基于IP的TS流传输技术在晚会直播中的应用

【本文献信息】罗信海.基于IP的TS流传输技术在晚会直播中的应用[J].广播与电视技术，2018,Vol.45(7).基于IP的TS流传输技术

在晚会直播中的应用

罗信海

（贵州广播电视台，贵州 550002）

【摘 要】2018年4月27日，以“新时代·中国梦·劳动美”为主题的贵州省庆祝“五一”国际劳动节大型文艺晚会在贵阳市白云区拉开序幕，贵州广播电视台四频道现场直播。针对本次晚会传输的难点和特殊性，贵州广播电视台设计了基于IP的TS流传输方案来完成晚会的直播。方案中的网络是指贵州省网络公司省干网和市县城域网和乡镇数字网。这是本台首次利用该公司网络通道来做直播，同时也是首次使用IP流传输的方式来完成多点大型现场直播工作。该方案新颖独特，安全可靠，亮点较多，传输效果较好，可给有此需求的同行以借鉴。【关键词】IP流传输，基带传输，网络收发器，便携上行站 TN948 【文献标识码】 B 【DOI 10.16171/j.cnki.rtbe.2018007014【中图分类号】 编码】IP Based TS Transmission Technology in Live Broadcasting of May Day

Celebration

Luo Xinhai

(Guizhou Radio & TV Station，Guizhou 550002，China)

Abstract On April 27, 2018, Guizhou province held a large art performance to celebrate the International Labor Day in Guiyang Baiyun District, with the theme of \"new times, Chinese dream and labor beauty\". This was broadcasted through the four channels of Guizhou Radio and TV Station lively. In view of the difficulty and particularity of this transmission, Guizhou Radio and TV Station designed the TS transmission scheme based on IP for live broadcasting. The network in the scheme refers to the provincial network of Guizhou Network Company and the city and town digital network. This is the first time to use the company's network for live broadcasting based on IP transmission. The scheme is novel and unique, safe and reliable, with many bright spots and good effects. It could be used for reference by the peers.Keywords IP TS transmission, Baseband transmission, Network transceiver, Portable uplink station

四个直播分会场分别是都匀市罗甸县平罗高速大小井特大桥

0 简介

以“新时代·中国梦·劳动美”为主题的贵州省庆祝“五一”国际劳动节电视直播活动，由贵州省总工会联合贵州广播电视台，以及四个地方工会一道联袂演出，整个活动充分体现了“劳动最光荣”的宗旨。这场专为贵州职工量身定制的文化盛宴，将于2018年4月27日下午3点在贵州广播电视台4频道现场直播和卫视频道录制播出。

本次活动由一个主会场和四分会场组成，其中主会场在白云区贵州黎阳航空动力有限公司（以下简称白云主会场），

建筑工地（以下简称罗甸分会场）、盘州市娘娘山工匠场（以下简称盘州分会场）、毕节市大方县古彝文化产业园（以下简称大方分会场）、遵义市正安县吉他产业园（以下简称正安分会场）等地方组成。届时，将有上万职工在5个会场参与直播活动，中央电视台财经频道和中央电视台新闻频道将在正安县分会场进行现场连线直播。

在传统常规直播方案不可行的情况下，设计出基于IP的TS流传输方案，即IP流传输[1]方案，即所谓的TS over IP方式，也可以理解成采用视频流（TS流）的格式进行IP网络传输。

广播与电视技术 〔2018年·第45卷·第7期〕

90

有线网络 CATV ︳

表1󰀡直播踩点信息

序号123456地点白云区网络分公司到白云主会场省网络公司到白云区网络分公司罗甸县网络分公司到罗甸分会场正安县网络分公司到正安分会场大方县网络分公司到大方分会场盘州市网络分公司到盘州分会场距离5km15km8km10km12km100km本台光机是否可用可用可用可用可用可用不可用是否有光缆资源有资源不够有有有有是否具备传送DS3信号无有有有有有是否具备有线网络有有有有有有该方案圆满的完成了此次直播任务。彻底解决以前基带直播中想解决又解决不了的难题：节目双向传输、远程技术支持、语音通话等问题。让直播方式直接升级成了直播系统。

多只能传40km，不能实现传输。如果先将信号传到乡再中继到镇，从镇上再中继去盘州的话可以实现，这样一来中继节点有2个，高清光端机需要3对（6台），传输保障人员也要很多，故障出现时又不好排查，于是决定放弃此方式。

1 协调会议

为了做好这次晚会的直播工作，由台总编辑牵头组织各相关部门召开协调会，要求举全台之力高质量地完成此次直播工作。会上，大家听取了四频道对整个活动介绍和节目要求后，大家对活动各自发表了观点，本部门也根据节目设置提出了诸多看法，以及需要完成这样一个艰巨的任务所面临的难点。总的来说，要完成这次任务在传输上有相当大的难度：1个主会场、4个分会场和总控机房共计6个地方，这在通道资源和传输设备上都是我们的痛点，这让节目传输困难重重。

3 方案制作

从踩点信号分析所得：

1. 4个分会场信号不能以基带方式送达主会场，主会场信号不能以基带传输的方式送到电视台总控机房。看来以前常规直播的方式不能完成此次直播任务。

2. 所有地点都具备有线网络，于是我大胆设计了基于IP的TS流传输技术方案，来作为此次直播的光缆路由完成传输工作。还增加了一些特殊功能。

此方案依附的网络是省网络公司省干网和市县城域网和乡镇数字网。于是得到了基于IP的TS流传输方案，即五一晚会直播传输方案如图1所示。

以上方案看上去设备简单、条理清晰不复杂，易于管理。但用该公司的干线网络进行IP格式的封装传输，对于本台来说是开天辟地第1次，本省也是第1次，省网络公司还是第1次。感觉风险很大，我们心里没有底，网络公司也没有底。

从方案可以看出，这是一个在IP层面上的较完整的直播传输系统。该系统不仅能完成基带传输的信号传输问题，而且还能完成基带传输所有无法解决的节目双向传输、远程技术支持、语音通话等问题。设备需求如表2所示。

从设备需求表来看，作为光缆主路的IP流传输系统所需设备较少，低格较为低廉，本台可以使用和调用的设备能满足，设备不需要外租。设备少传输节点就少，从而减少了故障节点，盘查问题也方便。于是我看好IP流传输方案，虽然没有使用过，但我有信心。摸着石头过河，背水一战，只许成功不许失败。

2 现场踩点

时间紧任务重，立马派出传输直播科精英强带上设备奔赴各个会场踩点考查，于是得到了最准确的信息，如表1所示。

从表1可以看出：

1. 罗甸分会场、正安分会场和大方分会场，地点都在县城，距离当地网络分公司12km及以下，在本台高清光端机传输范围之内，有光缆资源，具备传送DS3信号，可以实现基带传输[2]。

2. 白云主会场到白云网络分公司，距离5km，在本台高清光端机传输范围之内，但没有光缆资源，该网络分公司不具备传送DS3信号。不可以实现基带传输。

3. 省网络公司到白云区网络分公司，距离15km，在本台高清光端机传输范围之内，有光缆资源但资源不够，该省网络公司具备传送DS3信号。可以实现基带传输。

4. 盘州分会场到盘州市网络分公司，距离有100km，在本台高清光端机传输范围之外，不可用。就算经过镇上转接中继，每边也有50km左右，本台1310波长的高清光端机最

广播与电视技术 〔2018 年·第45卷·第7期〕

91

92

SDIRFSDI播出备路卫星接收机白云区网络公司卫星接收天线IPRF白云主会场贵州广播电视台SDISDI播出主路IP1解码器网络交换机SDH通话系统交换机IP2IP有线网络 ︳ CATV

通话系统罗甸分会场罗甸县网络公司IPIPRFRF罗甸现场网络收发器网络收发器卫星车主路SDI编码器卫星接收机卫星接收机卫星接收机卫星接收机IP1IP2网络交换机SDHSDISDI备路RFRFSDI通话系统便携站SDISDI盘州分会场IP盘州现场网络收发器主路SDI编码器IP1IP2网络交换机盘州市网络公司网络IPSDH收发器备路SDIIP1通话系统便携站主会场编码器IP2SDI解码器IP3SDI图1󰀡五一晚会直播传输方案大方分会场大方县网络公司IPIP省干网SDH传输系统解码器IP4SDI大方现场网络收发器网络收发器解码器IP5SDI主路SDI编码器IPIPIP1IP2网络交换机SDHIP网络交换机网络收发器网络收发器解码器IP6备路SDI通话系统便携站IP1IP2IP3IP4IP5转播车正安分会场正安县网络公司IPIPIP7正安现场网络收发器网络收发器主路编码器备路IP1IP2网络交换机SDH通话系统SDI通话系统信号源SDISDISDISDIAUDIO广播与电视技术 〔2018年·第45卷·第7期〕

现场调音台卫星车 有线网络 CATV ︳

表2󰀡设备需求表

序号1设备名称编码器数量5台需求4台：分会场到主会场1台：主会场到电视台方案如图2所示。

一共4路HDSDI信号源送入卫星车的切换台，导播切换后得到一路PGM播出信号，与来自现场调音台的AUDIO信号进行加嵌，组合成一个带音频的HDSDI信号。一路送到光传输编码器编码成IP流，经网络收发器传送到正安县网络公司，接入省网络公司干线网作为主路传输信号。另一路则送卫星车车载上行系统作为备路传输信号。设置光传输编码器IP为234.1.1.1，端口号5000，网络公司可以接收到该信号，说明IP路由已经打通。同时从交换机处取一路网络信号接入通话系统端设备，设置好事先规划好的通话IP地址234.1.1.1，端口号6000，即完成正安分会场的系统搭建工作，可以测试。

2用5对备5对。4对：分会场到分10对会场网络公司网络收发器（20台）1对：白云区网络公司到主会场每个地方备1对解码器卫星接收机卫星上行站网络交换机通话系统端设备5台5台5套6台4台：主会场；1台：电视台4台：主会场；1台：电视台2辆卫星车；3套便携站总控机房1台、主会场1台、分会场4台总控机房1台、主会场1台、分会场4台34564.1.2大方、盘州、罗甸分会场

大方分会场地处毕节市大方县古彝文化产业园，盘州分会场地处盘州市娘娘山工匠场，罗甸分会场地处都匀市罗甸县平罗高速大小井特大桥建筑工地，距离网络光缆距离都在

6台4 系统搭建与测试

4.1 系统搭建

4.1.1正安分会场

正安分会场地处正安县吉他产业园，光缆距离10km，在网络收发器

[3]

20km以下，在网络收发器范围内。三个地方都只负责纯传输任务，所有方案上以光缆传输为主，便携上行站[4]作备。于是得到大方、盘州、罗甸分会场传输方案如图3所示。

三个地方分会场传输信号都来自于现场切换台，一路送到光传输编码器编码成IP流，经网络收发器传送到当地网络公司，接入省网络公司干线网作为主路传输信号。另一路则送卫星上行便携站上星作为备路传输信号。编码器设置规则

是大方编码器IP为234.1.1.2，盘

范围内。由于该会场需要本部门做讯道切换工

作，所有安排了悍马卫星车在此。于是得到正安分会场传输

正安分会场正安现场主路州编码器IP为234.1.1.3，罗甸编

正安县网络公司IP码器IP为234.1.1.4，端口号都为5000；设置好后省网络公司都可以接收到该信号，说明IP路由已经打通。同时从交换机处取一路网络

编码器SDIIP1IP2网络交换机网络收发器备路网络收发器IPSDH通话系统信号源现场调音台SDISDISDISDIAUDIO卫星车信号接入通话系统端设备，设置好事先规划好的通话IP地址，设置规划是大方通话IP为234.1.1.2，

图2󰀡正安分会场

盘州通话IP为234.1.1.3，罗甸通话IP为234.1.1.4，端口号都为6000，即完成这3个分会场的系统

大方/盘州/罗甸分会场大方/盘州/罗甸现场主路SDI搭建工作，可以测试。

IP大方/盘州/罗甸网络公司IP编码器备路IP1IP2网络交换机SDI网络收发器网络收发器SDH4.1.3白云主会场

白云主会场地处贵阳市白云区贵州黎阳航空动力有限公司，距离

通话系统便携站白云区网络公司5km，在网络收发器范围内。

图3󰀡大方、盘州、罗甸分会场广播与电视技术 〔2018 年·第45卷·第7期〕

白云区网络公司在收到4个分

93

有线网络 ︳ CATV

会场的IP流信号后，利用系统网络汇聚功能将4个信号全部汇聚到一个网络电接口上，利用千兆单模单纤收发器发送到白云主会场。在主会场用网络交换机对把信号集中分发，4台解码器的GBE接口在收到交换机的信号后，输入对应分会场的IP地址和端口号就解出了分会场光缆信号，送入转播车切换台定义为分会场主路信号；四个分会场的备路信号上行卫星后，在白云主会场经福特E350卫星车进行接收，经LNB后送入四公分器分配到四个卫星接收机，输入对应的分会场卫星下行参数，解码还原得到四个分会场的备信号，然后送转播车定义为分会场备路信号；从交换机分配一路信号送入通话系统，设置好IP地址和端口好，则通话系统连接成功，可以通话。

从转播车输出的主路HDSDI信号送入光缆主路编码器，设置IP地址为234.1.1.5，端口号为5000，编码输出的IP流接入网络交换机，经主会场信号收发器传输到白云区网络公司的汇聚端口，调度到贵州广播电视台SDH系统ET8的第8个端口，则完成主路播出信号的传输工作。从转播车输出的备路HDSDI信号送入福特E350卫星车上行系统，用卫星传输的方式将信号送达贵州广播电视台，完成备路播出信号的传输工作。

4.1.4贵州广播电视台接收端

所有信号已经制作和传输完成，在本台传输机房，从SDH系统ET8板卡第8个端口取出信号送入网络交换机，一路接入汤姆讯RD5000解码器GBE接口，输入IP地址234.1.1.5：5000后，解码器还源出播出主路HDSDI信号，送入总控矩阵调度到四频道作为播出主路。来自网络交换机的另一路信号接入全台通话系统交换机，则完成了所有现场通话系统的接入工作。

E的中星在传输机房用射频矩阵将主会场上行卫星110.5°10号卫星水平极化调度到直播卫星接收机，输入对应的下行参数、符号率和BISS密码，解码得到播出备路HDSDI信号， 送入总控矩阵调度到四频道作为播出备路。

表3󰀡光缆主路IP规划表

序号13456地点正安分会场大方分会场盘州分会场罗甸分会场白云主会场网管IP地址192.168.1.1192.168.1.2192.168.1.3192.168.1.4192.168.1.5TS流IP地址和端口号234.1.1.1:5000234.1.1.2:5000234.1.1.3:5000234.1.1.4:5000234.1.1.5:5000通话系统端设备IP地址和端口号234.1.1.1:6000序号13456上行地点正安分会场大方分会场盘州分会场罗甸分会场白云主会场图5󰀡主会场解出的分会场信号和贵州广播电视台解出的主会场信号

图4󰀡主会场PING正安分会场控制口的状态

表4󰀡卫星参数规划表

下行地点白云主会场白云主会场白云主会场白云主会场贵州广播电视台上行参数(MHz)14155.514164.514173.514182.514191.5符号率(MSps)7.127.127.127.127.124.2 系统测试

4.2.1 光缆主路信号测试

按方案搭建好光传输系统后，接下来就是信号测试工作。按照事先的规划，在每个分会场输入规划IP地址和端口号，主会场就能解码还原出相应的正确信号。IP地址规划表3所示。

按规划要求输入相应的地址后，主会场可以

234.1.1.2:6000234.1.1.3:6000234.1.1.4:6000234.1.1.5:6000PING通分会场编码器控制口，网络延时都小于20ms，不是很大且可以接受。可以正确解码出了相应的分会场信号，与电话同声相比延时1.5〜2s左右，可以接受。用蓝拓扑码流分晰仪进行290分晰，发现该IP流

广播与电视技术 〔2018年·第45卷·第7期〕

94

有线网络 CATV ︳

经过测试，发现全部信号都正常，可以进入直播环节。图6是4个分会场卫星信号频谱图。

5 现场直播

经历了系统搭建测试，证明了传输方案的可行性，可以00-16：30正式进入了直播环节，所有直播。4月27日15：

环节图象都能正常解码。图7是直播图象展示。

6 总结

“新时代·中国梦·劳动美”为主题的贵州省“五一”国际劳动节大型文艺晚会在贵州广播电视台四频道的成功直播，

图6󰀡4个分会场卫星信号频谱图

充分证明了我大胆设计的基于IP的TS流传输方案是可行的，打通了省网络公司省干网、市县城域网和乡镇数字网界限。这是本台首次使用IP流传输技术来完成多点的大型直播任务，并且作为直播主路，解决了以往跨地区直播的双向互动传输难题、远程技术支持和全台语音通话的问题。此方案的应用刷新了以前直播的基带传输史，为以后的现场直播指明了方向，相信后续应用会相当广泛。

此次直播任务完成效果较好，完全达到和超过了预期效果。既能发送信号又能接收信号，既能远程调试又能语音通话，既灵活调度分发又能机动混合传输，既安全可靠又可管可控

图7󰀡直播图象展示

可监视。该方案既是一个电视信号双向传输系统，又是一个远程技术交流系统，还是一个全台语音通话系统。这么一个

没有关键性1、2级错误，说明光缆信号测试正常，可以使用。在这里，主会场还可以远程对各分会场的编码器等设备进行现场调试技术支持，真正达到了可管可控可监视的功能。图4是从主会场PING正安分会场控制口的连通状态，从状态可以看出，此路由是畅通的。相好同的方式测试到其它几个分会场也是通的，可以使用。图5为主会场解出的分会场信号和贵州广播电视台解出的主会场信号，其中图5(ABCD)为主会场解出的分会场信号，图5(EF)为贵州广播电视台解出的主会场信号。

4.2.2 卫星备信号测试

按方案搭建好卫星上行系统后，接下来就是信号测试工作。按照事先的规划，在每个分会场输入卫星上行参数，主会场就成功解码还原出相应的正确信号。卫星参数规划表4所示。

按规划要求输入相应的卫星上下行参数后，主会场可以正确解码得到四个分会场信号，贵州广播电视台端也可以正确解码得到主会场信号，与电话同声相比延时1.5s左右，可以接受，卫星信号测试正常。

广播与电视技术 〔2018 年·第45卷·第7期〕

功能较全且亮点多多的系统，也只有在IP架构下才能够实现。

参考文献：

[1]张昱.一种基于IP网络的多媒体流传输模型及其实现系统[J].广播与电视技术,2006(06):105-109.

[2]凌云志,陈向民.数字基带传输系统的研究与设计[J].国外电子测量技术,2008(09):21-24+67.

[3]刘威,李昊.网络数据包收发器的设计与实现[J].计算机工程与设计,2010(21):4728-4731.

[4]饶涛,肖建波,罗信海.便携卫星上行站的测试解析[J].电视技术,2014(14):37-41.

作者简介：罗信海，男，1980年生，大学本科文凭，贵州广播电视台播控传送中心传输直播科科长，高级工程师。从事电视节目的播出和传输工作。参与和独立完成本台十多个系统建设和功能创新研发，5个项目曾获总局和省局科技创新奖二三等奖，撰写的15篇论文全部获得优秀论文奖一二三等奖。95