ADSL实现直播现场音频信号传输.doc

广西广播影视系统优秀科技论文评选参评表推荐单位广西人民广播电台论文题目ADSL实现直播现场音频信号的传输专业类别广播 有线 电视 战略发展 作者情况姓名工作单位职称职务吴子珎广西人民广播电台助理工程师科员欧政权广西人民广播电台工程师副主任罗明广西人民广播电台工程师科长是否公开发表或进行过学术交流（请注明）否论文摘要（限500字以内）流媒体技术应用于节目的现场转播已经渐渐普及，可是由于网络的选择以及网络资源利用情况的不同，对信息发布端的设置也必须随时更改，以适应当时的网络状况。ADSL实现直播现场音频信号的传输吴子珎 欧政权 罗明广西人民广播电台技术部【摘要】流媒体技术应用于节目的现场转播已经渐渐普及，可是由于网络的选择以及网络资源利用情况的不同，对信息发布端的设置也必须随时更改，以适应当时的网络状况。【关键字】流媒体发布 参数设置引言众所周知，当今信息数字化飞速发展，计算机和网络的应用已经非常普及，我们考虑的就是如何将这种成熟的技术应用到现场直播中去。时下，通过计算机和网路传输音频或者文件的方法举不胜举，而其中最为贴近我们这种特殊需求的方法就是流媒体发布这种技术了。这种技术是在网络中的一个节点上建立一个流媒体发布点，向外发布流媒体信息，接收点通过对网络店址的搜索连接到发布点上，利用媒体播放器读取该点发布的流媒体信息，并同步播放出来。由于支持这种技术的硬件和软件都已经十分成熟，现在问题的关键就集中在了线路和平台的搭建上。据我们了解，现在大型展览会或者转播现场，主办方都会提供电话线或是直接提供512Kb甚至1Mb的ADSL宽带线路，只要通过一些计算机设备就可以在转播现场连接上INTERNET，因此如果能在网络两端搭建一套流媒体发布和接收系统，就可以非常方便安全地将音频信号传回台内使用。本文主要介绍了一套流媒体发布方案从线路到发布与接收的的过程，并重点讨论发布端根据网络状况来对发布设置进行的调整。由于本台使用的是REAL 公司的HELIX PRODUCER作为发布平台，因此设置方面只对该软件进行说明。一、方案的设计初衷随着广播事业的发展，电台节目种类的日益丰富，与各种博览会、车站等大型活动进行互动的现场节目也逐渐增多，由于这种节目有很强的实时性和互动性，因此受到了广大听众的欢迎和好评。此类节目需要将现场采集到的音频信号以同步的方式传输回电台，继而转入正在直播的广播节目中，如何能够实现台内与现场信号同步，同时又能保证音质能达到播出要求，是我们技术上首要解决的问题。在过去的转播中，我们常用到调频发射接收、电话线耦合、ISDN（综合业务数据网）调制解调等传输方式来将音频信号送回台里，但这些方式对于现在数量上日益增多，质量要求上日益提高的现场直播节目来说，难免会有一些不适应的方面，如调频发射接收方式容易收到干扰，电话耦合方式的频带窄，音频不够好，ISDN调制解调方式线路不易搭建等，这些局限性会给转播技术带来一些不便。流媒体技术可以给予这些不足之处以很好的弥补。流媒体技术的原理是在网络中的一个节点上建立一个流媒体发布点，向外发布流媒体信息，接收点通过对网络地址的搜索连接到发布点上，利用媒体播放器读取该点发布的流媒体信息，并同步播放出来。由于支持这种技术的硬件和软件都已经十分成熟，现在问题的关键就集中在了线路和发布平台的搭建上。二、设计思路这套方案的设计思路是，选择一条传输稳定，传输率至少在256kb以上的宽带网线，通过一台计算机对现场的信号进行采集，然后通过宽带网络，使用流媒体发布软件，向公网INTERNET进行信息发布。接收端同样使用一台计算机，通过INTERNET访问到发布主机，使用流媒体播放软件，接收所发布的信息以做转播用。三、方案的实现下面来看看我们的一种实现方法：（一）、网络的确定和设置：对于线路的要求，除了建立能够稳定的上网环境外，还必须能够动态或静态的获得一个公网IP地址。能够满足这种要求的上网方式有很多种，如56K MODEM电话拨号，ISDN MODEM拨号，电信、联通、网通和铁通的ADSL拨号，以及专线网络。但据我们了解，现在大型展览会或者转播现场，主办方都会提供电话线或是直接提供512Kb甚至1Mb的电信ADSL宽带线路。这种拨号方式使用普及，传输稳定，连接速度快，设备简单，设置简便，已经满足我们做流媒体发布的使用要求。有了适合的上网环境，只要通过一些计算机设备就可以在转播现场连接上INTERNET，因此如果能在网络两端搭建一套流媒体发布和接收系统，就可以非常方便安全地将音频信号传回台内使用。为了实现在INTERNET上接收端能够访问到发射端，我们必须做如下的设置1、 配置拨号参数：我们采用华为MT800路由MODEM，主要参数设置如图： 其中PPP选项栏中，用户和密码必须根据开通主办方提供线路的实际用户信息来填写；如果MODEM的ATM设置按上述方法配置完毕并存储后，流媒体发布计算机就可以正常的上网了。2、 端口映射：单是能够上网还是不够的，还需要让接收主机能在INTERNET上找到发布主机，这就需要在MODEM上设置端口映射，让发布主机成为INTERNET上的发布点。假设MODEM所用内部IP地址为192.168.0.1，发布主机的IP地址为192.168.0.2,那么就需要在“其他设置”“NAT”中添加一条记录来完成端口映射，如图： 3、 动态域名解析：事实上，完成了MODEM端口映射的设置后，接收主机已经可以通过查找公网IP的方式访问到发布点的信息了，可以因为现在电信都是采用动态的方式给每条ADSL线路分配IP地址的，也就是说我们每次的转播，都会使用不同的公网IP，这势必会给接收端带来麻烦，为了解决这个问题，我们在发布主机上安装了“动态域名解析”软件，目的是把同一台主机，不同的公网IP绑定在同一个域名下面，这样接收端就不需要每次都输入不同IP地址来访问发布主机，而只需要输入一个固定的域名就可以实现访问了，便于我们操作。我们通常采用的软件是DNS2GO和花生壳，域名也是在这两个软件的主页上申请的。（二）、信号发布：线路已经搭建好了，接下来就是向INTERNET发布音频信息了。利用声卡采集输入的音频信号后，通过发布软件直接进行发布。这里我们选用的是Helix公司的REAL SERVER系列软件，经我们测试，该软件相对于其他同类软件（如 微软的MEDIA ENCODER系列等），有更短的延迟时间（平均为7秒）及更简便的操作界面，而且兼容性也很好，比较适合我们的使用。想要正确的向INTERNET发布流媒体信息，就必须对REAL SERVER进行内部设置：1、 发布主机的内部IP绑定： 登录REAL SERVER的管理页面，进入SERVER SETUP的IP BINGDING界面，添加本机的IP地址，将其绑定成发布服务器IP，目的是为了把本机设置成一个发布点，最终通过端口映射，发布到INTERNET上；2、 设置数据来源： 首先要进入REAL SERVER的发布主界面，在左边就选择数据来源，可以选择向外发布一个声音文件（WAV、MP3、RM等），或者选择从Device设备采集（包括音频和视频），在这里我们只有声音，所以只用选取从Audio声卡进行采集，在下拉菜单中选取自己的声卡设备选项；3、 设置发布属性： 选择好数据来源后，在主界面右边点击Add Server Destination，在弹出框中设置有关的发布属性，包括发布名称（可以任意取定），发布类型（最好使用系统默认选项），服务器IP地址和端口（填入发布主机的内部IP地址和端口），最后填入访问该服务器的用户和密码（这里最好选取“记住密码”，这样在接收时可以不用输入密码）；4、 收听质量设置在做好了网络的NAT转换及发布信号源的设置后，我们来详细看看对收听质量的设置。在HELIX PRODUCER的主设置界面上点击Audiences（听众）按钮进入设置界面，如下图： 理想情况下，ADSL方式提供上网的标准带宽应为512Kbps（或1Mbps），而标准上传速率为256Kbps（1Mbps的ADSL为512Kbps），但在实际使用中，我们的发布端主要占用的就是上传带宽，而且有些情况下，该线路还兼做其他用途，如电话传输或上网等，可能会出现更低的传输率。在常规上网过程中，网络出现停顿并不会造成太大影响，但是对于我们转播节目来说，不能出现任何停顿的现象。针对这些不同情况，我们就必须首先保证传输通畅，然后尽量提高收听的音质。在1Mbps的ADSL线路下，可以选用512K DSL or Cable方式来进行传输，实际传输率为450Kbps；512Kbps的线路，则我们常选用512K DSL or Cable，实际传输率为225Kbps。在独占整条线路的情况下，分别用这两种传输方式，收听音质与采集时一样，而传输过程中也不会出现停顿的情况。如在2004年11月召开的首届中国-东盟博览会、中国-东盟商务与投资峰会和南宁国际民歌艺术节上，我们申请了一条512Kbps的电信ADSL线路，就是设置为256K DSL or Cable方式，传输回台内信号的性噪比约为80 dB左右，效果很好，而且在转播的四个小时中非常流畅，没有出现过停顿的现象。但在复用该线路时，就必须降低接收质量来保证传输的连贯性。例如在2005年4月举办的南宁安吉车展，当时准备了两套传输方案，进行信号互备，一套时ADSL流媒体传输，另外一套是电话调制解调传输，但主办方只提供了一条ADSL用的电话线路，由于转播要求必须要有主备信号，因此两种传输方式要对这一条512Kbps的ADSL线路进行复用。测试过程中，我们遇到了这样的问题，当收听质量按常规设置为256K DSL or Cable时，接收端很难连接发布点，重试了四次才成功一次，而且播放期间常常出现停顿以及缓冲的现象，因为接收端使用的时2Mb出口的宽带，而且发布端和接收端主机配置很高，不可能是由于主机性能造成的，因此断定问题是出在发布端线路上。由于电话传输占用了一些带宽，接收端以225Kbps的流量来接收是会造成停顿的。发现问题后，我们立即将收听质量调整为128K Dual ISDN的方式，其实际传输率为100Kbps，接收端重新连接，很快就连接上了，而且停顿现象大大减少了，在半个小时的测试期间只停顿了一次。但在转播中哪怕是一次的停顿，都会对节目造成很大影响，所以，为了保证传输通常，我们再将收听质量降低为64K Single ISDN，其实际传输率为50Kbps，再测试，没有再出现停顿现象了。检查此时的信号音质，已经有明显的下降，性噪比保持在60db左右，但已经达到了我们的播出标准，因此完全可以使用了。5、 开始发布：做完上述设置，点击 开始进行发布。（三）、信号接收：发布端已经将流媒体信息成功置于INTERNET之上，那么在接收端主机上就利用对应的媒体播放器来进行连接并播放了。我们选择了出自发布软件同一公司的Real Player系列软件，操作简单，连接速度快，播放效果也很好。 进入播放软件，通过“文件”“打开”，填入我们的发布地址，格式为rtsp:/域名/broadcast/发布名，“确定”后，经过加载过程就可以开始播放我们发布的音频信号了。 四、总结 从上述的过程中，我们可以看出听众收听质量的设置，必须根据当时网络的状况来进行调整，首先要保证传输通常，同时尽量提高收听音质，保证能够达到播出的标准，使其成为合格的播出信号源。经过我们测试，通过这种方法传输到台里的信号音质，已经能够完全胜任我们节目播出的要求，性噪比在高网络传输率的情况下可以达到80dB以上，而在低传输率下也能有60dB左右。该方法使用设备简单，只需要发送端和接收端各一台计算机，而且配置并不需要很高，只用P III 800（CPU）128M（内存）20G（硬盘）就可以很流畅的运行了，至于保证音质的声卡，推荐用千元左右的普通专业级声卡已经能够很好的将音质还原，因此，设备的成本极其低廉。而且由于ADSL等宽带网络的普及，使这种传输方式变得极易推广。另外，因为发布和接收软件的不断升级换代，界面