5G 和公網傳輸設備在電視直播中的應用

胡 偉

（安徽廣播電視臺，合肥 230011）

1 背景

近期以來，5G 這個詞匯越來越多的出現在各種傳播媒體上。隨著信息技術的不斷發展和完善，5G 時代已經悄然向我們走來。2019年4月7日，碭山梨園國際馬拉松比賽在碭山著名的梨樹花海景區舉行。秉承著開拓視野，汲取新的技術，并融入到實際工作中的初心，安徽廣播電視臺與安徽電信合作，嘗試首次使用5G 網絡實現3小時的電視直播，并成功在安徽廣播電視臺綜藝頻道播出。

2 5G 網絡的準備

經過與電信方面溝通，機房5G 室內基站的安裝，選擇了位于機房公網接收設備機柜附近的位置。中國電信的5G 室內基站，使用了中興的全套設備。在遠端電信機房使用BBU（基端）通過光纜給新中心7樓弱電間的RRU（橋接設備）提供射頻信號；RRU 設備再通過光電混合纜（兩個電纜–48V 供電，兩根光纖）分發給分布在機房三個位置的PRU（遠端射頻單元）。最終通過5G CPE 設備，將5G 網絡信號轉換成有線網口，再通過路由器，提供給公網傳輸設備使用的網絡帶寬。

在碭山梨園國際馬拉松賽直播現場，安徽電信在現場搭建了一個使用中興設備的移動5G 基站，同樣通過5G CPE 設備，將5G 網絡轉換為有線網口，提供給公網傳輸設備使用。

3 5G 直播鏈路及介紹

本次5G 直播我們使用了三條5G 傳輸鏈路，一條衛星傳輸鏈路，另外還有一條反向傳輸鏈路用于頻道播出信號的回看。出于播出安全和測試的考慮，三條5G 傳輸鏈路我們采用了不同協議架構、使用了不同廠商的設備，再加上衛星鏈路的備份，真正實現了鏈路、協議、設備的多重冗余備份。

3.1 網絡環境

使用的中興5G 基站和CPE 提供網絡帶寬，通過公網傳輸設備的運行狀態顯示，實測直播現場到電視播控機房RTT 不高于10ms，基本沒有丟包。網絡環境明顯好于一般公共互聯網。

3.2 傳輸通道

傳輸通道細分共有5個通道，4個通道為網絡傳輸通道，3條正向通道將現場信號傳輸至安徽臺播控中心機房，1條反向通道，將綜藝頻道播出信號傳輸至現場轉播車；1條衛星通道作為網絡正向傳輸通道的備份。

3.2.1 主路

本次5G 直播的主鏈路采用了位于直播現場的Haivision MakitoX 編碼器和位于播出機房的高駿HDD-451解碼器。

SRT 是Secure Reliable Transport 的簡稱，是Haivision 公司基于UDP 傳輸協議開發而來的公網傳輸協議，旨在在不穩定的公共互聯網通道上，穩定的傳輸編碼后的視音頻碼流，配合ARQ 丟包恢復機制確保在有損網絡中的可靠性和低延遲。編碼設備支持NAE（網絡自適應編碼），能夠根據實時網絡狀況，自動調整視音頻編碼碼率以適應網絡傳輸狀況的波動。SRT 使用的限制條件在于，不論是發端還是收端，在使用時，必須有一端具有可知的公網IP 和相應開放的傳輸端口。

3.2.2 備路

本次5G 直播的第二條公網傳輸鏈路選擇了LRT 協議設備：位于機房的LiveU LU2000接收服務器和位于現場的LiveU LU600背包。

LRT（LiveU Reliable Transmition）即LiveU 可靠傳輸協議，是LiveU 公司以UDP 為基礎開發的私有協議，采用了基于FEC（前向糾錯）的雙向補償傳輸技術。由于FEC 是一個很成熟的差錯控制技術，同時LU600編碼體系采用自適應碼率，用戶可以設置碼率上限。我們使用LU600的連接5G CPE 的Wi-Fi 信號傳輸視音頻。在CPE 的wifi 提供的網絡帶寬出現故障的情況下，LU600可以無縫的切換到自身的4G 網絡來工作，這也就相當于給5G 傳輸通道提供了4G 通道的備份。

3.2.3 備份通道

第三備份通道使用的設備是科騰公司的NVP-903編解碼器。采用其私有的R2TP 協議在公共互聯網上傳輸視音頻碼流。R2TP（Reliable Real-Time Transport Protocol）即可靠實時傳輸協議是一個基于UDP 的私有傳輸協議，它的應用環境類似于SRT 協議。此套設備屬于廠家送來測試的設備，具體技術細節沒有過多說明。

第四條正向通道使用傳統電視直播常用的衛星信道，作為網絡通道的備份。以最大的保障播出的安全。

3.2.4 回看通道

經常參與衛星電視直播的同行可能經常在直播中碰到現場導播和導演抱怨無法看到最終的播出畫面，僅依靠電話音頻與臺內演播室溝通。使用Haivision 的SRT 公網傳輸編解碼器后，很好的解決了這個溝通問題。

在臺內機房總控輸出配置一套Haivision SRT 編碼器后，將直播頻道的PGM 信號輸入編碼器，如果直播現場有網絡，可以使用SRT 解碼器直接解碼輸出PGM 信號給轉播車；如果沒有有保障的網絡接入，也可以利用Haivision 提供的手機APP，利用手機播放回看信號，甚至也可以利用常用的VLC 播放軟件播放。我們使用的設備組合是：機房的Haivision MakitoX 編碼器和直播現場的Ateme DR5000解碼器。

3.3 5G 基站的干擾問題

在5G 還未投入試商用的階段，我們就已經關注到不少地方的C 波段衛星接收，受到中國電信和中國聯通3.5G、3.6G 頻段的5G 基站干擾衛星的下行接收。本次5G 直播由于離電信5G 基站距離小于20 米，并且該基站幾乎滿功率工作（大于100W），我們在接收頻譜儀上可以明顯的看到5G 基站對于3.4G-3.5G 頻段的干擾波形，衛星接收機也無法鎖定衛星信號。該干擾只是影響衛星車的下行接收，衛星訊道的上行傳輸并未影響，臺內衛星信號接收也一切正常。

3.4 總結與展望

在參與直播的技術人員的共同努力下，我們順利的使用5G網絡和公網傳輸設備，完成了本次活動的直播。3個小時的直播，考驗了各種公網傳輸設備的穩定性，并沒有發生因為網絡狀況波動導致的接收端解碼錯誤的情況。

這次直播，對今后我們使用5G 和公網傳輸設備提供了很好的經驗：

（1）由于5G 現在在國內還處于試用階段，未廣泛商用，各家設備廠商的設備也在最后的研發測試階段，最終的商用方案也沒有正式發布。在實際的應用中，5G 基站提供的網絡，并沒有完全達到其宣傳的性能。其宣傳的低延時特性，并沒有在這套5G 基站上顯現出來

（2）使用公網傳輸設備，盡可能在接收端配置專線網絡。這樣可有效的降低網絡延時，減少網絡波動，尤其是外場網絡環境較差時。同時一定要提前1天進行網絡參數測試，及時根據網絡狀況，調整傳輸設備參數，以順利完成直播。同時，在機房內的專線網絡，也便于使用公網傳輸協議的設備取得固定的公網IP地址，也便于遠程管理設備和調整參數。

（3）我們本著在確保完成本次直播信號傳輸的基礎上，能夠盡可能多的進行應用場景和應用模式的對比和測試，為今后的電視直播尋找更好、更便利和更多樣化的傳輸模式。傳統電視技術人員，應該努力學習網絡知識和技術，才不會在技術發展中被時代所淘汰。