广播信源传输中5G通信技术的应用

白 盛

（中通服建设有限公司，广东 广州 510000）

0 引 言

近年来，随着5G通信技术应用范围的进一步拓宽，其在广播电视领域也得到了更多的应用，推动了广播信源传输技术的创新发展。通过在广播信源传输链路中应用5G通信技术，其传输效率和传输质量均得到显著提升，现实意义较为突出。

1 广播信源传输

广播信源传输是广播电视领域中的核心内容之一，其效率和质量直接关系到广播电视领域的长期发展情况，确保广播电视信号高效稳定传输历来是业界的重点研究内容。在以往的广播信源传输过程中，通常采用微波或光纤传输方式，这2种模式在成本和便利性上具有一定的优势，但同时也受到部分地区地理条件的严重限制[1,2]。特别是在一些地形复杂的区域，传输过程中更容易出现信息失真或传输速度过慢等情况。在以往的工作中，为了克服这些问题，设计人员通常在偏远地区布置信号发射塔，这就带来了更高的建设和维护成本，对广播电视领域的未来发展也造成了一定的制约。在这种情况下，就需要基于5G通信技术的先进性对现有的广播信源传输模式进行优化改进。

2 广播信源传输中应用5G通信技术的主要优势

5G通信技术是在既有4G技术的基础上发展而来，其峰值传输速率等指标更加优异。相较于4G，5G在能效方面的优势更加突出，可以更加稳定、快速地进行网络连接，同时信号传输的精准度也大幅提升，显著改善了以往的传输流量浪费问题[3]。具体来看，将5G通信技术融用于广播信源传输领域后，由于5G通信技术可以高效传输甚高频信号，大幅提升了无线信号通过障碍的能力，有效避免了地形对传输效果的影响，确保了广播信号传输效率和质量的双重提升[4]。5G通信信号具有更强的穿透力，设计人员在高海拔山地地形等特殊条件下仍可沿用常规通信基站设计模式进行通信基站建设，有效解决了特殊情况下通信基站建设成本过高的问题，同时后期维护成本也相应降低[5]。除此之外，应用5G通信技术后，在用户访问量居高不下的情况下，仍能维持既有的传输速率进行信息传输，对于当前人口密集区域的广播电视通信工作而言具有突出的现实意义[6]。

3 广播信源传输中5G通信技术的应用要点

3.1 项目概况

某地区地形以山地丘陵为主，其中有2个乡镇区域的平均海拔约为520 m和587 m。在以往的工作中，由于广播电台信号需要进行全覆盖，工程人员在目标区域预先布置若干个转播台，转播信号基于光缆进行传输。但在后期的系统运行过程中，用户多次反映无法接收到转播信号，经过调查后发现光缆故障是导致转播信号接收不畅的主要原因。为解决这一问题，当地有关部门深入目标区域进行实地调研。由于当地地形起伏多变、水文地质条件复杂且距离城区较远，因此难以沿用常规模式进行光缆施工。针对这一问题，技术人员通过调研后发现，当地电信运营商的基站信号传输一直处于较优水平，经过有关部门研究讨论后，决定采用5G通信技术发射广播电视信号进行广播信源传输。

3.2 整体架构设计

基于5G的广播信源传输系统的整体架构设计如图1所示。

图1 基于5G的广播信源传输系统整体架构

基于5G的广播信源传输系统整体架构由2大部分组成，即平台端与台站端。平台端主要负责广播信源的流媒体服务，由于其基于移动通信网络进行传输，因此设计人员在云服务器中增设了1个虚拟机模块。该虚拟机系统选用Linux，承担流媒体服务器的职能。同时，内网的IP复用器将传输流（Transfer Stream，TS）进行传导，TS流经过交换机和防火墙处理后进入流媒体服务器，流媒体服务器则实时接收IP复用器的推流，创建实时流传输协议（Real Time Streaming Protocol，RTSP）服务。台站端的主要作用是拉取TS流，设计人员使用嵌入式计算机进行设计，系统仍选用Linux，通过5G网络连接，而后基于此计算机登陆虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）服务器，向该服务器发出连接请求。当二者建立连接后，开始进行TS流拉取，而后基于IP推流模式将TS流传输到IP复用器，以此实现广播信源传输。

3.3 RTSP服务创建和TS流转发

在基本架构设计完成后，基于服务器的Linux系统登陆github下载最新版本的easydarwin软件并解压，解压完成后打开软件文件夹，以记事本方式打开文件夹中的easydarwin.ini配置文件，在配置文件中对rtsp服务端口、服务界面用户密码和端口号进行修改。具体修改情况如表1所示。

表1 配置文件修改内容

当easydarwin.ini配置修改内容设置完成后，输入“./start.sh”并以服务方式启动即可进入控制页面，成功启动RTSP服务。在RTSP服务启动完成后，设计人员将最新版本的ffmpeg安装包放置在台站端的嵌入式计算机中，对此安装包解压后输入“./ffmpeg”命令启动该软件，输入配置IP端口的命令，实现TS流的拉取，并将TS流推送给台站的IP复用器，完成广播信源链路的传输。

3.4 5G路由器选择

为了确保能够利用5G信号进行广播信源的高效传输，在本次设计中选用型号为YH2000-C5G的工业级5G路由器。该路由器支持VPN、传输控制协议/互联网络协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）、超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol，HTTP） 和 文 件 传 输 协 议（File Transfer Protocol，FTP）等多种协议，最大传输速率可达1 000 Mb/s，整机功耗相对较低。

3.5 信源接收设置

在调频设备间增设新的信号传输网络，该网络以5G路由器为核心组建，能够对互联网上的广播流媒体节目信号进行接收，接收到的信号则作为广播节目源。由于每台计算机仅支持单个频段的广播节目信号，因此使用VMware Workstation16软件构建3个虚拟机，并为每台虚拟机配置基于可见光通信技术（Visible Light Communication，VLC）的媒体播放系统软件和声卡设备，实现对当地4套广播节目信号的同时接收。设计人员经过分析后决定采用远程控制播发模式，仅在光缆主信号传输出现故障时再启动网络节目源。

3.6 远程控制

为确保实现远程控制的预期目标，设计人员基于选定的工业路由器启用内网穿透功能，将内网的计算机设备映射到外网中。通过这种设计方式，操作人员可通过互联网登录到机房的计算机设备中，启动媒体流播放器，开启广播信号的网络传输。

3.7 信号切换

为了实现光缆信号与备份信号之间的无缝切换，本次选用型号为imod-AAS5103的模拟应急切换器。该切换器基于“主路优先”的原则运行，如果光缆信号出现故障，则网络信号自动切入运行。在此基础上，为确保机房实际控制效果，设计人员增设了本地控制面板，以实现手动切换的功能。

3.8 实际应用效果

在基于5G通信技术的广播信源传输系统设计完成后，将其投入实际应用并进行测试。测试结果显示，该系统在运行过程中高度稳定，以往信号传输不畅区域的信源传输问题得到了较大改善。当光缆信号传输出现故障时，该系统能够第一时间发挥自身作用，基于远程控制自动完成信源传输任务。在该系统投入运行后的30天内，未接收到用户关于广播信号中断的反馈，证明本次系统投入使用后具有较高实用价值。

4 广播信源传输中5G通信技术的未来应用展望

整体来看，在当前的广播信源传输过程中，5G通信技术的应用尚处于初级阶段，仍有着较大的发展空间。随着相关领域科学技术的进一步发展，5G通信技术在广播电视信号传输中的应用深度和广度也将进一步提升。5G通信技术与当前新兴的物联网等技术将呈现更具深度的融合，广播信源传输系统模块中将应用更多的感应设施，这些感应设施能够推动广播信源传输系统高度流畅运行，实现整体系统的高效运作。除此之外，5G移动通信技术与大数据、云计算技术的整合进程将得到进一步推进，通过这些技术的融合应用，在广播信源传输系统的日常维护环节中，相关功能模块会自动收集和分析系统运行过程中产生的数据信息，根据数据信息判断系统的运行情况，为运维工作人员提供参考依据，推动广播信源传输模式的智慧化发展，进一步提高广播传输效率和质量。

5 结 论

5G通信技术在广播信源传输中的应用对于提高广播电视信号传输效率和质量的作用尤为突出，能够有效解决以往广播通信领域中长期存在的技术性难题。随着科学技术的进一步发展，5G通信技术的优势将得到进一步发挥，切实促进广播无线发射技术实现更大的突破。