5G 背包从2019 年开始孵化，到2020 年底逐步走向成熟。随着5G 基站的覆盖越来越完善，在新媒体迫切应用需求的推动下，5G 媒体应用实验室在2021 年全面铺开应用实践，加大拓展研发5G 背包的功能，促使5G 背包有了翻天覆地的变化，尤其是在功能多样性方面，5G 背包由原来仅支持单路4K/HD的直播传输，现已经向下兼容最多可支持4 路 HD的直播传输，还支持4 路选1 路HD 实时切换的直播传输。
5G 背包在操作上简易、方便，可以快速布置。其轻量化和便携性的设计，减轻了现场操作人员的负担。5G 背包直播传输系统的模块化设计，使整个直播传输系统在功能上更全面，可以灵活地应用到多种制作场景。其在云端化的适配，更增强了直播传输的稳定性和可靠性。5G 背包在直播传输的优势明显，5G 背包直播传输的应用模式已经处于常态化的应用阶段。
2021 年以来，利用5G 背包进行直播传输的应用越来越多，仅第十四届全国运动会期间使用5G 背包的数量就高达51 个。到目前为止，5G 背包在“万亿城市”“因乐之旅”“中国法庭”“多角度看赛场”等系列节目中发挥了重要作用。
为此，本文对5G 背包直播传输的基本应用模式进行了介绍，通过典型应用案例的直播传输链路讲解了5G 背包在传输链路中的作用，以及直播系统的应用特点，以便为节目部门在策划时提供参考。
一 5G 背包直播传输的基本应用模式
5G 背包可以支持单路SDI/HDMI 的HD/4K 输入或4 路SDI 的HD 输入, 对视频支持H.264/H.265编码，传输协议支持SRT、RTMP、UDP、RIST 等，视频压缩码率为3Mbps~80Mbps。对于4K 的直播传输只有一种应用模式，而对于HD 视频直播传输有以下几种应用模式：
模式1：单进单出。将单信源接入5G 背包，通过4G、5G 或者有线网络进行直播传输的应用。单进单出是单信源的直播传输应用模式，通常结合多路视频一块制作应用。单路视频直播传输占用带宽资源相对较小，因此，对现场环境的需求较低。如果现场只是一路HD 视频的传输，现场具备良好的4G 信号覆盖或者有5G 覆盖即可；如果是多个单路视频直播传输，需要现场环境具备一定的条件，要根据现场信号的带宽情况适量增减单路直播传输的数量。如果是进行移动直播，通常采用聚合的方式进行直播传输，需要现场具备4G/5G 信号的连续覆盖。
模式2：多进多出。将2~4 路信源输入5G 背包，通过5G 或者有线网络进行直播传输的应用。
多进多出是多信源的直播传输应用模式，通常在固定场景中应用。因为需要将多路视频直播回传，所以占用带宽资源相对较多，对现场环境的需求较高，不仅要确保5G 基站正常运行，还需确保信号强度大于-85dB，保证基站的上行能力要大于上传带宽的需求。
模式3：多进单出。将1~4 路信源输入5G 背包，根据节目需要实时切换其中一路信源，通过5G 或者有线网络进行直播传输的应用。
多进单出是单信源直播传输的应用模式，虽然在现场环境中只有单信源进行直播传输，整个直播传输中占用带宽资源相对也较小，但是该应用模式一般是独立使用，直接进行播出，对传输的可靠性要求较高，要确保直播期间不能出现任何问题，所以当现场环境较好时，才建议使用。
二 5G 背包直播传输的典型案例介绍
5G 背包在功能上的拓展和在操作上的简化，增强了5G 背包的实用性。5G 背包直播传输系统具备轻量化、移动化、模块化等特点，部署便捷、使用快捷、反应敏捷，降低了运输成本、时间成本、人力成本。经过与节目组深度耦合，共同创建了高效、灵活的新媒体节目形态，形成如下文所述的典型应用案例。在中国国际进口博览会期间，中国之声节目组在场馆现场制作音频直播的情况下，同时利用5G 背包进行新媒体视频直播，直播传输链路如图4 所示。
音频直播（主路）链路是：话筒—调音台（推流）—中国之声的演播室—播出，音频直播（备路）链路是：话筒—调音台—摄像机—5G 背包—集成发布—中国之声的演播室。视频直播链路是：摄像机—5G 背包—集成发布—央视频。从链路上看，音频是主、备路直播传输的方案，由于视频直播传输的加入，音频直播传输的可靠性增加了。对于中国之声节目组来说，只要确保音频直播不出现问题就算成功，对于视频直播的应用是融合式发展的试验，是附带性产出，所以视频直播传输是一个典型的单进单出的应用模式，并没有结合多个视频或后台联合使用。现场场馆里信号覆盖情况良好，并且此类应用还利用了直播传输系统的聚合特性，确保了直播传输的安全、稳定、可靠，直播期间没有出现任何问题，取得了良好成效。
在第十四届全国运动会期间的国际式摔跤比赛项目中，在1 号和3 号比赛场地分别布置摄像机进行直播，直播传输链路如图5 所示。
此次的直播应用，是固定场景直播。场馆里多家运营商均有5G 覆盖，且5G 信号覆盖良好。信源是FX6 摄像机输出，FX6 摄像机可以同时输出两路HD信源，一路通过SDI 输出，一路通过HDMI 输出，分别连接到两个5G 背包，两个5G 背包选择不同运营商的信号进行回传，形成了两个单路视频直播传输应用互为主、备路的应用方案，增加了直播传输的可靠性和健壮性。
在“多角度看赛场”栏目中，从最初的尝试应用逐渐形成成熟的保障应用模式，通常的直播传输链路如图6 所示。
信源由转播车或者独立布置多个摄像机提供，根据现场需求灵活布置。如果现场环境有有线网络，优先选择有线网络；如果没有有线网络，可以分别利用不同运营商的5G 网络进行传输。如果没有5G 环境，建议一定要拉设互联网专线网络，确保直播传输的安全。此类应用利用了5G 背包支持多视频输出的特性，设备数量少，布置灵活，节省了人力物力。在社会与法制频道的“中国法庭”系列节目栏目中，直播传输链路如图7 所示。
由于疫情原因，制作人员不能到达法庭现场，只有将5G 背包邮寄至法庭现场，远程指导现场人员进行接线和现场布置。通过5G 背包将现场多路视频编码回传至中央广播电视总台47 层演播室，再通过解码设备解码还原，输出基带信号交付给切换台，与解说员和嘉宾的画面进行一起制作。此类应用利用了直播传输系统的多视频同步机制，将现场里的多路视频回传后，经过同步处理，让任意视频间的时差不大于50ms，在切换时达到无缝切换，达到了良好的制作体验。
在CGTN 频道的 “万亿城市”系列节目栏目中，前场设备简易、轻便，可以灵活布置，搭建时间短。直播传输链路如图8 所示。
摄像机输出的视频信号先通过5G 背包回传至云平台，再通过一台笔记本登录云平台进行制作；如果现场网络环境不是太好时，可以将部分视频先简单制作后再传输至云平台。此类应用结合了云平台的特性，与集成发布云平台全面耦合、云来云往，充分利用平台提供的各种云服务与各类算力，灵活应用。此类直播传输应用利用了直播系统的组件化、模块化、便捷性等特性。在系列的直播保障中，多次在一天时间内就完成了两个场地的直播活动，确保了直播传输安全。
三 总结
虽然现有的卫星、光纤、直播车等直播传输模式都有其独特的优势，但是成本较大，布置也不容易。5G 背包直播传输的应用模式实现起来简便、灵活、高效，可以很好地提高直播效率，直播的经济性也比较高。5G 背包直播传输的应用已经可以作为卫星、光纤、直播车等直播传输的有效补充。并不是说5G 具有广覆盖、高速率、低时延等特点，能迎合时代发展潮流并崛起于市场就是万能的了，毕竟在实际的应用过程中发现：5G+ 直播应用模式在安全性、可靠性、抗干扰性等方面还有待验证。也不能说“直播信号的5G 传输, 将淘汰复杂昂贵的光缆传输、微波传输、卫星传输”。一定要脱离一个误区，认为5G 背包直播传输的应用是一种非常高科技的应用，应用门槛高，5G 环境需求高，不好操作等。其实，5G 背包直播传输的应用已经非常成熟，对前场操作人员来说，需求已经降至最低，虽然在使用前，需要专业的工程技术人员对现场环境进行考察评估，制定相应的直播传输方案，但是在使用中，只需操作人员简单地接线和开关设备，能识别5G 背包设备上显示的状态参数，就可以完成直播传输任务。
参考文献：
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[2] 孙首奇.5G 技术在电视直播中的应用[J]. 西部广播电视，2020(9):251-252.
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转载请注明来源：《现代电视技术》 作者：中央广播电视总台 杜书华
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