5G推动广播电视技术发展演进的研究

周俊

【摘要】在以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，以高质量发展为需求的新基建背景下，全国已经基本实现4G网络的普及，随着无线通信技术的演进迭代，传统通信运营商开始向5G时代迈进。当前，中国广电获得了5G牌照，且5G核心网的构建也在逐步实施，这标示着5G全面普及的时代即将到来。顺应这一趋势，广电行业应充分发挥党媒政网民屏的资源潜质，加快构建面向5G的移动交互式广播电视网络，打造服务党和政府，服务群众和百姓的新载体。基于此，本文在对5G通信技术进行概述的基础上，从多个层面剖析了5G对广播电视技术发展演进的推动及影响。

【关键词】5G;广播电视技术;发展演进

中图分类号：TN94                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.22.044

目前，广电正推进5G 700MHz网络建设，并制定了5G网络全覆盖2年计划，这给广电行业发展带来了新的发展机遇。尽管受到OTT的强势冲击，广电媒体视听领域可以作为发展主方向，通过台网协同，推动优质视频节目向5G用户倾斜，对视听内容价值进行梳理，重构5G媒体新生态，增强自身竞争优势，促进行业高质量发展。

1. 5G通信技术的概述

中国广电目前正在大力推进5G网络应用体系的建设发展，致力于打造以5G技术为基础的工业产业和数字经济市场。正如中国广电副处长李爽在《中国广电5G启新元创未来》中所指出的，我国的5G商用发展正在不断提速，当下的5G通信技术呈现出聚焦SA演进的发展趋势。就发展现状来看，我国的5G SA已经具有了良好的商用可行性。且在垂直行业中，也正在加大5G SA的需求，可以预见在未来的发展阶段中，5G SA将逐步取代NSA网络。

5G技术作为当前全球最新的移动网络应用技术，其对于人们的生活带来了一定程度的改变，不仅能够促进经济发展，还能够优化人们生活生产形势，具有极大的发展前景。5G技术和4G技术一样，都属于网络网络应用技术，但是5G技术主要采用的是新型的数字蜂窝网络，具体来说就是将不同的服务区进行划分，并按照相应的规律分割成大量的小区域，从而形成类似于蜂房的结构。这种模式远高于目前国内居民使用的任何一种网络，其具备了数据传输率很高的优势。中国广电当前已经拥有16项特色业务牌照和3项技术电信业务经营许可，同时拥有丰富的700MHz、3.3GHz、4.9GHZ等频段的5G频率资源，这些资源和技术为无线网络和有线网络的充分结合提供了牢固的基础。

故而，通过对2B和2C用户群体的个性化需求进行分析和整理，明确各垂直行业的发展目标，在保障用户电视、手机等大小屏业务实现多维度有线、无线连接的基础上，持续加大5G技术的开发和应用，充分运用5G切片、边缘计算、大数据分析、AI/IoT等关键技术，使得5G能够最大化发挥其优势，保障业务应用和网络构建的稳定性，从而全面推动公众和行业用户实现数字化转型。

2. 基于5G通信的广播电视技术需求

5G通信技术的数据传输距离最远已经达到了2km。尽管处理数据的传统模式要依赖云计算这一核心，大量数据的计算、存储都离不开云计算的支撑，不会有其他资源消耗，只要建立起数据云中心，就可以完成所有处理作业，大大节省资源。

但是基于5G通信的媒体平台催生了低延迟、同步输出的新要求，以往依托云计算的数据处理模式有较高的延时与损耗，对于处理海量数据、处理大量設备操作等的需求无法得到满足，急切需要通过新型计算模式解决好云计算问题。以雾计算模式为例，它强调用户与处理中心之间的统一和连续。而表征5G时代核心特征的MEC边缘计算技术，则可以将高密度、大流量和低时延需求的业务就近部署，以满足不同场景下对安全、速率及可靠性的多重要求。

进入融媒体时代后，网络面临着大规模通信以及机器通信、关键任务通信等提出的对于速度、稳定性、延时等的更高要求，传统的广播电视技术需要逐渐向新型融媒体演进，而这些需要以5G通信作为基础，例如超高清视频、AR、VR甚至面向未来生活的元宇宙等。

据市场预测，2022年VR/AR市场规模将达1000亿美元，随着运营商在VR/AR商业中将提供连接和平台服务，预计 VR/AR应用将成为5G基础应用。通过5G技术开展视网膜级别的VR赛事直播、基于移动终端的AR业务、高画质低投入的云VR业务、边缘计算加持的个人AR业务以及基于蜂窝网的行业AR业务等，将促进更沉浸更丰富的VR/AR业务向纵深发展，实现方便移动的多媒体直播和交互应用，并最终改变传统的电视播出模式。

3. 5G对广播电视技术及应用发展演进的影响

3.1 超高清应用

传统电视直播、在线视频等场景中最常用的是1080P视频分辨率，虽然一些直播场景和在线视频已经开始推出2K超高清和4K超高清，但因4G网速的限制，应用普及存在很大的阻碍。当前，爱奇艺、优酷、腾讯等视频网站所推出的在线视频以超清为主。而在直播领域，仅有少数开放了2K模式。随着5G通信技术的应用和普及，显著提高了网络带宽速度，为4K模式的应用提供了广阔的空间。目前，我国对于5G+4K模式的研究基本上形成了相对比较完善的理论体系，其直播链路结构如图1所示。

在这种模式下，摄像机需要选择4K，比如松下AG-DVX200、索尼FDR-AXP35等。与普通1080 50i摄像机相比，4K摄像机所提供的图像数据质量更高，所捕捉的画面更精细。选择4K摄像机后，经编码器将采集的超高清视频信息输出到5G GPR体系中。5GGRP模块还具有覆盖与连接WiFi功能，能够与5G基站进行有效对接，保障了4K超高清电视体系中5G技术的渗透与融入。

3.2 廣播可视化直播

与传统的广播方式不同，5G广播是广播与单播的融合，其核心技术是广播链，能够在低成本的前提下进行内容分发，同时实现广覆盖。

当接收终端在室内或是广播信号覆盖盲区，通过5G基站单播链路可以进行有效的补盲。同时，利用单播链路还能提供多种增值服务，如广告插入、交互式服务、可视化直播等。

3.3 交互式虚拟演播

“5G+4K+AI”是广电智慧发展的重要手段，有助于创新广电原有的传播内容，丰富传播方式，从而满足受众对高品质广播电视节目的需求。通过对5G技术、4K视频标准、AI应用等先进技术进行科学布局，构建起以“创新、高效、全网”为核心理念的5G全媒体交互式虚拟演播室，通过主持人的表演与演绎，将节目所要传递的信息及时高效的传达给受众，而在此过程中，主持人还可以与电视观众、现场嘉宾、屏幕背景等设备进行实时互动。

综合而言，新技术推动了节目形态的创新，广电行业如何有效整合、审核和处理日渐增长的海量信息，从而更好地服务于电视节目本身，创造出更多新形态的节目，值得在今后的实践中深入探索。

3.4 无人机高清视频回传

传统的户外视频直播，受户外环境因素影响，无法确保实时获取最佳视角。无人机的出现很好的解决了这一问题，可以丰富直播画面的多样性，但同样存在一些问题，通过卫星和4G传输无法避免在画质和时延方面带来的损伤。借助5G特性，在无人机直播领域，可以有效解决视频流传输速度和传输延迟问题。在演唱会、体育赛事、火灾、应急救援等各种户外场景下，无人机可以将4K甚至8K超高清视频流通过5G CPE、多链路聚合通信设备传输至多家运营商5G网络，再通过有线或无线方式最终实现在演示区/指挥中心/居民等用户侧的高清、超高清视频直播观看，从而提供更优质的大视频感官体验。在5G时代，随着相关技术的不断成熟，无人机高清视频回传应用有望加速落地。

4. 5G对C波段广播电视卫星接收的影响

尽管当前5G终端数量较少，但是各运营商都在积极部署，越来越多的5G基站开始了空载试行。虽然空载基站的总功率并不高，但受5G特殊的波束赋形的影响，还是会产生较高的瞬时功率，在一定程度上会干扰广播电视卫星接收。对于省级广播电视台而言，转播来源主要是通过中星6A、中星6B使用C波段传输，所以5G基站信号发射或多或少都会产生干扰。对此，广电可以将频率C波段波滤器安装在卫星接收设备上。若抗干扰效果不佳，还可以将具有滤波功能的LNA/B替换为屏蔽网，或是与5G运营商对基站发射功率、安装位置等进行协调。

5. 结语

5G所带来的连接新动力为广电行业发展提供了巨大的机遇，但同时也带来了挑战，广电人必须要与时俱进，否则必将落后于5G适应者。而作为主流媒体，广电技术必然不能落后。今后，广电发展需要依靠5G的支撑，5G也能推动广电发展壮大。在5G的加持与赋能下，两者之间必将产生更深层次的相互影响。

参考文献：

[1]班蓓蓓，陈毅华.基于广电双向接入网的5G前传及室内覆盖的研究[J].广播电视网络，2020，365（05）：31-35.

[2]樊拥军.5G时代"广电行业"集成经济协同发展趋向探讨[J].电视研究，2020（1）：37-40.

[3]周冲，陈冠霖，苏绍熙.5G通信技术与广播电视技术融合发展的研究[J].广播电视网络，2020，363（03）：46-48.

[4]谭鑫.基于"5G+4K+AI"模式的智慧广电发展策略研究[J].中国有线电视，2020，415（02）：46-47.