廣播信源傳輸中5G通信技術(shù)的應(yīng)用

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摘要:近年來隨著通信技術(shù)的發(fā)展，5G技術(shù)在各行各業(yè)得以應(yīng)用，帶動了廣播無線發(fā)射信源傳輸技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。根據(jù)4G通信信號在無線廣播信源傳輸鏈路中的應(yīng)用經(jīng)驗，對今后5g信號的應(yīng)用進(jìn)行探討，以期提高廣播電視信源傳輸?shù)亩鄻有院涂煽啃浴?/p>

關(guān)鍵詞:5G;廣播;信源傳輸;應(yīng)用

引言

近年來隨著通信技術(shù)的發(fā)展，5G成為全球高度關(guān)注的移動通信技術(shù)內(nèi)容。特別是最近兩年，5G技術(shù)快速成熟發(fā)展，在很大程度上改變著人民的生活方式和傳統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)。在如今的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中已經(jīng)存在廣播電視技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，而且經(jīng)過實踐取得了較好的效果。5G技術(shù)逐漸在廣播電視技術(shù)中得以應(yīng)用，對廣播信源傳輸技術(shù)也帶來了創(chuàng)新和發(fā)展［1］。鑒于此，對廣播信源傳輸鏈路進(jìn)行5G信號無線傳輸應(yīng)用的探討，逐漸成為廣播電視無線發(fā)射技術(shù)工作者共同關(guān)注的問題。

1廣播發(fā)射信源傳輸?shù)奶攸c

廣播發(fā)射信源傳輸是關(guān)系到整個廣播無線發(fā)射業(yè)務(wù)的核心根本，信源傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性是無線發(fā)射安全播出的生命線，所以保證廣播發(fā)射信源傳輸?shù)陌踩陵P(guān)重要。傳統(tǒng)的骨干廣播無線發(fā)射臺站的廣播節(jié)目在電臺制作完成后主要通過光纜、微波通道傳輸?shù)桨l(fā)射臺站，然后通過發(fā)射機把廣播信號發(fā)射出去。傳統(tǒng)廣播無線發(fā)射臺站信源傳輸具有以下特點:傳輸?shù)乩砦恢脳l件受限，建設(shè)維護(hù)成本較高，增加發(fā)射補點不靈活。光纖傳輸、微波傳輸具備較好的穩(wěn)定性且衰減小，但廣播無線發(fā)射臺站為了追求無線發(fā)射覆蓋效果，一般建在當(dāng)?shù)氐乩砦恢幂^偏遠(yuǎn)、海拔較高山上，在建設(shè)傳統(tǒng)光纖鏈路以及微波鏈路時建設(shè)投入成本較大，且后期維護(hù)成本較高。在偏遠(yuǎn)山區(qū)增加廣播覆蓋補點時，可能只會選擇采用光纖鏈路、微波鏈路方式中的一種，不具備信源傳輸鏈路的備份冗余性，信源穩(wěn)定性和可靠性不能得到保證，給廣播節(jié)目安全播出帶來隱患。

25G移動通信技術(shù)能夠適應(yīng)廣播發(fā)射信源傳輸?shù)奶攸c

5G是面向社會需求而出現(xiàn)的新的移動通信方面的技術(shù)，隨著現(xiàn)有技術(shù)的不斷進(jìn)步成熟，應(yīng)用范圍在不斷得到擴大和延伸，將5G技術(shù)應(yīng)用到廣播無線發(fā)射技術(shù)上主要具有以下技術(shù)特點。(1)5G技術(shù)信息傳輸速率高5G傳輸速率可以達(dá)到10Gb/s，這一速率是目前現(xiàn)階段大范圍應(yīng)用4G技術(shù)傳輸速度的100倍，同時5G可以實現(xiàn)移動通信技術(shù)中的波譜高頻段資源進(jìn)行深度開發(fā)利用，從而優(yōu)化高頻率無線電波的穿透力，使移動通信傳輸質(zhì)量和速率實現(xiàn)明顯提升，5G技術(shù)能夠在保持強大穿透力的同時提升通信技術(shù)的安全系數(shù)，能夠滿足廣播信號的無線發(fā)射信源要求［2］。(2)5G技術(shù)信息傳輸時延小5G技術(shù)具備高效頻譜利用率以及能效，比4G的傳輸速率、資源較高一個層次，它的無線覆蓋性能得到提高，縮短了傳輸時延，能夠全面穩(wěn)定廣播信號的傳輸，提高廣播信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性［3］。(3)應(yīng)用成本低相較于在偏遠(yuǎn)高山無線發(fā)射臺站建設(shè)光纜鏈路及微波鏈路，在5G通信大范圍覆蓋以后，可以利用就近5G通信基站的信號進(jìn)行廣播信源信號的傳輸。在5G技術(shù)框架內(nèi)，對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求有所降低，在運營維護(hù)方面的投入也相對減少，能夠在很大程度上降低技術(shù)使用成本。

3通過4G通信信號搭建的高山臺廣播信源傳輸鏈路的探索

杜鵑山和五獅山分別位于寧波市下屬的寧海縣和象山縣，海拔高度分別約為450m和557m。因?qū)幉娕_本地調(diào)頻節(jié)目覆蓋需求，在寧海杜鵑山和象山五獅山都設(shè)立了調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺。在系統(tǒng)運維過程中，由于寧波廣播節(jié)目的信源傳輸只有光纜傳輸一個手段，在光纜出現(xiàn)故障時，無法將信號傳送到發(fā)射機播出，造成轉(zhuǎn)播信號停播。為解決寧海、象山調(diào)頻廣播信源備份問題，筆者作了前期調(diào)研。由于地理位置原因，兩個轉(zhuǎn)播臺都在偏遠(yuǎn)山區(qū)山頂，目前沒有多余的光纜資源作為備份鏈路。重新部署備份光纜傳輸鏈路，投資很大，考慮到成本投入，基本無法實現(xiàn)。通過實地調(diào)研，兩個轉(zhuǎn)播臺所在山頂位置，發(fā)現(xiàn)都有聯(lián)通公司手機基站信號覆蓋，因此制定了利用聯(lián)通4G信號傳輸廣播備份無線播出信源方案。方案系統(tǒng)實現(xiàn)如圖1所示。

3．14G路由器的選擇

為了利用4G信號來傳輸廣播信源，選擇了山東有人信息技術(shù)有限公司的USR-G806工業(yè)無線路由器。USR-G806路由器可以通過安裝電信運營商的SIM卡支持將接收的4G信號轉(zhuǎn)換成互聯(lián)網(wǎng)WiFi網(wǎng)絡(luò)信號，也可以使用將轉(zhuǎn)換的4G信號以有線方式連接。

3．2信源接收

通過4G路由器，在調(diào)頻機房安裝一臺計算機，接收互聯(lián)網(wǎng)上的寧波廣播流媒體節(jié)目作為廣播節(jié)目源。由于每臺計算機只支持一個聲音輸出，為了保證接收多套廣播節(jié)目，我們采用了虛擬機技術(shù)。在電腦中安裝多臺虛擬機，每臺虛擬機對應(yīng)一個USB聲卡。為了保證系統(tǒng)運行流暢，電腦主機采用Win7系統(tǒng)，安裝Vmwareworkstation虛擬機系統(tǒng)，同時安裝VLC媒體播放系統(tǒng)軟件。因為廣播流媒體采用64K串流播出，如果采用24小時接收，每個臺站4套廣播節(jié)目將產(chǎn)生150G每月的流量，流量費用較高。因此我們采用遠(yuǎn)程控制播發(fā)模式，在光纜主信號故障情況下，啟動接收、播出網(wǎng)絡(luò)節(jié)目源。

3．3遠(yuǎn)程控制

為了達(dá)到遠(yuǎn)程控制，我們在G806工業(yè)路由器上啟用了內(nèi)網(wǎng)穿透功能，將內(nèi)部計算機通過花生殼端口映射到外網(wǎng)。通過互聯(lián)網(wǎng)，登錄到機房電腦，啟動媒體 流播放器進(jìn)行播放。

3．4信號切換

為了保證光纜主信號和4G備份信號兩個信源之間自動切換，我們選擇大連捷成公司的模擬應(yīng)急切換器imod-AAS5103。捷成應(yīng)急切換器AAS5103支持主路優(yōu)先原則，在主路信號中斷情況下，備入信號就會自動切入。切換器支持網(wǎng)絡(luò)管理和遠(yuǎn)程控制。為了保證機房實際控制，采購中增加本地控制面板，支持手動切換。

3．5應(yīng)用效果

系統(tǒng)建成后，經(jīng)過多次測試，新建的系統(tǒng)運行均能可靠穩(wěn)定地作為備用信源播出，為偏遠(yuǎn)高山廣播無線發(fā)射臺增加了一條無線信源傳輸鏈路，增加了無線發(fā)射高山臺信源的冗余性和信源傳輸穩(wěn)定性，同時能夠?qū)Ω呱脚_站機房的信源播出進(jìn)行自動化遠(yuǎn)程控制，且整個系統(tǒng)建設(shè)成本較低。因考慮到安全播出和網(wǎng)絡(luò)安全因素，本系統(tǒng)只作為高山臺站信源傳輸?shù)亩虝r應(yīng)急備份系統(tǒng)，作為無線廣播發(fā)射技術(shù)方面的探索應(yīng)用。

4未來5G技術(shù)在廣播信源傳輸中應(yīng)用分析探討

在現(xiàn)階段通過4G信號進(jìn)行廣播信號信源傳輸技術(shù)上已經(jīng)實現(xiàn)，經(jīng)過今后幾年建設(shè)，5G基站大范圍覆蓋以后，利用5G通信技術(shù)的低時延、大速率傳輸，可以對骨干無線發(fā)射臺站的信源播出信號進(jìn)行測試。在大范圍使用5G信號作為信源傳輸時，需要具備以下幾個條件:(1)網(wǎng)絡(luò)安全問題。廣播電視安全播出責(zé)任重大，傳統(tǒng)的廣播電視安全播出網(wǎng)絡(luò)均是在廣電系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中運行，與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行物理上隔離，在很大程度上能夠保證信源傳輸?shù)膬?nèi)容不受網(wǎng)絡(luò)安全的威脅和惡意篡改，信源安全播出能夠得到保障。在通過5G信號信源傳輸時，需要建設(shè)好網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，只有解決這個問題，5G在無線發(fā)射上的使用才能有新的突破。(2)流量資費。5G信號作為傳輸無線發(fā)射信源鏈路時，需要消耗一定的流量，如若按照現(xiàn)階段流量資費計算，傳輸性價比較低，只有在大幅降低流量資費后，5G信號傳輸無線發(fā)射信源才能大范圍使用。

5結(jié)語

本文對5G信號在廣播信源無線傳輸中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，對5G技術(shù)應(yīng)用所要解決的問題進(jìn)行分析。隨著社會發(fā)展，5G技術(shù)必將有長足的進(jìn)步，切實保障廣播無線發(fā)射技術(shù)取得良好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

［1］趙義．5G技術(shù)在未來電視廣播技術(shù)中的應(yīng)用［J］．黑龍江科學(xué)，2019，9(10):78－79．

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［3］陳顥元．5G移動通信的特點及應(yīng)用［J］．通訊世界，2017，(24):96－97．

作者：王實現(xiàn) 單位：寧波廣播電視集團(tuán)