5G 和公网传输设备在电视直播中的应用

胡 伟

（安徽广播电视台，合肥 230011）

1 背景

近期以来，5G 这个词汇越来越多的出现在各种传播媒体上。随着信息技术的不断发展和完善，5G 时代已经悄然向我们走来。2019年4月7日，砀山梨园国际马拉松比赛在砀山著名的梨树花海景区举行。秉承着开拓视野，汲取新的技术，并融入到实际工作中的初心，安徽广播电视台与安徽电信合作，尝试首次使用5G 网络实现3小时的电视直播，并成功在安徽广播电视台综艺频道播出。

2 5G 网络的准备

经过与电信方面沟通，机房5G 室内基站的安装，选择了位于机房公网接收设备机柜附近的位置。中国电信的5G 室内基站，使用了中兴的全套设备。在远端电信机房使用BBU（基端）通过光缆给新中心7楼弱电间的RRU（桥接设备）提供射频信号；RRU 设备再通过光电混合缆（两个电缆–48V 供电，两根光纤）分发给分布在机房三个位置的PRU（远端射频单元）。最终通过5G CPE 设备，将5G 网络信号转换成有线网口，再通过路由器，提供给公网传输设备使用的网络带宽。

在砀山梨园国际马拉松赛直播现场，安徽电信在现场搭建了一个使用中兴设备的移动5G 基站，同样通过5G CPE 设备，将5G 网络转换为有线网口，提供给公网传输设备使用。

3 5G 直播链路及介绍

本次5G 直播我们使用了三条5G 传输链路，一条卫星传输链路，另外还有一条反向传输链路用于频道播出信号的回看。出于播出安全和测试的考虑，三条5G 传输链路我们采用了不同协议架构、使用了不同厂商的设备，再加上卫星链路的备份，真正实现了链路、协议、设备的多重冗余备份。

3.1 网络环境

使用的中兴5G 基站和CPE 提供网络带宽，通过公网传输设备的运行状态显示，实测直播现场到电视播控机房RTT 不高于10ms，基本没有丢包。网络环境明显好于一般公共互联网。

3.2 传输通道

传输通道细分共有5个通道，4个通道为网络传输通道，3条正向通道将现场信号传输至安徽台播控中心机房，1条反向通道，将综艺频道播出信号传输至现场转播车；1条卫星通道作为网络正向传输通道的备份。

3.2.1 主路

本次5G 直播的主链路采用了位于直播现场的Haivision MakitoX 编码器和位于播出机房的高骏HDD-451解码器。

SRT 是Secure Reliable Transport 的简称，是Haivision 公司基于UDP 传输协议开发而来的公网传输协议，旨在在不稳定的公共互联网通道上，稳定的传输编码后的视音频码流，配合ARQ 丢包恢复机制确保在有损网络中的可靠性和低延迟。编码设备支持NAE（网络自适应编码），能够根据实时网络状况，自动调整视音频编码码率以适应网络传输状况的波动。SRT 使用的限制条件在于，不论是发端还是收端，在使用时，必须有一端具有可知的公网IP 和相应开放的传输端口。

3.2.2 备路

本次5G 直播的第二条公网传输链路选择了LRT 协议设备：位于机房的LiveU LU2000接收服务器和位于现场的LiveU LU600背包。

LRT（LiveU Reliable Transmition）即LiveU 可靠传输协议，是LiveU 公司以UDP 为基础开发的私有协议，采用了基于FEC（前向纠错）的双向补偿传输技术。由于FEC 是一个很成熟的差错控制技术，同时LU600编码体系采用自适应码率，用户可以设置码率上限。我们使用LU600的连接5G CPE 的Wi-Fi 信号传输视音频。在CPE 的wifi 提供的网络带宽出现故障的情况下，LU600可以无缝的切换到自身的4G 网络来工作，这也就相当于给5G 传输通道提供了4G 通道的备份。

3.2.3 备份通道

第三备份通道使用的设备是科腾公司的NVP-903编解码器。采用其私有的R2TP 协议在公共互联网上传输视音频码流。R2TP（Reliable Real-Time Transport Protocol）即可靠实时传输协议是一个基于UDP 的私有传输协议，它的应用环境类似于SRT 协议。此套设备属于厂家送来测试的设备，具体技术细节没有过多说明。

第四条正向通道使用传统电视直播常用的卫星信道，作为网络通道的备份。以最大的保障播出的安全。

3.2.4 回看通道

经常参与卫星电视直播的同行可能经常在直播中碰到现场导播和导演抱怨无法看到最终的播出画面，仅依靠电话音频与台内演播室沟通。使用Haivision 的SRT 公网传输编解码器后，很好的解决了这个沟通问题。

在台内机房总控输出配置一套Haivision SRT 编码器后，将直播频道的PGM 信号输入编码器，如果直播现场有网络，可以使用SRT 解码器直接解码输出PGM 信号给转播车；如果没有有保障的网络接入，也可以利用Haivision 提供的手机APP，利用手机播放回看信号，甚至也可以利用常用的VLC 播放软件播放。我们使用的设备组合是：机房的Haivision MakitoX 编码器和直播现场的Ateme DR5000解码器。

3.3 5G 基站的干扰问题

在5G 还未投入试商用的阶段，我们就已经关注到不少地方的C 波段卫星接收，受到中国电信和中国联通3.5G、3.6G 频段的5G 基站干扰卫星的下行接收。本次5G 直播由于离电信5G 基站距离小于20 米，并且该基站几乎满功率工作（大于100W），我们在接收频谱仪上可以明显的看到5G 基站对于3.4G-3.5G 频段的干扰波形，卫星接收机也无法锁定卫星信号。该干扰只是影响卫星车的下行接收，卫星讯道的上行传输并未影响，台内卫星信号接收也一切正常。

3.4 总结与展望

在参与直播的技术人员的共同努力下，我们顺利的使用5G网络和公网传输设备，完成了本次活动的直播。3个小时的直播，考验了各种公网传输设备的稳定性，并没有发生因为网络状况波动导致的接收端解码错误的情况。

这次直播，对今后我们使用5G 和公网传输设备提供了很好的经验：

（1）由于5G 现在在国内还处于试用阶段，未广泛商用，各家设备厂商的设备也在最后的研发测试阶段，最终的商用方案也没有正式发布。在实际的应用中，5G 基站提供的网络，并没有完全达到其宣传的性能。其宣传的低延时特性，并没有在这套5G 基站上显现出来

（2）使用公网传输设备，尽可能在接收端配置专线网络。这样可有效的降低网络延时，减少网络波动，尤其是外场网络环境较差时。同时一定要提前1天进行网络参数测试，及时根据网络状况，调整传输设备参数，以顺利完成直播。同时，在机房内的专线网络，也便于使用公网传输协议的设备取得固定的公网IP地址，也便于远程管理设备和调整参数。

（3）我们本着在确保完成本次直播信号传输的基础上，能够尽可能多的进行应用场景和应用模式的对比和测试，为今后的电视直播寻找更好、更便利和更多样化的传输模式。传统电视技术人员，应该努力学习网络知识和技术，才不会在技术发展中被时代所淘汰。