近期，在《广播网络电视》杂志3月期刊中，南昌广播电视台的曹畔凤发表了题为《5G 时代远程制作技术的发展与应用》的论文。该文深入阐述了远程制作技术的进步及市场需求，并介绍了相关产品的核心技术与功能特点，特别是TVU传输技术和云制播方案在南昌广播电视台的应用。
文章分析了TVU的IS+协议和RTIL协议如何在互联网环境下实现高质量和超低延时的信号传输，展示了TimeLock多路同步传输技术在远程制作中的效果等。通过基于5G网络的直播信号传输和云制播等关键技术的深入探讨，本文为理解和应用远程制作提供了宝贵的理论和实践经验，具有重要的参考价值。 5G 时代远程制作技术的发展与应用 曹畔凤 南昌广播电视台 摘 要：随着信息技术的迅速发展，远程制作已成为广播电视和网络视听媒体领域的重要趋势。本文阐述了远程制作技术的发展及市场需求，介绍了远程制作中用到的相关产品的核心技术、功能特点，探讨了南昌广播电视台在远程制作中的应用，展望了未来远程直播制作应用前景，以期对理解远程制作的当前实践和未来趋势提供理论和实践借鉴。 关键词：5G 网络 远程制作 云直播 直播传输 1 引言 数字化时代，5G 技术的快速发展正为各个领域带来变革。其中，在媒体和娱乐行业，5G 技术的应用开启了远程制作和直播传输全新的篇章。5G 技术的高速、低延迟和大带宽特点，使得远程制作成为可能。通过 5G 网络，制作团队可以在不同的地点进行实时的协作和制作。 直播传输受益于 5G 技术的发展，直播质量大幅提升，观众可以享受更加清晰、流畅的视听体验。同时，5G 的低延迟特性也使得直播的互动性更加出色，这为体育赛事、音乐会、电子竞技等直播活动带来了全新的体验。 云制作也是 5G 背景下的一个重要发展方向。通过云计算和 5G 网络的结合，制作团队可以在云端进行素材的存储、处理和编辑。云端的强大计算能力和高速的数据传输，使得制作过程更加高效和灵活，制作团队可以随时随地访问云端资源，大大提高了工作效率。 然而，5G 背景下的远程制作和直播传输也面临一些挑战，网络覆盖范围的扩大、稳定性的保障以及安全性的提升是需要解决的问题。 2 远程制作技术基础 2.1 远程制作技术概述 远程制作技术是指利用网络传输手段，将地理位置分散的视频源、音频源以及其他多媒体素材实时或非实时地汇集到制作中心进行编辑和播出。这种技术使得节目制作不再局限于单一的物理位置，而是可以跨越不同的地域，甚至是不同的国家。远程制作技术的核心在于高效的数据传输、稳定的信号连接以及灵活的制作环境配置。 2.2 远程制作的关键技术 远程制作的关键技术主要包括视频编解码、网络传输、数据同步和系统集成 4 个方面。视频编解码技术负责将原始视频信号进行压缩和解压，以适应不同网络带宽的需求；网络传输技术确保视频信号能够安全、稳定地在网络上进行传输；数据同步技术保证不同地点的视频源能够实时同步播放，避免出现时间延迟或者画面不一致的情况；系统集成技术则是将这些技术整合在一起，形成一个统一的远程制作平台。 2.3 远程制作技术的发展历程 远程制作技术的发展可以追溯到 20 世纪 90 年代初期，当时的技术主要依赖于卫星传输和专线网络。随着互联网技术的发展，尤其是宽带网络的普及，远程制作技术开始转向基于 IP 网络的解决方案。进入 21 世纪后，随着云计算、大数据等新技术的出现，远程制作技术得到了进一步发展和完善。如今，在 5G 和云计算的支持下，远程制作技术已经能够支持 4K、8K 等超高清视频格式的传输和处理，满足了现代媒体行业对于高质量内容制作的需求。 2.4 远程制作技术的现状与挑战 首先是网络带宽和稳定性的问题，尤其是在网络条件不佳的地区，视频传输的稳定性和质量难以保证；其次是系统的兼容性和互操作性问题，不同厂商的设备和系统之间可能存在兼容性差异；再次是安全性问题，远程制作系统可能受到网络攻击，导致数据泄露或者服务中断；最后是用户接受度问题，传统制作人员需要适应新的工作模式和技术要求。这些问题的存在，对远程制作技术的推广和应用造成了一定的阻碍。 3 核心技术赋能远程制作 3.1 远程信号传输技术 南昌广播电视台在远程信号传输中，主要利用了TVU 传输产品，在互联网环境下把其核心传输技术高质量信号传输（IS+ 协议）和超低延时信号传输（RTIL 协议）进行结合应用，形成了面向远程制作的核心信号传输技术，如图 1 所示。 图 1 TVU 传输技术 为了解决公共网络中的带宽问题和 QoS（服务和质量）障碍，TVU 开发了 IS+ 传输技术，将一个单一的信号源通过反向复用多个信道用于传输，然后在接收端重新聚合，即通过 IS 将单路信号分成多路，并通过多路通道来传输，一个视频流能被分隔成多个小的数据包，这些数据包能通过所有可用的连接传输。 在实际应用中，IS+ 监控每个连接的带宽，并根据每个连接的可利用率来传输对应数量的数据包，然后传输将在接收终端经过纠错后重新合并。通过 Smart VBR（动态编码），系统对一个定好的延时，动态地管理传输码率。FEC 技术的应用提前量会根据实时的环境动态变化，系统持续观察实时的数据链接状态并发送足够数量的提前量来保证数据包能被收到而不会产生潜在的丢包，不需要重传需求。 3.2 TimeLock 多路同步传输技术 TimeLock 是指多个终端同步时间，利用时间戳校正保持同步。远程制作系统采用 TimeLock 技术，保持系统时钟与时钟服务器同步时间更精确。它确定计算机增减时间的比率，并对此进行补偿，通过交换时间服务器和客户端的时间戳，计算出客户端相对于时间服务器的时延和偏差，从而实现时间的同步。TimeLock 技术提高了多路信号回传节目的效果表现，并改进和简化了节目制作过程。 4 固定场所的远程制作 在相对固定的场所内进行多机位直播制作，如赛事中的篮球比赛、羽毛球比赛和足球比赛等，摄像机位置相对固定，机位彼此之间的距离相对较近，但一般情况下对制作质量的要求也相对更高。这类固定场所的远程制作实现方式相对于户外移动分散的机位直播制作会简单一些，但需要更多考虑如何提升制作质量。 4.1 远程制作系统通过传统切换台实现远程制作 远程制作系统旨在为用户提供可以在公共互联网上完成高质量的多摄像机远程传输制作生产解决方案。传统的视频制作需要现场的制作车和大量的制作人员，成本高，管理复杂。远程制作系统实现了在公共互联网上进行信号同步、帧精确、全锁定的实时多摄像机远程传输制作，是传统制作经济有效的替代品方案，它只需使用标准的互联网连接和 现有的人员、设备及控制室等基础设施，就可以实现多摄像机直播。此外，远程制作系统配合 TimeLock，可以实现多达 6 个频道的专业质量的视频制作，且支持使用固网或移动网络。固定场所下远程制作系统通过传统切换台实现远程制作如图 2 所示。 图 2 固定场所下远程制作系统通过传统切换台实现远程制作 4.2 背包式远程制作系统实现远程制作 南昌广播电视台还应用了其他远程制作系统类型的产品供不同业务场景需求下的使用，如背包式远程制作系统，虽然仅能提供 4 机位的远程信号制作传输能力，但它更加小巧便携，且内置了电池，为用户使用提供了便利条件。背 包 式 远 程 制 作 系 统 具 备 如 下 特 性：最 大 4 路1080P50/59.95 输 入， 同 时 兼 容 1080i、720P 和 SD 标清，适用于各类高清远程制作场景；支持最大 4 路 FHD模式，也支持最大 1 路 12G 4K SDI 输入；支持最大 6 路嵌入式 5G Sub 6GHz模组及优化设计的 5G 天线阵列；支持传统远程制作和云端远程制作方案的任意组合；支持单路返送信号 RVF，设备自带 HDMI 输出。 5 户外分散移动机位的程制作实现方式 在某些户外直播制作活动中，机位是实时且随机性移动的，有时机位间的距离很遥远，这类直播制作的类型在日常广播制作业务中也很常见，如赛事中的马拉松比赛、自行车比赛等形式。按照对应赛事直播的制作要求，机位会根据比赛的进程与实际情况随机不断移动，机位彼此之间的距离相对较远。这样就对远程制作提出了更高的要求，不但要保证远程节目制作的广播级质量要求，还要考虑各个机位移动过程中信号的稳定性、安全性和工作协同性。 在该类分散移动机位的远程节目制作需求中，南昌广播电视台使用了 5G 直播背包，用于满足这类远程制作的信号传输要求，如图 3 所示。 图 3 户外分散移动场景下通过 5G 直播背包实现远程制作 5G 直播背包具有小巧轻盈的便利性特征，且能充分应用多种高端专利技术，在画质上具备较高的专业水准。它的出现为电视转播制作提供了一种全新的直播手段，已经成为继卫星和微波车之后一种全新的直播方式。 5G 直播背包的设计充分考虑到户外作业环境无线网络条件差、高频移动、突发性等特点，无线信号传输性能更强、更稳定、更安全，自动录制视频防丢失，会话沟通更及时，使用更方便。5G 直播背包具有如下技术及功能。 一是 VBR 编码技术。5G 直播背包利用 VBR 技术，可以根据实时带宽自动地动态调节编码流，从而充分地利用带宽，保证实时传输稳定图像。 二是前向纠错技术（FEC）。把不稳定的移动传输环境变成稳定的高传真传输通道，保证图像信号的稳定，即使在快速移动的车厢里，也能传回清晰稳定的画面。 三是高性能双编码器技术。5G 直播背包配置了高性能双编码器，在拍摄并采用 IS+ 技术传输的同时，设备会把拍摄影像以高清晰质量格式存储在 SSD 中，传输和同步录制相互独立，互不影响。 四是低延时、高保真。采用 IS+ 技术，可以同时利用多路网络进行数据传输，保证数据传输的稳定性；高效H.265 压缩编码技术可以有效降低点对点延迟时间，最低延时 0.5s，支持现场采访直播。 五是视频传输同步功能。5G 直播背包与接收端相互配合，利用 TimeLock 信号传输同步技术，保证多个独立的传输设备传送到后方制作系统的信号保持同步，为远程制作提供良好的异地信号制作基础。 六是远程制作协同工作。支持 VoIP 语音通信或RTIL 可视化通信功能，它可以在保证直播信号传输的同时，让前端现场人员与后方制作人员进行实时通信。 6 远程云制作的实现 利用公有云导播服务，配合接收各类信号直播传输终端，包括但不限于远程制作系统系列多信道传输器、5G直播背包和手机直播终端等专业直播传输设备和第三方标准传输协议信号源，实现直播制作上云轻量化处理。它们可以快速构建一套具备广电级水准的远程直播制作云平台，支持多机位同步的云端专业导播系统，满足内容从灵活采集、超短延时传输、同步制播到多平台直播分发的各类需求，无须采用演播室专业设备，导播利用浏览器在任意地点即可完成一场专业的多机位节目直播制作，可极大提高节目生产效率，降低节目生产成本。远程云制作流程如图 4 所示。 图 4 远程云制作流程 在实际应用中，利用支持信号收录的特性，云导播可直接将各路直播信号源进行在线内容收录，南昌广播电视台新媒体应用部门可登录云导播账号下载素材，进行二次编辑，实现快速的新媒体内容发布。前方可以利用手机直播客户端将现场拍摄的素材快速回传到台内接收机，台内生产媒资系统可以获取素材文件并进行编辑发布。 远程云制作设备具备如下特性：4~8 讯道专业云导播制作系统，支持各类专业传输终端和第三方标准传输协议；嵌入和独立的视频文件垫片制作播出；多路合屏自定义信源制作播出；VoIP 语音双向通信指挥；PGM 通道面向多平台直播推流输出；支持 IS+、SRT 和其他通用IP 协议推流输出；PGM 信号收录、信源收录和打点收录；500GB 云端收录存储；横屏、竖屏 2 种直播制作模式；多元素图文包装；嵌入和独立的混音器；具备独立的安播操控页面；面向专业赛事制作的多讯道慢动作快速制作播出；自定义制作逻辑的自动化制作播出；配合云互联系统完成多机位互动直播。 7 结语 5G 背景下的远程制作和直播传输为媒体和娱乐行业带来了巨大发展机遇，改变了传统的制作方式，实现了更加高效、灵活和创新的工作模式。随着 5G 技术不断发展完善，远程制作和直播传输将成为未来媒体和娱乐行业的主流趋势，为观众带来更加丰富和精彩的观看体验。
