广播级系统摄像机信号传输方式.pdf
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1、关键词广播级系统摄像机 物理连接方式 基带传输 IP 传输广播级系统摄像机信号传输方式 作者 中央广播电视总台徐梦本文根据广播电视制作视频信号格式的发展迭代,信号传输介质、方式等多元化的发展,浅谈广播级系统摄像机信号传输与通信的物理连接方式,其中包括基站对摄像机单一环节物理连接和系统摄像机信号传输多环节物理连接两种方式。摘要随着对广播电视节目观感体验的要求不断提高,广电技术一定要不断创新,跟上时代发展的步伐。系统摄像机所提供的视频格式在短短 15 年间,完成了从过去传统的信号质量低、功耗较高的模拟信号到标清数字信号,到高清、4K 再到 8K 的更迭,广播电视已经全面进入数字化时代,在数字化背景
2、下,传输带宽由270Mb增加到12Gb(4K)甚至到了48Gb(8K)。因此广播级系统摄像机的信号传输方式从多芯综合电缆过渡到三同轴,再到 SMPTE 的复合光缆,完成一次又一次的飞跃。广播电视节目的制作规模不断扩大,采用适合应用场景的传输方式成为技术方案制定时的重要环节。摄像机技术的不断迭代,信号传输的介质或是方式也在随之多元化发展,下面我们将浅谈一下广播级系统摄像机各种信号传输与通信的物理连接方式。一 基站对摄像机单一环节物理连接 在早期的系统中,摄像机技术基于当时相关技术的限制,并不能采用物理通道复用的方式进行传输,物理介质并行传输成为当时的选择,这里提到的物理介质称为多芯综合电缆。多芯
3、综合电缆利用多根不同的电缆传输不同的信号,解决了摄像机多信号传输问题,这种传输方式存在着很多固有的不足,如易损耗,传输距离致使信号衰减和劣化,各不同电信号互相容易产生干扰等。新的摄像机信号处理技术的出现,模拟多芯传输的替代技术也随之出现“模拟”三同轴。模拟三同轴是利用模拟调制频分复用的方式,把多种信号调制在同一根电缆内传输,为了避免外界的干扰在结构上进行加强,增加屏蔽层等技艺处理。广播电视的信号格式从模拟向数字过渡,摄像机端的信号处理也完成了数字化转变,标清的数字视频信号为 270MHz,同时把音频、通话和控制信号也嵌入其中,进行传输,三同轴的传输带宽完全可以满足综合信号传输带宽的需求,因此又
4、被称为“数字”三同轴。随着摄像机信号的传输带宽需求不断地增大,主要是清晰度由数字标清向高清、3G、4K 迭代,视频信号带宽由270MHz 向 1.45GHz、3GHz、12GHz 不断增长,三同轴的传输带宽日渐不足。越高带宽信号在电介质中传输损耗越高,信号的传输距离越短。SMPTE 复合(6 芯)光/电缆的出现满足了高清晰度的系统摄像机对传输介质的高传输带宽、低信号损耗、长距离传输和物理重量较轻的需求。后方基站通过复合光缆内部的一对金属铜线对系统摄像机进行供电,同时光缆中的一对光纤用于视频信号传输、一对弱电电芯用于摄像机初始控制。这种 6 芯综合缆虽然在一定程度上解决了传输距离和传输带宽的问题
5、,可以应对一般规模的电视制作,比如羽毛球、乒乓球、足球等规模的赛事转播,其优越性和通用性不言而喻。但是系统摄像机的数量一旦增加,铺设和回收光缆的工作量将是巨大的,将增加设备回收周期。同样转播区的基站和系统摄像机的距离超出一定范围,6 芯综合缆的供电将出现问题,这也是 6 芯综合缆的短板。中心技术SYSTEM TECHNOLOGY092 二 系统摄像机信号传输多环节物理连接 随着电视转播规模的不断扩大和比赛场地 6 芯综合缆铺设条件不具备的原因,单一环节物理连接和基站供电的方式就不再是最优选择了,比如冬季两项的电视转播、高山滑雪的电视转播、高尔夫的转播、赛艇的转播等。这种情况可以采用中继传输,即
6、采用系统摄像机欺骗器的连接方式(见图 1)。这种方式支持将讯道摄像机与 CCU 之间的摄像机光缆转换为单模单纤完成系统连接功能,实现和摄像机光缆直连一样的效果,无压缩,无延时,视音频信号、控制信号、Tally、通话、返送等完全一致,高清讯道可支持约 80 公里或 4K 讯道可支持约 60 公里传输距离。匹配摄像机端的转换设备,内部设计校验模块、供电模块、信号转换处理模块等多个模块单元,校验模块完成与摄像机之间的信号校验,模拟 CCU 与摄像机的实时校验,在完成信号校验的基础上通过供电模块完成对摄像机的供电功能,并通过信号转换处理模块完成光信号的收发、放大、复用、级联等功能,完成摄像机光缆到单模
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