基于4G網絡的無線視頻回傳系統淺析

李修穩

睢寧縣融媒體中心 江蘇省 徐州市221200

1 引言

對于無線視頻回傳系統來說，穩定性第一位。其次，同演播室的直播系統一樣，除了要保證音視頻質量外，還要考慮其便攜性和可操作性。基于4G網絡技術的多路高清視頻回傳系統，很好地滿足了這幾個條件，是目前現場直播信號回傳的一種重要方式。

2 系統概述

2.1 原理框圖

基于LU200和LTE4G技術的多路高清無線視頻回傳系統，其原理框圖如圖1所示。

圖1 系統原理框圖

信號采集端的高清攝像機將采集到的音視頻信號通過SDI信號線送到視頻發射終端進行視音頻編碼后，對IP數據流進行編碼、調試、放大，最后通過發射天線將信號送至無線視頻傳輸基站；無線視頻傳輸基站一方面實現接收多路無線視頻信號，將其還原成多路的IP數據流的功能；另一方面實現對多個視頻發射終端的管理和協調。IP數據流經過視音頻解碼器還原出多路的SDI信號給到導播切換臺。［1］

2.2 系統架構

LiveU視頻上傳設備連接攝像機，設備中的調制解調器在現場通過Internet網絡進行流傳輸。LiveU服務器通過谷歌、火狐、IE等瀏覽器訪問LiveU Central管理平臺來管理頻道和LU前端設備，扮演著多媒體中心服務器（MMH）的角色。多媒體中心服務器（MMH）包含多個實例（Instance），每個實例接收并重組從直播回傳設備傳來的原始信號包，然后把重組好的信號包發送到指定的目的地址。［2］LiveU網絡服務器連接LiveU的數據庫，一方面用于驗證用戶是否合法且有權限去管理和控制LiveU設備，另一方面通過安全鏈接鏈接到LU2000服務器，訪問MMH上的視頻流。

3 系統的基本配置

3.1 LiveU Central網絡服務器

LiveU Central是一種通過網頁瀏覽器去遠程管理和控制直播設備和頻道的管理平臺。主要功能包括：對設備和頻道狀態進行遠程的監看和管理；瀏覽、播放直播設備保存在服務器端的視頻文件；對組內用戶、設備、頻道、CDN等進行配置和管理；通過LUC對設備進行重啟；對4G、WIFI和網線等網絡連接進行激活和禁用操作；預覽、監看和切換輸入源并輸出上傳系統，提升日常操作的靈活性。

LiveU Central的主要配置如表l所示。

圖2 無線傳輸系統架構

3.2 LiveU的基本配置

系統前端設備為LiveU公司的一款基于4G通信技術的非常高效且易用的視頻直播設備LU200。該設備精致小巧，性能卓越，整機重量僅為500g，便攜帶非常方便，可在任何有移動網絡的場合進行視頻回傳。同時，LU200支持本地或遠程控制，可以靈活的配置視頻傳輸的功能。LU200設備提供了4G模塊、WiFi模塊、有線網絡LAN三種網絡連接方式。其中4G模塊和WiFi模塊的天線是LiveU公司獨有的，并且經過長時間測試。較普通的USBModem方式能夠獲得更好的信號質量。LU200除了能夠安裝于攝像機上，還提供了專業的腰包，可隨身攜帶。

在設備使用方面，當LU200連接上攝像機并開機后，在有SDI信號輸入情況下，LU200設備主界面會顯示如下菜單。

（1）Ready：表明設備在線，與LiveU Central建立了連接，而且沒有進行直播。如果設備處于Ready狀態，可以看到連接攝像機的分辨率和傳輸延時。

表1 服務器主要配置

（2）Live：當前設備正在通過通道進行直播。如果設備處于直播狀態，當前直播流傳輸帶寬將會顯示。

（3）Store&Forward：存儲轉發功能實現把存儲在本機自帶的SD卡上的視頻數據通過網絡上傳高畫質的視頻到接受服務器。

（4）Offline：設備不在線或者沒連網。

（5）Channel：顯示當前所選頻道。

3.3 LU2000多通道視頻接收解碼器

LU2000為多通道視頻接收解碼器，LU200終端設備通過這個視頻接收/分發平臺來進行視頻處理。作為現場采集的一個重要組成部件，它不單單是一個簡單的視頻接收端，還具備RTMP視頻流、UDP視頻流分發，以及互聯網多點分發的傳輸功能。可以接收來自任何LiveU采集設備的視頻信號，憑借其多媒體處理軟件MMH，LU2000不僅可以傳輸高質量的HD-SDI信號，還可以實現跨地域的多點共享分發和點對點分發功能。同時，每一臺LU2000設備可以提供最大14路LiveU接收通道，同時為用戶提供SDI信號輸出，以及適應新媒體技術的直播碼流輸出及文件接收存儲功能。

4 系統應用

在睢寧縣人社局“保保”上線系列活動特別直播中，每周進行一期異地多機位視頻回傳連線直播，連續使用多期。另外，在大型活動中，如2020年“魅力江蘇，最美體育”騎樂無窮山地自行車賽、睢寧縣“文明城市創建你我同行”、2020年首屆“睢寧古黃河金秋文化旅游節”開幕式等直播中，也經常使用基于4G網絡的無線視頻回傳系統。通過使用該系統，記者可以直接將現場畫面傳送到導播間，穿插在直播活動中，增加了新媒體直播的多樣性。

5 目前存在的問題

對無線視頻傳輸系統影響比較大的是傳輸網絡信號強度問題。在實際應用中，LiveU設備直播狀態信息狀態下，4G單張卡流量在8Mbps左右，完全能夠滿足傳輸高清信號傳輸要求。但受4G基站分配的移動數據資源限制，直播現場一旦出現人員較為集中、接入移動終端變多時，每個移動終端分配到的數據流量會降低，回傳的高清視頻信號會出現畫面定幀、花屏等情況［3］。另外，雖然目前大部分鄉鎮4G網絡信號已經覆蓋，但是4G網絡的信號強度還不夠理想，部分區域4G信號的覆蓋存在盲區，不能夠完全滿足4G網絡直播的需求。

結語

基于4G通信技術的視頻回傳系統實現了多路高清直播視頻信號的無線傳輸，系統具有搭建快、調試方便、運行成本低等特點，滿足新媒體對新技術的要求。同時，該系統的應用使得縣級媒體直播方式更加多樣化，表現形式更加豐富多彩，為觀眾帶來了時效性更好的視聽節目，進一步提升了縣級融媒體的綜合實力和影響力，具有很好的應用前景。