPTE 2110、SMPTE 2022-7 及AES67 标准。音频系统配置主备交换机，主备调音台、音频矩阵、IP 接口箱、IP 转换器（模拟、AES、MADI 等与 IP 音频互相转换）、CD 播放器、电话耦合器以及监听监测等周边设备。此外，音频系统支持 256 路多通道输入输出，满足多场景制作需求。音频矩阵具备 5.1 环绕声音频制作能力，并配置 8.0环绕监听系统，保证系统高效运行5。同时，音频系统具有 16CH 多轨收录声音素材、音频跟随视频切换等制作功能。3.3 监控系统4K 超高清转播车监控系统设备是基于 HD FGS画面适配技术建设的，基于 IP 基站网络交互，实现不同源信号的接入和监控，满足多场景的转播需求。设备分割器配置了 GHG 系统，基于 HLINK 通信协议与融媒体技术平台进行信息交互，支持双向信号传输，并配置 64 入 8 出分板卡，能够高效完成画面的分割。此外，考虑到车体不同功能分区的布局，图 2 视频系统硬件交互设计结构图28电视技术 第 46 卷第 12 期(总第 565 期)PARTS&DESIGN器件与设计结合应用需求，对于导演区、技术区等也分别配置了不同的监视器，实现高效的 HD 链路信号波形监控监测。3.4 TALLY 系统4K 超高清转播车配置了高效的 TALLY 系统，基于 HLINK 协议完成信息的交互与处理，由交换机、切换台将信息传输至主备 TALLY 系统处理后，可向摄像机或画分 MUH 传输，实现信息的共享与显示。切换台的交叉点信息、矩阵的交叉点信息等均可实现 TALLY 显示和源名显示。该系统提供三色 TALLY 指示，分别为播出、应急、预监等状态