世界杯組委會與宣傳片拍攝以4K的方式進行了直播

近幾十年，隨著微波及衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，在電視臺等專業(yè)影像生產(chǎn)部門，終于可以擺脫不得不依賴數(shù)據(jù)線纜傳輸信號的尷尬境地,宣傳片拍攝。在重大事件的突發(fā)現(xiàn)場，在異地新聞直播環(huán)節(jié)，在體育比賽等大型項目的轉(zhuǎn)播活動中，通過租用衛(wèi)星訊道，在地面經(jīng)由信號基站，將視頻及音頻信息上傳至衛(wèi)星，再傳輸?shù)诫娨暸_內(nèi)，經(jīng)過剪輯發(fā)送給千家萬戶。

↑衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車

實際上衛(wèi)星傳輸技術(shù)與我們平民百姓的生活并不是那么遙不可及，我們?nèi)粘Ｋ吹降碾娨暪?jié)目、接打電話等都是通過衛(wèi)星進行傳輸?shù)?。進入數(shù)字時代，未經(jīng)壓縮的各類數(shù)字視頻及音頻數(shù)據(jù)量越來越大，特別是如今世界上幾個國家已經(jīng)提前進入4K播出階段，隨著4K的普及，更大規(guī)模的數(shù)據(jù)量也對傳輸能力提出了更多挑戰(zhàn)：一部無損音樂要40M左右，全高清標準時長的電影要20G大小，而一部4K影片的數(shù)據(jù)量更是要200G之多。不單只是提高網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬,廣告片制作，發(fā)現(xiàn)和利用更高技術(shù)水平的傳輸技術(shù)勢在必行，因此不少影音廠家開始把目光投向了衛(wèi)星傳輸技術(shù)上。

衛(wèi)星傳輸技術(shù)都是利用地球同步衛(wèi)星來傳輸數(shù)字信號，其優(yōu)勢有很多：

1、覆蓋面廣：只需要三顆地球同步衛(wèi)星就能實現(xiàn)全球覆蓋；

2、傳輸容量大，帶寬靈活性強：衛(wèi)星傳輸其帶寬具有靈活性和可持續(xù)性，現(xiàn)行的衛(wèi)星帶寬一般最高可達到54M，這一帶寬足以將壓縮過的4K信號發(fā)送到地面接收端；

3、安全性高：衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)都會加密；

4、客戶端成本低：相比光纖、數(shù)據(jù)線纜等傳輸手段而言，衛(wèi)星傳輸需要接收成本是極低的。

↓下圖采用的就是通信運營商發(fā)售的傳統(tǒng)3G流量SIM卡

在去年的巴西世界杯上，F(xiàn)IFA世界杯組委會與巴西國家電視臺、索尼歐洲等部門聯(lián)合將四場比賽以4K的方式進行了直播，采用的方法是將一路UHD信號切割至四路HD信號，將每一路高清信號壓縮至8Mbps，再通過地面基站上傳至衛(wèi)星，經(jīng)過加密傳輸?shù)侥繕瞬シ诺氐慕邮斩?，通過特有的融合技術(shù)把四個全高清畫面拼接回UHD超高清畫面，經(jīng)過解碼后的視頻僅占用帶寬32Mbps左右。

↑4G視頻傳輸機

微波和衛(wèi)星傳輸固然是可行的方式，但由于要租用衛(wèi)星，需要一定的費用，并且在直播節(jié)目沒有形成常態(tài)播出形態(tài)下，還是一筆不小的支出。進十年來，隨著各運營商網(wǎng)絡(luò)遍布世界各個角落，而第三代和第四代移動電話通信標準技術(shù)也逐漸成熟和廣泛民用化，基于遍布各地的信號塔，通過3G/4G傳輸數(shù)據(jù)流的方式的也越來越被電視臺等機構(gòu)廣泛應(yīng)用起來，而3G/4G技術(shù)對電視應(yīng)用提供了一條方便、廉價的傳輸通道。

3G技術(shù)支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及視頻信息，速率一般在幾百kbps以上。下行速度峰值理論可達3.6Mbit/s（一說2.8Mbit/s），上行速度峰值也可達384kbit/s，這比上一代的2G通訊技術(shù)不知快了多少倍，當然，3G的出現(xiàn)也為電視臺直播過程中隔空無線傳輸信號提供了可能。

↑現(xiàn)場采訪視頻信號通過衛(wèi)星車傳輸?shù)叫l(wèi)星再發(fā)送給電視臺

而4G是集3G與WLAN（無線網(wǎng)際網(wǎng)路）于一體的新技術(shù),節(jié)目制作，能夠提供更快的傳輸數(shù)據(jù)速度、更高質(zhì)量的視音頻信號傳輸?shù)取?G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL（4M）快25倍，能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)，對于電視臺用戶來講，即使在最遠的山溝溝里，即使在突發(fā)災(zāi)害現(xiàn)場無法連接通訊衛(wèi)星也無法通過地面站完成數(shù)據(jù)發(fā)送，亦能通過3G/4G視頻傳輸機或直播車將拍攝到的畫面快速發(fā)回電視臺。

1、投資成本低廉：3G /4G直播用的是通信運營商現(xiàn)成的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，先期投入除了信號發(fā)射機、接收服務(wù)器、軟件控制平臺外,北京影視制作，只需交付運營商的寬帶流量使用費即可，與動輒上千萬元的電視轉(zhuǎn)播車和昂貴的衛(wèi)星通信費用相比，流量費幾乎可以忽略不計。如果采用無線拍攝加有線寬帶傳輸，成本則會更低。

2、設(shè)備使用簡單，人力投入較少：衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車的使用，不僅要牽扯到十多名技術(shù)人員，還要有現(xiàn)場導(dǎo)播、字幕、放像、攝像等若干專業(yè)人員，隊伍龐大，分工細致，操作復(fù)雜，同時還必須配備動力電源。而利用3G/4G設(shè)備直播，僅需一名記者、一名攝像即可勝任，所有隨身設(shè)備增加不到10公斤，且操作十分簡單。

↑借助4G高速傳輸速度，觀眾可以直接在移動終端上收看到直播節(jié)目

3、不受時間限制：3G/4G傳輸是全時段的，它一改電視轉(zhuǎn)播車必須提前申請衛(wèi)星傳輸頻道的限制，只要在有手機信號的地方接通電源，即可對事件現(xiàn)場進行實時信號回傳，實現(xiàn)直播。

4、較少受空間限制：3G/4G本身是一種寬帶無線傳輸技術(shù)，它避免了電視轉(zhuǎn)播車受到交通條件、電源保障、停車位置以及車位同攝像機連線長度的限制，以及只能在幾十米的有限空間內(nèi)進行直播的缺陷。從某種意義上，一臺3G/4G直播設(shè)備就能起到一輛電視轉(zhuǎn)播車的功效，它可以在全國范圍內(nèi)不同地區(qū)、不同城市同時回傳電視信號到播控機房，在指定頻道實時直播全國各地的事件現(xiàn)場實況，尤其是在突發(fā)事件和災(zāi)害現(xiàn)場報道中起到了至關(guān)重要的作用，第一時間提供了第一手視頻影像資料。

目前，通過Wi-Fi（無線保真）傳輸也是一種可行的方式，我國民用寬帶的無線帶寬越來越高，光纖條件下10M以上的寬帶都能勝任視頻流傳輸工作。目前幾大廠商都已開發(fā)或待開發(fā)與攝像機相連的無線發(fā)射模塊，基于將攝像機系統(tǒng)置于可與外界交互的無線局域網(wǎng)中，通過機身內(nèi)置的無線發(fā)射模塊或外接無線發(fā)射器（多采用USB鏈接）接入Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，無論是點對點傳輸還是將代理文件上傳到FTP服務(wù)器上都是十分可行的辦法。

這是一種優(yōu)劣參半的方法，優(yōu)勢在于幾乎沒有使用成本，在外出拍攝需要回傳的場合，只需借用拍攝本地的無線網(wǎng)絡(luò)連接Wi-Fi就可以進行數(shù)據(jù)流傳輸（前提是拍攝地出于無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍）,視頻制作，此外，傳輸速度也有一定保證，根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬就能大致估算出傳輸用時和直播信號碼流大小，并且由于發(fā)射信號功率低于100mW，低于手機發(fā)射功率，所以Wi-Fi傳輸相對也是對身體最無害的。

↑外部Wi-Fi連接模塊

發(fā)射頻段上，Wi- Fi網(wǎng)絡(luò)還有1.2GHz、2.4GHz和5.8GHz等可選。目前比較常用的是后兩者，而其中又以2.4GHz最為常用，他們各有優(yōu)劣,影視制作。無線網(wǎng)絡(luò)信號的本質(zhì)是電磁波，其傳播速率等于頻率與波長的乘積，而這個乘積實際上是一個固定值，就是光速。也就是說，電磁波的頻率越高，波長就越短，因此5GHz信號的波長就要比2.4GHz信號的要短，而波長越短的電磁波穿透力就越強,網(wǎng)劇制作，這也就是坊間經(jīng)常說的2.4GHz穿墻能力差的由來。用在指導(dǎo)工作中，在通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來傳輸視頻畫面時，盡量要選擇開闊的場地，不易由過多墻壁，以防信號損失。

5GHz頻段雖然比2.4GHz頻段有更強的穿透力，但相比之下反射和衍射的能力就不如后者了。當兩種頻段的電磁波在碰到障礙物的時候，5GHz信號幾乎全部能量都會用在穿透上，而2.4GHz信號則有部分會產(chǎn)生反射和衍射，繞過了障礙物繼續(xù)傳播。因此5GHz信號雖然選擇了路程最短的傳輸路徑（穿墻而過），但是在傳輸過程中的會有很大的能量損失，2.4GHz信號走得路徑會更長一些，但是保留下來的能量卻更多（繞墻而過），在我們看來就是信號強度更強了。

↑使用外部WiFi連接模塊，將攝像機拍攝到的畫面通過轉(zhuǎn)碼將代理視頻發(fā)送到手機，再通過Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)或3G/4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到接收終端進行直播

不過這種方法的缺陷也是很明顯的，無線保真技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，在不能保證當前無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的可靠帶寬的前提下盡量不要將其應(yīng)用在直播環(huán)節(jié)中，同時亦要控制同時接入無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備數(shù)量，以前其它非工作設(shè)備占用過多帶寬。同時，Wi-Fi的數(shù)據(jù)安全性能比藍牙要差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進，如果是帶有機密性質(zhì)的數(shù)據(jù)不推薦使用該方式傳輸，以免傳輸途中被第三方截獲造成不必要的麻煩。

需要注意的是，前文沒有提及的1.2GHz雖然波長最長，穿透能力也最強，但在我國多用于航空、軍工、國防等領(lǐng)域中而非民用，切勿擅自濫用。

以上是電視節(jié)目制作中使用頻率最多的三類無線傳輸方式，希望對各位有所幫助。