CN110418167A - 一种基于5g的广播电视节目传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于5G的广播电视节目传输系统，包括发送部分、接收部分以及远程通讯部分；所述发送部分与接收部分均包括网络导播设备和CPE客户终端设备，所述网络导播设备和CPE客户终端设备通讯连接；所述发送部分的网络导播设备与广播电视播控端通讯连接，所述接收部分的网络导播设备与各电视播出机构通讯；发送端基站与发送部分的CPE客户终端设备通讯连接，所述接收端基站与接收部分的CPE客户终端设备通讯连接。本发明基于5G技术的节目传输系统可以将一路或多路音频、视频信号送至多个播出节点进行多地同步备份播出，能成为现有光纤、微波传输链路的有效补充或替代方案。

Description

一种基于5G的广播电视节目传输系统
技术领域
本发明涉及广播电视节目传输技术领域，具体是涉及一种基于5G无线网络的广播电视节目传输系统。
背景技术
传统广播电视节目的覆盖是以广播电视台为中心，通过光缆、微波等专有传输链路分发至有线网络、无线发射台和卫星地面站等机构，再传送至千家万户。传统传输链路固然比较稳定可靠，但建设周期长、成本高，而且随着城市建设的快速发展，光缆线路频繁遭遇外力破坏，而高楼大厦的林立让微波信号传输局限性不断放大，安全性也越来越缺乏保障。
而4G移动互联尽管覆盖面广阔，但由于带宽有限，无法满足广电节目传输的需求。随着我国5G技术进入快速发展阶段，其具备高传输速率、大容量、低延迟、节能、低成本和大规模设备连接等多重优势，广播电视领域可以借助5G技术，来提高节目传输的安全性。
5G移动通信相比于目前的4G技术，拥有着超高传输速率、大容量低功耗、超低时延三大特点，分别对应增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)、超高可靠低时延通信(uRLLC)三个应用场景。通过3GPP的三大场景定义，5G可以同时满足广播电视节目传输对带宽和延时的高要求，低时延技术提高了传输效率，将原有4G时代的最小30毫秒延时降低至1毫秒级别，可保证高清及超高清视频无掉帧、无卡顿，以及远距离传输的实际要求，图像质量完全符合电视播出的标准，甚至可以借助10Gb/s的峰值传输速度进一步延伸出4K、8K和VR等业务的拓展。
综合来看，基于5G网络进行广播电视节目的直播和备份，两者具有较高的相性，拥有广阔的应用前景。但目前来说，由于5G技术自身还处于起步阶段，基站建设以及5G终端的普及需要时间积累，因此如何在5G网络大范围应用前的过渡阶段实现基于5G无线网络的广播电视节目传输就成为了本领域关注的重点。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于5G的广播电视节目传输系统，作为传统节目传输路由的有效备份，将广播电视播控中心的基带信号编码转换成音、视频数据流，经由5G网络传输后，再由有线网络、无线发射台和卫星地面站入网或还原为基带信号后接力传输，最终实现信号覆盖。
技术方案：本发明所述基于5G的广播电视节目传输系统，包括发送部分、接收部分以及远程通讯部分；
所述发送部分与接收部分均包括网络导播设备和CPE客户终端设备，所述网络导播设备和CPE客户终端设备通讯连接；所述发送部分的网络导播设备与广播电视播控端通讯连接，接收所述广播电视播控端发出的电视信号，所述接收部分的网络导播设备与各电视播出机构通讯，向各电视播出机构发出电视信号；
所述远程通讯部分包括发送端基站和接收端基站，所述发送端基站和接收端基站均为5G基站，并进行基于5G的远程通信，所述发送端基站与发送部分的CPE客户终端设备通讯连接，所述接收端基站与接收部分的CPE客户终端设备通讯连接；
广播电视播控端将电视信号送至发送部分的网络导播设备进行IP化，再将IP数据通过发送部分CPE客户终端设备传输至发送端基站；接收端基站通过接收部分的CPE客户终端设备将接收的IP数据流进行本地化下载，再由接收部分的网络导播设备将IP数据还原成电视信号后，送至各播出机构，形成节目传输链路。
本发明进一步优选地技术方案为，所述远程通讯部分的发送端基站与接收端基站之间通过云端或边缘数据节点进行远程通信。
作为优选地，所述电视信号为SDI或TS流信号。
优选地，所述电视信号由网络导播设备采用MPEG、WMA、H.264或AVS编码方式转换成音、视频数据流。
优选地，所述电视播出机构与接收部分的网络导播设备通过网线连接。
优选地，所述电视播出机构与用户终端接收设备通过有线网络、无线信号塔或卫星地面站进行通讯。
优选地，所述网络导播设备为NScaster 558或NScaster358。
优选地，所述CPE客户终端设备为HUAWEI 5G CPE 1.0-LF 7880或HUAWEI H112-370。
优选地，所述发送端基站与发送部分的CPE客户终端设备之间，以及所述接收端基站与接收部分的CPE客户终端设备之间通过5G网络联通，遵循3GPP标准，并采用NR协议实现通讯。
本发明的传输方式为：
发送端：广播电视播控端将SDI或TS流信号送至网络导播设备(型号：NScaster558、358)进行IP化，继而将IP数据通过5G CPE(型号：HUAWEI 5G CPE 1.0-LF 7880、HUAWEIH112-370)传送至5G基站，再由5G基站发送至云端。
接收端：利用5G基站通过5G CPE(型号：HUAWEI 5G CPE 1.0-LF 7880、HUAWEIH112-370)将云端IP数据流进行本地化下载，再由网络导播设备(型号：NScaster 558、358)将IP数据还原成SDI或TS流信号后，最终送至各播出机构，形成一条独立、完整的节目传输链路。
基站端：CPE通过使用5G网络，遵循3GPP标准，包括3GPP TS 38.300V15.0.0(2017-12)和3GPP TS 38.202V15.0.0(2017-12)等，通过NR协议实现CPE与5G基站之间的通讯，最终由5G基站连接至核心网转路由至互联网传输数据。
有益效果：虽然目前在5G的具体实践中，由于基站覆盖面小、终端未能大规模商用，以及背包和拍摄设备编码能力缺陷这三个问题还存在，因此，5G在直播转播中的应用还比较局限，但是，广播电视节目传输由于相对固定的应用场所和专用接入设备已趋于成熟，可以在5G技术的深入应用上先行一步；
本发明基于5G技术的节目传输系统可以将一路或多路音频、视频信号送至多个播出节点进行多地同步备份播出，能成为现有光纤、微波传输链路的有效补充或替代方案，可以解决现有广电节目传输重资产、高成本和可靠性遭遇挑战等现实问题，有效降低行业在传输链路上的大量冗余投入，同时满足了业务发展高效、稳定和安全的需要，推进了广电领域技术应用的创新发展。
附图说明
图1为本发明的传输系统的结构框图；
其中，1-网络导播设备1、2-CPE客户终端设备、3-广播电视播控端、4-发送端基站、5-接收端基站。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：一种基于5G的广播电视节目传输系统，包括发送部分、接收部分以及远程通讯部分。
发送部分与接收部分均包括网络导播设备1和CPE客户终端设备2。网络导播设备1为NScaster 558或NScaster358。CPE客户终端设备2为HUAWEI 5G CPE 1.0-LF 7880或HUAWEI H112-370。
网络导播设备1和CPE客户终端设备2通讯连接；发送部分的网络导播设备1与广播电视播控端3通讯连接，接收广播电视播控端3发出的电视信号，接收部分的网络导播设备1与各电视播出机构通过网线连接，电视播出机构与用户终端接收设备通过有线网络、无线信号塔或卫星地面站进行通讯，向用户终端接收设备发出电视信号。
远程通讯部分包括发送端基站4和接收端基站5，发送端基站4和接收端基站5均为5G基站，发送端基站4与接收端基站5之间通过云端或边缘数据节点进行远程通信，发送端基站4与发送部分的CPE客户终端设备2通讯连接，接收端基站5与接收部分的CPE客户终端设备2通讯连接。
发送端：广播电视播控端3将SDI或TS流信号送至网络导播设备1进行IP化，继而将IP数据通过CPE客户终端设备2传送至发送端基站4，再由发送端基站4发送至云端。接收端：接收端基站5通过CPE客户终端设备2将云端IP数据流进行本地化下载，再由网络导播设备1将IP数据还原成SDI或TS流信号后，最终送至各播出机构，形成一条独立、完整的节目传输链路。基站端：CPE客户终端设备通过使用5G网络，遵循3GPP标准，包括3GPP TS38.300V15.0.0(2017-12)和3GPP TS 38.202V15.0.0(2017-12)等，通过NR协议实现CPE与5G基站之间的通讯，最终由5G基站连接至核心网转路由至互联网传输数据。
本实施例的基于5G的广播电视节目传输系统在2019年全国两会、2019国际田联世界挑战赛南京站、2019南京创新周开幕式和创新周科技嘉年华等重大活动中，5G直播信源正式进入信号路由序列，并与传统光纤基带信号传输效果进行了对比：整体延时≤1秒；在高码流传输的情况下，画质优于或持平传统传输方式。
基于5G移动技术的广播电视节目传输系统，作为传统节目传输路由的有效备份，将广播电视播控中心的基带信号通过专业编码器，采用MPEG、WMA、H.264、AVS等编码方式，转换成音、视频数据流，再通过5G接入设备将IP数据流送入云端或边缘数据节点；有线网络、无线发射台和地面卫星站等机构使用5G接入设备将流数据通过网络接入后，再由有线网络、无线发射台和卫星地面站入网或还原为基带信号后接力传输，最终实现信号覆盖。
本广播电视节目传输系统实现的关键在于：
5G技术令节目传输的复用能力大大提高，超高带宽可以将多达十几，甚至几十套音频、视频节目同时进行传输并获得用户满意的体验。伴随计算及处理能力的不断提升，传统通过堆砌大量编解码、复用设备以及光端机的复杂端到端架构将成为历史。例如，如果采用DCM超级复用器，通过端口PID过滤、映射和跟踪技术，配合相应的5G接入设备，可以最多同时传输40路高清视频信号。
在广电行业要求较高的安全性和可靠性方面，5G独有的QOS切片和加密技术确保了信息传递的可管可控，快速接入认证、强加密算法可以为广播电视信号传输的安全性提供切实保障。5G基于移动互联技术，不完全依赖物理介质的特性又在链路可靠性上具有先天的优势。
同时，广播电视节目传输由于相对固定的应用场所和专用接入设备已趋于成熟，且利用了原有的广播电视节目传输链路，能够实现在5G尚未成熟进入市场前先一步实现商用，作为广播电视节目传输升级的过渡。避免大规模更换和新安装设备，节约成本。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，包括发送部分、接收部分以及远程通讯部分；
所述发送部分与接收部分均包括网络导播设备和CPE客户终端设备，所述网络导播设备和CPE客户终端设备通讯连接；所述发送部分的网络导播设备与广播电视播控端通讯连接，接收所述广播电视播控端发出的电视信号，所述接收部分的网络导播设备与各电视播出机构通讯，向各电视播出机构发出电视信号；
所述远程通讯部分包括发送端基站和接收端基站，所述发送端基站和接收端基站均为5G基站，并进行基于5G的远程通信，所述发送端基站与发送部分的CPE客户终端设备通讯连接，所述接收端基站与接收部分的CPE客户终端设备通讯连接；
广播电视播控端将电视信号送至发送部分的网络导播设备进行IP化，再将IP数据通过发送部分CPE客户终端设备传输至发送端基站；接收端基站通过接收部分的CPE客户终端设备将接收的IP数据流进行本地化下载，再由接收部分的网络导播设备将IP数据还原成电视信号后，送至各播出机构，形成节目传输链路。
2.根据权利要求1所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述远程通讯部分的发送端基站与接收端基站之间通过云端或边缘数据节点进行远程通信。
3.根据权利要求1所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述电视信号为SDI或TS流信号。
4.根据权利要求3所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述电视信号由网络导播设备采用MPEG、WMA、H.264或AVS编码方式转换成音、视频数据流。
5.根据权利要求1所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述电视播出机构与接收部分的网络导播设备通过网线连接。
6.根据权利要求5所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述电视播出机构与用户终端接收设备通过有线网络、无线信号塔或卫星地面站进行通讯。
7.根据权利要求1所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述网络导播设备为NScaster 558或NScaster358。
8.根据权利要求1所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述CPE客户终端设备为HUAWEI 5G CPE 1.0-LF 7880或HUAWEI H112-370。
9.根据权利要求1所述的基于5G的广播电视节目传输系统，其特征在于，所述发送端基站与发送部分的CPE客户终端设备之间，以及所述接收端基站与接收部分的CPE客户终端设备之间通过5G网络联通，遵循3GPP标准，并采用NR协议实现通讯。
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