芻議數(shù)字微波技術(shù)在電視直播的應(yīng)用

1、數(shù)字微波通信技術(shù)概述

數(shù)字微波通信，是指利用微波頻段的電磁波傳輸數(shù)字信號(hào)的一種通信方式。具有兩大技術(shù)特征：（1）它所傳送的信號(hào)是按照時(shí)隙位置分列復(fù)用而成的統(tǒng)一數(shù)字流，具有綜合傳輸?shù)男再|(zhì)。（2）它利用微波信道來(lái)傳送信息，擁有很寬的通過(guò)頻帶，可以復(fù)用大量的數(shù)字電話信號(hào)，可以傳送電視圖像或高速數(shù)據(jù)等寬帶信號(hào)。由于微波電磁信號(hào)按直線傳播，所以數(shù)字微波通信可以按直視距離設(shè)站。數(shù)字微波通信主要是用來(lái)傳送長(zhǎng)途電話信號(hào)、電視信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、移動(dòng)通信系統(tǒng)基地站與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心之間的信號(hào)等可以用于通向沙漠、孤島等特殊地理位置的通信以及內(nèi)河航運(yùn)的船舶電話系統(tǒng)等。在軍事上，數(shù)字微波通信可構(gòu)成專(zhuān)向通信，如海、陸、空三軍基地的通信交流等，也可以用于野外戰(zhàn)斗通信網(wǎng)的干線通信和支線通信。因而，數(shù)字微波通信技術(shù)在整個(gè)國(guó)家通信傳輸體系中占用重要的地位。

2、數(shù)字微波通信技術(shù)的基本原理分析

微波在空氣環(huán)境中的傳播性與光波在空氣環(huán)境中的傳播今本上表現(xiàn)為同等的狀態(tài)，都在空氣環(huán)境中呈現(xiàn)出直線的前進(jìn)并且延伸到空間當(dāng)中，如果出現(xiàn)阻擋，則將會(huì)導(dǎo)致微波發(fā)生一定程度的反射，影響其傳輸性能的實(shí)現(xiàn)。從這一方面來(lái)說(shuō)，按照當(dāng)前的技術(shù)條件，建立在適當(dāng)范圍內(nèi)的通信是數(shù)字微波通信技術(shù)的關(guān)鍵。而由于受到客觀因素的影響，信號(hào)質(zhì)量就會(huì)變得很差。如受地球表面?zhèn)鬏敽涂臻g傳輸較大的衰落問(wèn)題影響，信號(hào)質(zhì)量就會(huì)變得很弱，甚至中斷。如果想在不影響信號(hào)質(zhì)量的前提下進(jìn)行遠(yuǎn)距離的通信與傳輸，那么就必須要通過(guò)對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行反復(fù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)，才能達(dá)到接力傳輸?shù)闹匾康?。換言之，就是在應(yīng)用數(shù)字微波通信技術(shù)進(jìn)行視頻和音頻信號(hào)的傳輸過(guò)程中，設(shè)置相應(yīng)的終端站點(diǎn)，使數(shù)字微波傳輸線路的兩端位置傳輸順暢。另外，對(duì)于數(shù)字微波的傳遞，還需要在傳輸線路的延伸空間內(nèi)設(shè)置一定的中繼站站點(diǎn)，而對(duì)于所設(shè)置的中繼站點(diǎn)之間的間隔應(yīng)當(dāng)在50m以內(nèi)。因此，按照上述的原理，在確保中繼站站點(diǎn)能夠?qū)鬏斶^(guò)程中流經(jīng)該站點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)加以有效地接受和處理的同時(shí)，從而才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸質(zhì)量的有效保障。而在電視直播中最常運(yùn)用的一項(xiàng)主要技術(shù)就是數(shù)字微波通信技術(shù)。微波傳輸技術(shù)是無(wú)線、直線傳輸，發(fā)射天線和接收天線要在可視范圍內(nèi)，中間不能有建筑物阻擋。微波傳輸首先要架通微波的收發(fā)點(diǎn)、中轉(zhuǎn)點(diǎn)。微波使用的頻率范圍從300MHz到10GHz。如果頻率太低，就容易受到干擾;如果頻率太高，磁波傳輸能力就會(huì)下降，傳不了很遠(yuǎn)，因此最好在可用頻率范圍內(nèi)選擇低的頻率。在使用頻率方面，大城市使用無(wú)線電頻率的部門(mén)很多，頻率占用范圍寬。但是，由于無(wú)線電的傳輸距離很有限，所以在很大程度上，微波的使用要受場(chǎng)地制約，即使在一個(gè)城市中也都要設(shè)置多個(gè)中轉(zhuǎn)點(diǎn)。在實(shí)際工作中，單獨(dú)使用數(shù)字微波傳輸主要用是于大型晚會(huì)或者是體育賽事的直播。通常的情況下，當(dāng)微波傳輸在拍攝某些大景和大范圍移動(dòng)機(jī)位時(shí)，此攝像機(jī)微波發(fā)射端和系統(tǒng)接收端使用的是微波全向天線。例如在北京奧運(yùn)火炬?zhèn)鬟f的直播中，移動(dòng)微波車(chē)全程跟隨火炬?zhèn)鬟f，其作為一路重要的信號(hào)源再接入最后一級(jí)切換臺(tái)。

3、無(wú)線攝像機(jī)微波傳輸系統(tǒng)

無(wú)線攝像機(jī)微波傳輸系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩種傳輸方式。其中，模擬傳輸技術(shù)對(duì)多路反射信號(hào)的影響非常明顯，一般在室內(nèi)無(wú)法使用。而在室外拍攝時(shí)，為了能夠收到較好的信號(hào)接收效果，一般都采用定向跟蹤，但是需要配備有經(jīng)驗(yàn)的天線操作員。因而，模擬微波攝像機(jī)在實(shí)際使用中沒(méi)有能夠得到廣泛的推廣。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們將數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)引入到了無(wú)線攝像中，數(shù)字微波攝像機(jī)能夠使用全向發(fā)射天線，而在接收端主要是利用多個(gè)天線進(jìn)行分集接收，在有效的覆蓋范圍內(nèi)信號(hào)質(zhì)量一般比較穩(wěn)定。這種無(wú)線微波攝像系統(tǒng)，既可以在室外，又可以在室內(nèi)應(yīng)用，而且在運(yùn)動(dòng)拍攝時(shí)也不需要天線跟蹤。因此，無(wú)線攝像機(jī)數(shù)字微波系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用。

4、數(shù)字微波通信技術(shù)在電視直播中的應(yīng)用形式

4.1無(wú)線攝影機(jī)數(shù)字微波系統(tǒng)的基本應(yīng)用方式

在目前數(shù)字微波通信技術(shù)的支持下，無(wú)線電攝像機(jī)數(shù)字通信技術(shù)的運(yùn)用在電視直播中是最基本、本、最普遍的。然而在整個(gè)數(shù)字微波通信系統(tǒng)的運(yùn)用過(guò)程中，只需要用分級(jí)是信號(hào)接收設(shè)備和微波發(fā)射單元設(shè)備。在電視直播的過(guò)程中，無(wú)線電攝像機(jī)數(shù)字通信技術(shù)是目前進(jìn)行電視直播、新聞報(bào)道過(guò)程中最為常用的，同時(shí)也是綜合運(yùn)用優(yōu)勢(shì)最明顯的。對(duì)于攝像設(shè)備與衛(wèi)星通信設(shè)備的間隔距離在幾千米以內(nèi)或者是在同一可視范圍內(nèi)的情況下，可以通過(guò)對(duì)無(wú)線攝像機(jī)數(shù)字通信技術(shù)的綜合應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)電視直播的目的。在日常生活中我們經(jīng)?？梢酝ㄟ^(guò)電視看到各種各樣的新聞或者體育直播，如春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)、奧運(yùn)會(huì)等。那么電視直播是如何實(shí)現(xiàn)的，因此，以一場(chǎng)晚會(huì)的電視直播為例。在晚會(huì)的電視直播中，為了最大限度的保證電視直播的質(zhì)量，就要求攝像工作人員可以提前將微波攝像機(jī)裝置帶入晚會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)，并且還可以將其放在晚會(huì)前臺(tái)相對(duì)平坦的地方，以實(shí)現(xiàn)攝像的效果。在此基礎(chǔ)上，微波天線可以接受來(lái)自前方攝像工作者所拍攝到的晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料傳輸?shù)较伦冾l設(shè)備當(dāng)中。在下變頻設(shè)備與分級(jí)信號(hào)接收單元的有效聯(lián)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)和音頻的可靠性傳輸。通過(guò)以上的信號(hào)傳輸，然后將所傳輸?shù)囊纛l和視頻信號(hào)加以整理按照便攜式衛(wèi)星站點(diǎn)、衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)房的方式加以傳遞。因此，通過(guò)此種方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)晚會(huì)運(yùn)行的狀況進(jìn)行及時(shí)高效的直播。

4.2結(jié)合攝像設(shè)備反向控制單元的應(yīng)用方式

通過(guò)對(duì)攝像設(shè)備反向控制單元的有效利用，從而使電視直播后方的音頻及視頻編輯人員能夠很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)電視直播前方攝像設(shè)備的工作人員的遠(yuǎn)程調(diào)度與控制。根據(jù)電視直播過(guò)程中，對(duì)于播出畫(huà)面的取景構(gòu)圖藝術(shù)和清晰度以及對(duì)音頻質(zhì)量辨析度等過(guò)多個(gè)方面的節(jié)目制作需要，后方編輯工作人員引導(dǎo)電視直播前方的攝像設(shè)備操作人員有效地展開(kāi)各項(xiàng)工作。在電視直播的過(guò)程中，其所涉及到的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的掌握則全部由電視直播后方機(jī)房?jī)?nèi)的相關(guān)技術(shù)工作予以完成。從這一方面來(lái)說(shuō)，整個(gè)電視直播節(jié)目的制作所表現(xiàn)的機(jī)動(dòng)性與靈活性，都是建立在攝像設(shè)備反向控制單元的基礎(chǔ)上的。與此同時(shí)，通過(guò)運(yùn)用攝像設(shè)備反向控制單元的方式實(shí)現(xiàn)了電視直播前方數(shù)據(jù)傳輸和后方編輯制作的雙向性。總之，這一過(guò)程就是在無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)資料傳送到攝像機(jī)設(shè)備當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電視直播的反向控制。

4.3結(jié)合信號(hào)中繼系統(tǒng)的電視直播應(yīng)用方式

數(shù)字微波通信技術(shù)與信號(hào)中繼單元的合理有效的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)視頻信號(hào)和音頻信號(hào)傳輸距離的延長(zhǎng)。由此可知，電視直播前方攝像設(shè)備通過(guò)微波發(fā)射機(jī)，將視頻和音頻信號(hào)發(fā)送至分級(jí)式接收機(jī)設(shè)備當(dāng)中。在此基礎(chǔ)上，將接收的這部分信號(hào)傳輸至信號(hào)中繼內(nèi)部，然后再通過(guò)調(diào)制與調(diào)解的方式，輸出一COFDM格式所表現(xiàn)的綜合信號(hào)。在中繼系統(tǒng)的電視直播應(yīng)用方式的作用下，為了達(dá)到更好的直播效果，中繼系統(tǒng)需要放置在較高且無(wú)明顯阻礙物的區(qū)域內(nèi)，以防止中繼系統(tǒng)信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)能力受到削弱。在當(dāng)前技術(shù)條件的支持下，數(shù)字微波通信技術(shù)綜合信號(hào)中繼系統(tǒng)的電視直播應(yīng)用方式在直播中具有明顯的綜合優(yōu)勢(shì)，值得特別關(guān)注。

4.4結(jié)合光纖延伸單元的應(yīng)用方式

光纖延伸單元分為移動(dòng)單元和固定單元。移動(dòng)單元與天線和下變頻器相連接，一般置于拍攝現(xiàn)場(chǎng)附近，通過(guò)光纖連接到固定單元并經(jīng)分集信號(hào)接收機(jī)重建音視頻信號(hào)，光纖延伸單元可將傳輸距離最大延伸到30km。比如在一些大型的體育賽事或者是大型的晚會(huì)中，攝像人員可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝，然后將信號(hào)傳輸?shù)礁浇茉O(shè)的微波天線，通過(guò)光纖將視頻或者是音頻信號(hào)直接傳輸?shù)胶蠓降难莶ナ摇?/p>

5、結(jié)語(yǔ)

隨著電視直播技術(shù)的不斷發(fā)展和人類(lèi)需求的不斷變化，數(shù)字微波技術(shù)在電視直播中的地位越來(lái)越突顯，使電視直播系統(tǒng)向完整化、同步化、清晰化方向發(fā)展，從而使廣大觀眾在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)都能夠獲得最前沿的信息。

本文作者：寶玉英 工作單位：內(nèi)蒙古通遼市微波站