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(dòng)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(hào)在無線廣播信源傳輸鏈路中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)今后5g信號(hào)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(dòng)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(shí)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(duì)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(duì)廣播信源傳輸鏈路進(jìn)行5G信號(hào)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(diǎn)

廣播發(fā)射信源傳輸是關(guān)系到整個(gè)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(tái)站的廣播節(jié)目在電臺(tái)制作完成后主要通過光纜、微波通道傳輸?shù)桨l(fā)射臺(tái)站，然后通過發(fā)射機(jī)把廣播信號(hào)發(fā)射出去。傳統(tǒng)廣播無線發(fā)射臺(tái)站信源傳輸具有以下特點(diǎn):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(bǔ)點(diǎn)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(tái)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(shí)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(bǔ)點(diǎn)時(shí)，可能只會(huì)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(dòng)通信技術(shù)能夠適應(yīng)廣播發(fā)射信源傳輸?shù)奶攸c(diǎn)

5G是面向社會(huì)需求而出現(xiàn)的新的移動(dòng)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(kuò)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(diǎn)。(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(shí)5G可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)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(dòng)通信傳輸質(zhì)量和速率實(shí)現(xiàn)明顯提升，5G技術(shù)能夠在保持強(qiáng)大穿透力的同時(shí)提升通信技術(shù)的安全系數(shù)，能夠滿足廣播信號(hào)的無線發(fā)射信源要求［2］。(2)5G技術(shù)信息傳輸時(shí)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(gè)層次，它的無線覆蓋性能得到提高，縮短了傳輸時(shí)延，能夠全面穩(wěn)定廣播信號(hào)的傳輸，提高廣播信號(hào)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(tái)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(hào)進(jìn)行廣播信源信號(hào)的傳輸。在5G技術(shù)框架內(nèi)，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要求有所降低，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面的投入也相對(duì)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(hào)搭建的高山臺(tái)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?？h和象山縣，海拔高度分別約為450m和557m。因?qū)幉娕_(tái)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(tái)。在系統(tǒng)運(yùn)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(gè)手段，在光纜出現(xiàn)故障時(shí)，無法將信號(hào)傳送到發(fā)射機(jī)播出，造成轉(zhuǎn)播信號(hào)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(gè)轉(zhuǎn)播臺(tái)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(shí)現(xiàn)。通過實(shí)地調(diào)研，兩個(gè)轉(zhuǎn)播臺(tái)所在山頂位置，發(fā)現(xiàn)都有聯(lián)通公司手機(jī)基站信號(hào)覆蓋，因此制定了利用聯(lián)通4G信號(hào)傳輸廣播備份無線播出信源方案。方案系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如圖1所示。

3．14G路由器的選擇

為了利用4G信號(hào)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(yùn)營(yíng)商的SIM卡支持將接收的4G信號(hào)轉(zhuǎn)換成互聯(lián)網(wǎng)WiFi網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，也可以使用將轉(zhuǎn)換的4G信號(hào)以有線方式連接。

3．2信源接收

通過4G路由器，在調(diào)頻機(jī)房安裝一臺(tái)計(jì)算機(jī)，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(tái)計(jì)算機(jī)只支持一個(gè)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(jī)技術(shù)。在電腦中安裝多臺(tái)虛擬機(jī)，每臺(tái)虛擬機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)USB聲卡。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行流暢，電腦主機(jī)采用Win7系統(tǒng)，安裝Vmwareworkstation虛擬機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)安裝VLC媒體播放系統(tǒng)軟件。因?yàn)閺V播流媒體采用64K串流播出，如果采用24小時(shí)接收，每個(gè)臺(tái)站4套廣播節(jié)目將產(chǎn)生150G每月的流量，流量費(fèi)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(hào)故障情況下，啟動(dòng)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?cè)贕806工業(yè)路由器上啟用了內(nèi)網(wǎng)穿透功能，將內(nèi)部計(jì)算機(jī)通過花生殼端口映射到外網(wǎng)。通過互聯(lián)網(wǎng)，登錄到機(jī)房電腦，啟動(dòng)媒體 流播放器進(jìn)行播放。

3．4信號(hào)切換

為了保證光纜主信號(hào)和4G備份信號(hào)兩個(gè)信源之間自動(dòng)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(hào)中斷情況下，備入信號(hào)就會(huì)自動(dòng)切入。切換器支持網(wǎng)絡(luò)管理和遠(yuǎn)程控制。為了保證機(jī)房實(shí)際控制，采購(gòu)中增加本地控制面板，支持手動(dòng)切換。

3．5應(yīng)用效果

系統(tǒng)建成后，經(jīng)過多次測(cè)試，新建的系統(tǒng)運(yùn)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(tái)增加了一條無線信源傳輸鏈路，增加了無線發(fā)射高山臺(tái)信源的冗余性和信源傳輸穩(wěn)定性，同時(shí)能夠?qū)Ω呱脚_(tái)站機(jī)房的信源播出進(jìn)行自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制，且整個(gè)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(tái)站信源傳輸?shù)亩虝r(shí)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(hào)進(jìn)行廣播信號(hào)信源傳輸技術(shù)上已經(jīng)實(shí)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(shí)延、大速率傳輸，可以對(duì)骨干無線發(fā)射臺(tái)站的信源播出信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。在大范圍使用5G信號(hào)作為信源傳輸時(shí)，需要具備以下幾個(gè)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(yùn)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(hào)信源傳輸時(shí)，需要建設(shè)好網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，只有解決這個(gè)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(fèi)。5G信號(hào)作為傳輸無線發(fā)射信源鏈路時(shí)，需要消耗一定的流量，如若按照現(xiàn)階段流量資費(fèi)計(jì)算，傳輸性價(jià)比較低，只有在大幅降低流量資費(fèi)后，5G信號(hào)傳輸無線發(fā)射信源才能大范圍使用。

5結(jié)語

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

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

作者：王實(shí)現(xiàn) 單位：寧波廣播電視集團(tuán)