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融合媒体背景下电视技术的新尝试

 

上海文化广播影视集团有限公司 吴一凡 丁庆 陈炯琪

一直以来录制谈话类节目,嘉宾都要被邀请到演播室现场进行录制。随着网络技术的发展,嘉宾可以不到演播室,在自己家里、在自己单位办公室,或者其他地方,只要有网络、有足够的网络带宽,就可以远程参与节目录制,这样对录制节目来说,无论是方便程度、灵活性还是交通成本上都有很大改进。现在4G等移动无线网络有很大发展,在移动状态下只要网络带宽有保证,通过手机或平板电脑就能与演播室的主持人和嘉宾进行互动交流。但是始终有一个问题没有解决,就是在远程的嘉宾,他们的声音可以传到演播室,但是想听到演播室的声音还要通过电话等辅助通讯方式才能实现,无论是嘉宾还是节目工作人员使用起来都不是很方便。

一设计思路

我们采用统一通信的视频会议技术,很好地解决了以上的问题。视频会议方式本身就是一个与会者互动交流发言的形式,把演播室作为主画面,各位嘉宾参与交流,互相都能听到在说什么,嘉宾很清楚地知道现在讨论到什么程度了,哪位嘉宾讲了什么,按计划谁说完后轮到自己发言了。在网络环境允许的情况下,无线移动终端的画质支持4720P,有线网络终端的画质可以更高。

统一通信(Unified Communications),简称UC,也有称之为融合通信,是将计算机技术与传统通信技术融为一体的新通信模式,让人们无论任何时间、任何地点,都可以通过任何设备、任何网络实现自由、无差别的沟通体验。它把计算机网络与传统通信网络融合在一个网络平台上,实现语音、数据传输、音视频会议、即时通信、协同通信等众多应用服务。它的特点是,统一通信是开放的架构支持各个功能模块独立部署,可靠性高;数据加密传输,安全性高;可与企业现有IT 应用系统集成,具有良好的开放性。

视频会议是统一通信的一个重要功能,它可以构建一个遍及全球的网络多媒体会议平台,把人们从时间、地域的限制中解脱出来。通过互联网络,无论何时何地都可以轻松地进行多方面对面的实时沟通,为大家提供了一个经济适用的网络会议中心。全面易用的功能设计为各种会议提供了应用便利。从音视频会议到数据会议;从电话会议到移动会议,从桌面会议乃至会场级别应用,视频会议的应用无处不在。无论是松散型的自由讨论,还是秩序井然的正式会议,视频会议均有相应模式支持,强大的会议管理控制功能和严格的安全策略使各种会议均可得到保障。

当前网络技术的迅速发展和网络带宽的不断提升为高清晰画面传送的视频会议提供了图像质量保证,在这种情况下,我们基于统一通信的视频会议技术,实现了《市民议事厅》节目远程互动录制。《市民议事厅》节目采用录播的方式,每期选择一个老百姓关心的话题,演播室里有一位主持人和一位嘉宾,从节目的嘉宾库中选择三位与话题相关的市民评论员在演播室外,通过网络远程与演播室内的主持人和嘉宾互动交流,发表自己的意见。在演播室外远程的市民评论员可以在家里、或者在单位办公室,只要有网络WiFi或者4G,在Pad、手机上装个软件,就能与演播室进行实时、双向的互动交流,节目录制过程非常便捷,就如同在演播室中一样。

二网络架构

整个系统的网络结构图(如图1所示)以思科CUCM(统一通信处理服务器)作为统一通信基础平台负责办公电话、视频终端、移动终端的注册及基本呼叫处理,部署CUPS(在线状态及即时通讯服务器)、CUC(语音信箱服务器)、CWMSWebex Meeting服务器),实现IM、网络会议等统一通信基本需求;通过Cisco Voice Gateway部署E1线与现有PBX对接,实现与现有办公电话对接以及外线出局功能;采用Cisco SX20内置多点、TRS录播服务器实现视频会议及录播功能;部署Cisco Expressway EdgeExpressway Core边缘服务器实现移动终端互联网接入功能;另外通过Cisco SX20 CodecSDI转换设备实现外网视频直接纳入直播系统功能。

 

网络架构上将服务器CUCMCUCCUPSCWMSCWMS IRPExpressway Core,设备TRSVoice Gateway,各语音视频终端均部署在办公区域,SX20 Codec通过HDMISDI设备与业务区直播系统通信,边缘服务器Expressway Edge部署在互联网接入区。

三工作原理

录制节目的场景是远程市民评论员在自己家里或自己单位里,通过移动终端接入台内的制播系统,参与节目讨论。系统以思科CUCM作为核心,在演播室外的远程市民评论员用自己的移动终端设备,如Pad、手机,安装Jabber软件,使用4G网络或者WiFi网络通过思科边缘服务器Expressway Edge接入内网,注册在CUCM上,登录账号和密码由节目工作人员提供。当开始录制节目时,远程移动端Jabber呼入虚拟视频会议室,与会议室中的SX20建立视频通话,视频流通过SX20 HDMI接口输出,再通过视频制式转换设备转换成HD-SDI信号送入制播系统。当远程移动终端需要接受SDI信号时,采用思科DCM设备将SDI转为HDMI输入SX20,视频流即可发送至对应的远程移动终端,这样演播室内主持人、嘉宾,就可以和场外的远程市民评论员进行互动交流。每个远程的市民评论员,通过自己的移动终端设备,可以看到1+3的画面(如图2所示),即一个主画面是演播室里主持人和嘉宾,右侧竖排的三个小画面是另外两位远程市民评论员和自己。如果采用远程多通道方式,三个远程独立通道,在演播室里,导播还可以根据自己的需要,使用演播室的包装系统进行节目包装(如图3所示)。在网络带宽支持的情况下,远程终端系统支持4720p,并能根据网络情况自适应调整画面质量。

 

由于整个系统的运行都基于IT网络,对网络质量、带宽有一定的要求,好在目前网络技术有了很大发展,网络质量和带宽都有很大提升,普通家庭用户光纤到户,带宽都已是50兆、100兆了,移动用户4G信号已基本覆盖,带宽、网速越来越不成为问题。

四系统特点

1. 远程终端采用通用技术,使用门槛低

远程终端可以是苹果和安卓手机,也可以是平板电脑、带摄像头用有线网络的笔记本电脑,从应用商店下载安装Jabber客户端软件,输入账号和密码就可以方便地使用,在网络带宽允许的前提下,画质可以达到4720P

2. 多层次全方位的安全机制

从硬件上,提供的所有产品都是嵌入式系统、非PC架构,具有强大的抗病毒能力。并且设备上可以根据需要打开/关闭/更改控制端口。

底层网络上,设备均支持AAA认证机制,证书认证确保非法设备无法接入。

在协议层上,媒体流和信令流都采用了AES加密技术,即使数据被截获,也无法被还原;所有的设备范围都支持Https

在管理层面上,所有终端都支持普通用户和管理员用户两种操作级别,可以防止终端配置被更改。

在使用层上,所有的会议包括视频会议、语音会议,我们都可以动态设置密码,确保非法用户无法接入。远程终端除了用账号、密码来验证身份外,在登录以后,工作人员可以通过专门的控制台控制远程终端账号是否出镜、是否要踢掉等情况,保证让需要的账号出镜。

3. 系统模块化结构,功能扩展容易

系统具有良好的兼容性,思科的CUCM支持SIP协议可供第三方服务器、SIP应用、SIP终端等与CUCM进行交互。思科CUCM提供了丰富的API接口供调度软件二次开发使用。

CUCM提供的API及协议接口包括以下几项:

●AXL提供修改CUCM数据库的权限;

●CTI计算机电话集成能够自动地对电话中的信令信息进行识别处理,并通过建立有关的话路连接,而向用户传送预定的录音文件、转接来话等功能;

●IP电话服务为IP电话提供灵活多变的应用;

●SIP应用或终端可以直接与CUCM SIP交互;

可以对CUCM上设备、服务等提供实时监控;

独立的通话记录;

支持页面直接拨号。

例如可以把语音网关和E1线路接入CUCM,或者语音网关通过E1线路与现有的PBX连接,实现对固定电话或手机的呼叫,在视频讨论过程中可以加入语音终端的嘉宾,或者作为热线电话来呼叫嘉宾。

4. 电视画面可以根据需要,采用多种展示方式

视频会议系统自带丰富的终端显示模板,供用户调用,电视画面可以采用1+3等视频会议系统自带的模板,电视画面的合成由视频会议系统完成后送入制播系统。也可以采用多通道输入制播系统方式,由演播室包装系统对每路嘉宾的镜头进行单独包装,然后由制播系统来合成电视画面。前者使用比较方便,直接选取显示模板,后者对需要高要求包装的节目更灵活。

5. 与播出系统通过HDMI口连接,避免网络风险

视频会议系统与播出系统之间没有直接的网络连接,通过HDMI口和视频制式转换设备转换成HD-SDI信号进行传输。

五用户使用情况

我们2016年初完成系统搭建调试,6月份开始在SMG电视新闻中心《新闻坊》的《市民议事厅》节目进行试用至今,使用这个系统进行节目录制,取得了比较好的效果。对远程市民评论员来说,提供了一种便捷的途径,既节约了时间又达到了在演播室的效果,对节目制作来说灵活方便,只要根据节目需要让相关嘉宾装个软件,告诉账号密码就可以接入演播室,节约了接送嘉宾的时间、人力和成本,也缩短了节目录制的时间。

六结束语

在节目录制的基础上技术人员还进行了直播功能的测试,达到了预定目标,有待在节目中进一步验证。本案例只是统一通信技术在广电业务工作中一个环节的应用,一个尝试,通过本案例,我们可以联想到,许多传统电视技术或工作模式,诸如直播连线、外派记者的沟通、与记者站间沟通审片、演播室通话、办公协同等等,这些传统工作现在都是相对独立的,但在融合媒体发展的背景下,用统一通信的视角来重新认识这些原本独立的传统电视技术或工作模式,就会发现它们是可以通过整合改造变得使用更方便、而且信息是互通的。由于网络技术的发展,网络带宽和质量的不断提升,直播连线、嘉宾连线等都可以看作为视频会议,这些原本独立的系统或工作模式都可以是一个大平台上的功能板块。在这个平台上演播室、记者站、会议室是可以互相交流的,录制节目、直播连线、领导审片也是互通的,主持人、嘉宾、记者甚至观众都可以方便地进行互动,互动的方式可以是视频、文字、图片,也可以是普通的固定电话或手机,可以想象,整合以后的平台可以发挥更大的作用,给传统电视技术的工作模式上带来巨大的变革。

 

 

 选自2017年第10期《现代电视技术》