利用最先進(jìn)的移動通信技術(shù)，實(shí)時(shí)傳輸超高清視頻

王昆

現(xiàn)在電視節(jié)目播出的節(jié)奏越來越快，很多節(jié)目采取直播的方式播出，傳統(tǒng)的直播方式，通常要動用衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車、有線光纖專線、微波傳輸和WHDI無線圖傳等方式。雖然微波傳輸省去了電纜，但是微波需要點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，攝像機(jī)活動范圍受限，必須在微波天線接收信號的范圍內(nèi)活動，WHDI無線圖傳主要是傳輸距離受限，因此上述方式都有一定局限性。

4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及，通過4G網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻信號成為可能，通常，單個(gè)4G模組提供的帶寬不足以支持高清或者4K信號的傳輸，因此，通過多個(gè)4G模組提供聚合帶寬來實(shí)現(xiàn)大帶寬傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)出現(xiàn)了，同時(shí)，傳統(tǒng)的TCP傳輸協(xié)議和UDP傳輸協(xié)議不能保證數(shù)據(jù)高速和高可靠性的傳輸，所以必須對傳統(tǒng)的TCP和UDP協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，并引入新的手段以實(shí)現(xiàn)高速率和高可靠性傳輸數(shù)據(jù)的目的。

信息通過各種信道傳輸，就會受到各種干擾，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)的信號出現(xiàn)錯(cuò)誤，在各種傳輸信道中，尤其以無線信道傳輸環(huán)境最為惡劣。普通的數(shù)據(jù)傳輸對實(shí)時(shí)性要求不高，接收錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)包，只要再次或者多次重傳，直到收到正確的數(shù)據(jù)包為止。但是對于視頻直播信號，對時(shí)延要求很高，這就需要引入前向糾錯(cuò)技術(shù)，對接收到出錯(cuò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)，最大程度避免數(shù)據(jù)的重傳，為圖像的完整無誤播出減少時(shí)延。因此，在惡劣的無線信道中高速、長距離、低時(shí)延、無差錯(cuò)傳輸直播視頻信號對設(shè)備的技術(shù)和性能要求最為苛刻。

通過多模組聚合傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)的帶寬，在4G網(wǎng)絡(luò)中傳輸高清信號是足夠的，但是傳輸4K廣播級信號，4G網(wǎng)絡(luò)的帶寬就有些捉襟見肘。4K壓縮視頻要滿足廣播級應(yīng)用，至少需要35-40Mb/s的傳輸速率，這個(gè)需求隨著5G網(wǎng)絡(luò)的部署，單個(gè)5G模組傳輸帶寬極大的提升，通過多個(gè)5G模組的帶寬聚合，為4K視頻和更高清晰度視頻傳輸提供了可能。

德力儀器推出的DV4000T 5G+4K超高清圖傳背包，借鑒和學(xué)習(xí)了近年來最先進(jìn)通信技術(shù)，通過實(shí)時(shí)檢測每個(gè)5G模組的實(shí)時(shí)傳輸質(zhì)量，并根據(jù)檢測結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整每個(gè)5G模組的實(shí)時(shí)傳輸速率，確保數(shù)據(jù)包在多個(gè)5G模組中穩(wěn)定可靠的傳輸，由此實(shí)現(xiàn)了大帶寬多模組聚合傳輸，同時(shí)采用LDPC前向糾錯(cuò)編碼和出錯(cuò)重傳等技術(shù)參與的UDP高速長距離數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了在5G網(wǎng)絡(luò)下實(shí)時(shí)傳輸速率為80Mb/s 4K信號的目標(biāo)。

在視頻信息處理方面，背包采用廣播級編解碼芯片，支持對攝像機(jī)12G-SDI輸出4K60p信號進(jìn)行編碼，為了兼容原有的攝像機(jī)，還支持4×3G-SDI的方式輸入4K信號，實(shí)現(xiàn)對超高清信號的編碼。

支持廣播制作級別的10bit/4：2：2視頻編碼，最大程度減少編解碼環(huán)節(jié)導(dǎo)致的圖像質(zhì)量損失。采用效率更高的H.265/ HEVC編碼，在保證同等畫質(zhì)的情況下極大降低了傳輸碼流的碼率。支持HDR（HLG）高動態(tài)視頻編碼，滿足BT.2020超高清視頻色域要求。支持實(shí)時(shí)傳輸60Mb/s-80Mb/ps超高速碼率，可以對原始視頻信號進(jìn)行更少的壓縮，讓視頻數(shù)據(jù)保留更多的原始信息，為后期視頻制作提供了更多的操作空間。

媒體接收機(jī)DV4000R可實(shí)現(xiàn)多卡傳輸數(shù)據(jù)的匯聚接收，通過廣播級解碼芯片，可實(shí)現(xiàn)4K信號通過12G-SDI端口輸出，媒體接收機(jī)還支持4×3G-SDI信號輸出方式，此外，還支持RTMP/RTSP/UDP/RTP/SRT推流協(xié)議，可將視頻流推送到第三方視頻直播網(wǎng)站，可實(shí)現(xiàn)更多的終端設(shè)備實(shí)時(shí)收看直播視頻節(jié)目，助力運(yùn)營商從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)向融媒體方向轉(zhuǎn)型。

綜上所述，這臺小小的背包當(dāng)中，集成了當(dāng)代最先進(jìn)的通信技術(shù)和視頻處理技術(shù)。B&P