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Content Production & Broadcasting 基于5G网络的多地视频无线直播 技术方案的设计与实现
【摘 要】 本文介绍了无线传输技术在视频直播连线中的系统架构设计，给出了基于5G网络的多地视频无线直播的应用实例。【关键词】 4g 直播背包, 多地实时视频连线
【中图分类号】 TN94 【文献标识码】 B
【DOI编码】 10.be.20200012012【本文献信息】余莺.基于5G网络的多地视频无线直播技术方案的设计与实现[J].广播与电视技术，2020,Vol.47(12).
低压有源滤波Design and Implementation of Multi-location Video Wireless Live
Broadcasting Technology Solution Based on 5G Network
Yu Ying
(Chongming Media Center, Shanghai 202150, China)
Abstract This paper introduces system architecture design of wireless transmission technology in live video connection, and gives an application example of multi-location wireless video live broadcasting based on 5G network.Keywords 4G live broadcasting backpack, Multi-location real-time video connection
余莺
0 引言
近年来在媒体融合以及跨界传播趋势的引导下，广电技术平台在构建和应用中也逐步融入“互联网+”的思维模式。传统的广电媒体传播技术已经远远不能满足广大观众日益提高的收看需求。因此融合媒体平台的信息互动技术便成为新媒体传播的有效助推力，以互动技术为基础，形成传统媒体与新媒体交互的形态，增强传统媒体与新媒体端互动传播的影响力和渗透力，带动新媒体端的受众以各种互动方式参与到电视媒体中。
由此可见，在媒体融合互动技术的应用上需要加强传统媒体视频与数据在技术和内容两个层面的互动应用，通过生成新的技术应用模式、满足新媒体应用的需求，借助网络渠道和平台以及传统媒体独具的权威性和视频核心资源，达到扩展覆盖地域、扩大受众体、增强内容反馈的效果。特别是基于目前移动互联网的演播室拍摄和播出技术，成为目前
炙手可热的技术和手段。4G 背包系统就成为相关技术的典型应用。通过该系统用户可以实现任意时间，任意地点，不限制地理位置的演播室直播。通过该系统可以极大的扩充用户现有的节目直播手段，实现基带、IP 流的同屏直播，达到融媒体节目生产和制作的效果，提升节目质量，增强节目竞争力。
上海市崇明区计划开展5G 智慧生态岛建设，为了进一步测试岛内5G 信号的覆盖面特别选取了9个典型地点，以视频连线的形式测试信号的稳定程度。以下是此次活动的主要技术方案。 1 技术方案的主要设备构成
如图1所示，4G 背包系统定位于面向综合节目融合媒体生产平台的内容直播服务，具备移动式直播，全媒体采编，统一监控调度，内容管理，资源管理以及全媒体分发等功
Content Production & Broadcasting︳内容制播
能，平台对外提供对于直播信号图1的播出，调度，对于素材资源的浏览、下载、管理、推送等服务，实现与台内现有系统的业务交互。
总体系统组成主要分为：4G背包传输设备、接收服务器和管理中心平台。
系统的资源和应用采用分布式与集中式相结合的部署方式。在分会场部署4G无线背包机，通过摄像机SDI或摄像头HDMI的连接方式获取拍摄信号，进过内嵌的编码功能进行数据从新编码，通过3G/4G移动公共网络以及WiFi/有线等现场固定网络，进行直播或素材传输。
在主会场部署支撑核心业务的管理中心平台，对于系统内所有相关设备进行统一的调配和管理。同时在主会场部署视频解码器设备，将视音频流处理成SDI信号、RTMP信号和UDP信号，分别输出到播出传送总控系统、新媒体播控平台和头端编码器，SDI信号对外进行播出，RTMP直播流进行网络直播，UDP信号可以进行编码器进行信号传送。视频解码器还可以支持接收现场回传的素材文件，在本地进行文件的FTP传输，与现有的制播系统进行对接。在分会场通过配置的外置声卡设备可以进行IFB音频返送，将主会场的导播语音信号返送至背包的3.5耳机接口上，外场摄像人员可以通过耳机进行监听，与后方进行实时连线。 2 5G综合多地视频直播连线演示要求
在主会场智能大屏上实时回送九个分会场的音视频直播画面，由九位记者分别在分会场讲解所在分会场主要简介和现场工地进展情况，随后主会场负责人提问分会场分管负责人员，实现双方实时通话。全程运用高清摄像机现场拍摄，通过5G网络无线传输音视频信号回区智管中心，实况直播的音视频信号分别接入区智管中心大屏幕和扩声系统，确保在区智管中心指挥大厅能够同时看到主会场（区智管中心）和9个分会场的音视频画面，并根据转播需要灵活切换画面。实现足不出户完成九个分会场的视察工作。如图2、图3所示。
2.1 分会场实况转播
分会场音视频采集，广播级高清摄像机进行分会场音视频采集，音视频信号通过4G背包WiFi连接5G CPE设备，传输至新部署在主会场的接收服务器。
分会场网络需求，分会场音视频信号可以通过三种方式传输回主会场接收服务器：Internet专线、4G背包连接5G
CPE设备、4G SIM卡，网
络带宽要求见表1。
2.2 主会场实况转播
1.主会场音视频采
集：电视台专业摄像机进
行主会场音视频采集，音
视频信号通过Internet专线
水田打浆机
或4G背包WiFi连接5G CPE
设备，传输至新部署在主
会场的接收服务器。
2. 主会场视频展示：
主会场和分会场摄像机采
集的音视频信号回传至主
会场的两台接收服务器
图1 技术方案的主要设备构成
图2 实况转播总体架构示意图
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Content Production & Broadcasting CPE 设备，传输至新部署在主会场的接收服务器。
双锯片切割机
分会场视频展示，主会场的接收服务器将主会场音视频信号通过Internet 专线传输至分会场接收设备，再通过接收设备将信号输出到现场屏幕和扩声设备。
3 现场测试结果分析
多数分会场由于在室外空旷处， 5G 信号塔位于
分会场百米以内，信号覆盖良好，用CPE 接收后转
为Wi-Fi 信号由4G 背包机接收，实测带宽稳定在50M 以上，满足了视音频信号（视频画质1080P 50i 8m 码流）传输的需求。主会场接收的视音频信号安全稳定，分会场手机直播信号接收有10s 左右的延迟，也在合理范围以内。在室内的分会场则需调整CPE 位置，确保摄像师移动拍摄范围内5g 信号覆盖的全面和稳定。
实测过程中，直播信号的延迟在10s ～20s 之间，这对于现场实时通话延迟不超过3s ～5s 的要求来说显然无法满足，拟加入对讲系统为实时通话提供保障。
4 结束语
随着5G 网络的全面覆盖，随着人们对视频质量要求越来越高，对传输距离要求越来越远的趋势，基于5G 网络对
ihu超高清视频的良好承载能力，超高清视频信号的传输也将突破瓶颈，5G 低时延，高带宽能力与超高清视频的结合，必将使广播级超高清视频信号的无线传输更上一层楼。
参考文献：
[1] 贺箐.“4K+5G ”布局为传统媒体发展带来新机遇[J]. 广播电视信息, 2019(11): 49-50.
[2] 何金龙. 4G 直播系统设计探析[J]. 现代电视技术, 2016(12).
作者简介：
余莺（1976-），女，崇明区融媒体中心广播电视技术工程师、学士学位，主要从事广播电视直播转播和广播电视非编网络设备技术架构搭建、电视后期制作等方面的研究。曾负责崇明区融媒体中心高清转播车、崇明区融媒体中心大楼整体规划设计、800平演播厅、新闻演播室等系统建设。超高功率石墨电极
图3 音视频转播流程图
传输方式带宽要求视频画质备注
表1 分会场网络带宽要求
后，接收服务器再将信号输出至视频切换器，视频切换器通过大屏幕分布式控制系统提供的两路SDI 或DVI 输入端口，将主会场和9个分会场（九宫格形式）的实况视频同步同时显示在大屏幕上，并且可以通过视频切换器随时切换、放大其中一路视频画面。
3. 主会场音频播放：视频切换器通过音频处理器将音频信号转换成3.5mm 输出端口接入主会场扩声系统，实现语音同步扩声播放。
4. 主会场网络需求：如表2所示，主会场需要接入一条200M 带宽的Internet 专线，用于接收分会场的音视频信号。
2.3 主会场画面回送分会场
主会场视频采集，广播级高清摄像机进行主会场音视频采集，音视频信号通过Internet 专线或4G 背包WiFi 连接5G
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