5G移動通信技術(shù)的發(fā)展與氣象融媒體服務應用趨勢

卜京楠

摘 ?要 ?5G技術(shù)即將全面應用，推動著移動通信的技術(shù)升級不斷加快，這可能將引起新媒體生態(tài)的巨大改革。每次技術(shù)標準的問世，伴隨而來的就是一場改革，當5G產(chǎn)品和技術(shù)開始全面普及時，那么當前的互聯(lián)網(wǎng)時代也將升級至萬物互聯(lián)的全新時代。文章基于5G環(huán)境下，新的配套技術(shù)將會給氣象服務融媒體的發(fā)展帶來的改變。在技術(shù)革新的到來前，我們應當做足充分準備，具有遠見和前瞻性，氣象融媒體和5G的相遇，是內(nèi)容和技術(shù)的深度融合，5G的出現(xiàn)給內(nèi)容提供了多種展現(xiàn)方式，同時受到媒體優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的作用下，5G技術(shù)的多方面、多層次應用也將全面展開，毫無疑問，5G的出現(xiàn)將推動氣象融媒體的發(fā)展邁上一個新的臺階。

關(guān)鍵詞 ?5G;新媒體;傳統(tǒng)媒體;氣象服務;傳播方式

中圖分類號 ?G2 ? ? ?文獻標識碼 ?A ? ? ?文章編號 ?2096-0360（2019）16-0046-04

1 ?5G技術(shù)背景

5G，即第五代移動通信技術(shù)，這是當前蜂窩移動通信最前端的一種技術(shù)。5G意味著其數(shù)據(jù)傳播速度更快、更具時效性、耗能小、成本低以及可支持多臺設備同時連接[1-2]。

5G第一階段所建立的Release-15標準，為5G的商業(yè)部署提供了規(guī)范。第二階段是建立Release-16，IMT-2020技術(shù)標準預計在2020年4月左右完成，并提交ITU作為候選標準。IMT-2020要求低頻速率峰值為20 Gbit/s，具有寬信道帶寬，超大MIMO容量。3GPP所通過的5G NR標準，同時擁有超低頻FR1與超高頻FR2，涵蓋范圍達到2.4 GHz。

初期5G NR部署的速度和延遲，比4G提高了15%～50%。通過對eMBB部署進行獨立仿真顯示，在5G NR的FR1頻段，其總吞吐量比4G高出2.5倍，在5G NR的FR2頻段，其總吞吐量是4G的20多倍。

5G依然沿用數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳輸速率在10 Gbit/s以上，相比2G、3G、4G，傳輸速率可謂極速，百倍于4G LTE速率，比現(xiàn)有有線互聯(lián)網(wǎng)還快。

5G的網(wǎng)絡響應時間，在1毫秒之內(nèi)，而4G的網(wǎng)絡響應時間約為30～70毫秒，網(wǎng)絡延遲非常低，這使其不僅大大提高了移動通信的服務功能，更成為辦公、家庭等網(wǎng)絡服務的最佳選擇，在未來的商用網(wǎng)絡市場，5G網(wǎng)絡將成為有線網(wǎng)絡的重要競爭對手。

此外，現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡接入，只能為移動通信所提供的是低數(shù)據(jù)率應用，使得發(fā)射塔無法同時為有線網(wǎng)絡客戶提供帶寬互聯(lián)網(wǎng)入口，因此發(fā)射塔的經(jīng)濟價值受到限制。5G的波段為30～300 GHz毫米超低頻，其遠高于3G、4G的700 MHz至3 GHz頻率的高頻率無線電波，能夠為這一波段范圍內(nèi)的客戶提供高數(shù)據(jù)速率應用，從而實現(xiàn)同時為移動通信與辦公、家庭互聯(lián)網(wǎng)接入服務。

5G技術(shù)的服務供應還有低于6 GHz的微波頻應用，使其服務選擇更加多樣化。5G技術(shù)下的毫米波頻段，其帶寬相比4G更加豐富，最高帶寬更是高達400 MHz，為4G LTE的20倍，因為頻道足夠?qū)挘虼丝梢詫崿F(xiàn)無線設備的互通。OFDM技術(shù)通過對頻率信道中的多個載波的調(diào)制，來達到同時傳輸多個比特信息的目的。由于是4G技術(shù)的升級版，在5G設備完全可以完成4G LTE下的各項技術(shù)要求，因此，5G技術(shù)與4G蜂窩之間，可以無障礙連接并有效兼容。

與此同時，對于5G網(wǎng)絡所無法覆蓋的空間，可以繼續(xù)采用4G網(wǎng)絡應用，這樣就有效實現(xiàn)了4G與5G的順利交接。預計5G所具有的高數(shù)據(jù)傳輸速率以及低延遲的技術(shù)優(yōu)點，將會為移動通信技術(shù)開拓出更多的新用途。

例如，通過連續(xù)不斷的5G通信，移動中的車載電腦，可以通過5G網(wǎng)絡保持道路通信連續(xù)不斷。

根據(jù)3GPP的計劃，5G的使用主要分為三大階段，在2018年之前，完成首次規(guī)范，而第二年將推動5G NR的預商用部署的實行，在2020年正式用于

商用。

要強調(diào)的是，傳統(tǒng)通信制式的限制在5G時代中已不復存在，全球關(guān)于5G制定了統(tǒng)一的網(wǎng)絡標準。在全球統(tǒng)一的情況下，使得全球漫游問題迎刃而解，同時也將大大減少移動設備及終端的成本支出。在3G和4G技術(shù)中，其通信制式及標準參差不齊，缺乏統(tǒng)一，對人們的使用極為不利。當前的通信標準缺乏統(tǒng)一，這給各個地區(qū)保護本國產(chǎn)業(yè)利益提供了方便。

而在通信技術(shù)的不斷發(fā)展下，該行業(yè)的競爭已上升至國際層面，構(gòu)建一個統(tǒng)一的標準已是大勢所趨。而在5G標準的出臺下，應用的研發(fā)、設備的更新、頻譜的確定等模式創(chuàng)新增速將大大提高，5G商用也即將與現(xiàn)實生活正式接軌。

2 ?通信技術(shù)與媒體的發(fā)展

20世紀末，無線通信技術(shù)的出現(xiàn)掀起了一場浪潮，而在短短20年間內(nèi)，其保持著高速增長態(tài)勢，2G時代的通信技術(shù)，以話音服務為主，到了3G/4G時代，主要以數(shù)據(jù)技術(shù)為主，4G技術(shù)下的網(wǎng)絡速率，比3G提高了20倍至30倍，5G技術(shù)比4G則一下子提高了100倍，并將實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

我國在2019年6月發(fā)放了5G商用牌照，正式宣告進入5G商用時代。與此同時，5G技術(shù)應用也將對4G網(wǎng)絡進行重新構(gòu)架，并將對網(wǎng)絡性能進行巨大的革新，其所提供的寬帶速率在10Gbps以上，使得網(wǎng)絡連接達到了無延遲、高密度的級別。

新媒體行業(yè)呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，同時也需要依托于通信技術(shù)的革新改進。技術(shù)時代的逐步推進，使得媒體行業(yè)規(guī)模迅速擴大，這極大地增加了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量，基于此，網(wǎng)絡通信技術(shù)就需要提升自身的傳輸能力，以此來滿足與日俱增的信息傳輸需求。5G技術(shù)的出現(xiàn)給新媒體的發(fā)展帶來了極大便利，將支持更大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸，信息傳播也更具時效性，不僅為超高清視頻的直播提供足夠的技術(shù)支撐，同時也使得AR/VR的高清畫質(zhì)需求得以滿足。傳輸速度的加快促使新產(chǎn)業(yè)和新應用的出現(xiàn)，此外，其與傳統(tǒng)媒體間的競爭也滲透至更多領(lǐng)域。

在4G時代的最初，人們并不能預見到速度的提升將會帶來什么，可事實證明速度的提升帶來了社會化的劇變;移動支付、共享單車、微信微博、抖音等全新的生活方式悄然誕生，在極大的便利了我們生活的同時也對傳統(tǒng)行業(yè)造成巨大沖擊，例如時代華納，在之前的媒體行業(yè)中，時代華納可謂是占據(jù)了該市場的半壁江山，提供電視、電影等多種業(yè)務，甚至還預備從事流媒體業(yè)務發(fā)展，HBO電視業(yè)務作為其旗下的一個業(yè)務，在2017年中，在企業(yè)總營業(yè)收入中占比近50%，為企業(yè)發(fā)展做出巨大貢獻，是目前美國盈利最高的媒體企業(yè)。由此可見時代華納的實力多么雄厚，但如此強大的時代華納也抵抗不住網(wǎng)絡新媒體的來襲，2013年后，新媒體平臺的受眾以年輕人為主，受到網(wǎng)絡新媒體的影響，時代華納的業(yè)務受到了沖擊，年收入增速也降至5個百分點。

而這一分化趨勢也同樣出現(xiàn)在我國當中。作為本國網(wǎng)絡視頻軟件，愛奇藝、嗶哩嗶哩以及虎牙在進入美國發(fā)展后，均呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢，尤其是愛奇藝，其當前市值已遠超浙江衛(wèi)視等媒體。出于對地方廣電系統(tǒng)的保護，由多個國企來管理一根光線內(nèi)的數(shù)字信號業(yè)務。內(nèi)容制作和電視網(wǎng)絡傳播是作為廣電系統(tǒng)的兩大構(gòu)成，高質(zhì)量的視頻制作成本在不斷提高，導致地方電視臺甚至省臺無法承擔高額的制作成本，已喪失內(nèi)容制作能力，即便是受大眾歡迎的芒果臺和浙江衛(wèi)視也開始準備將內(nèi)容制作外包出去，例如，擁有很高收視率的《中國好聲音》，則是由燦星文化制作完成，優(yōu)質(zhì)內(nèi)容制作市場一直處于空缺狀態(tài);而關(guān)于電視網(wǎng)絡傳播方面，政府保護已成為支撐地方電視臺發(fā)展的重要支柱，一旦離開了政府的支持，那么將被通信運營商所吞噬。

對廣電系統(tǒng)的改革，總是發(fā)出這樣一種聲音：地方電視臺是作為地方“口舌”，備受地方政府重視，也對其提供高額的資金補貼，但當電視喪失了群眾基礎(chǔ)，無論政府實行多么有力的保護措施，都無法解決廣電系統(tǒng)的根本問題，不順應時代的發(fā)展，不提高應用技術(shù)的水平，就意味著要被市場所淘汰。而速度更快的5G的到來將會深刻的改變傳統(tǒng)行業(yè)，帶來新的傳播方式或是新形式的媒體。相關(guān)報道的數(shù)據(jù)顯示，至2018年底，5G技術(shù)的試驗，技術(shù)測試范圍涵蓋81個國家，共有192家運營商進行了測試。世界即將進入5G技術(shù)時代。

5G技術(shù)應用背景下，用戶信息的推送與接收，將更具針對性，通過對用戶需求進行判斷，分析其信息偏好，從而為其推送相應的信息內(nèi)容。不同用戶所接收到的信息界面有所不同，這一點無論是以往還是如今都是如此。在數(shù)據(jù)分析的日益精確下，應當提高對用戶需求的反應速度，提高資源配置效率?；谠撍俣认?，用戶們無需再借助電臺、報社等機構(gòu)來發(fā)表意見看法，提高了信息表達效率。

5G技術(shù)所為人們提供的互聯(lián)網(wǎng)接入，是千兆級別的網(wǎng)絡服務，不僅具有更高的可靠性，而且社會各行業(yè)的規(guī)則將因此而改變。首先，很多家庭將會削減家用有線寬帶，而采用5G技術(shù)服務，網(wǎng)絡供應商將掀起一場技術(shù)升級風潮，商用網(wǎng)絡市場將重新“洗牌”，佩戴式或者是植入式終端應用，將成為主流，因此必將帶來全新的接收設備。

5G技術(shù)的巨大革新，將推動多種媒體向融合發(fā)展，4G的到來已經(jīng)給我們展現(xiàn)了信息技術(shù)對全行業(yè)的推動力，帶來了一個充滿想象力的新時代。

3 ?目前的5G與氣象服務

目前由于5G即將起步，很多基礎(chǔ)性工作還未完善到位，需要在實踐中慢慢磨合。

平臺方面，氣象服務平臺必須通過創(chuàng)新，來找尋5G與氣象服務的重合點。

華為“鴻蒙”系統(tǒng)的發(fā)布，為未來的5G服務設備打造軟件基礎(chǔ)，由于其分布式的特點，使得在氣象領(lǐng)域可以用途廣泛，如百葉箱、無人機、雷達等軟件系統(tǒng)都可以更好的鏈接5G。

硬件方面，5G的微基站也可以降低氣象觀測設備的部署難度，更好的推動5G氣象設備等平臺的構(gòu)建與應用。氣象服務中基于價值鏈或供應鏈模式的傳統(tǒng)業(yè)務模式將要逐漸向基于創(chuàng)造內(nèi)容的定制化個性化平臺模式演進，如目前的基于河南省各衛(wèi)視的午間預報、晚間18：25和18：55電視臺天氣預報、與通信公司合作的短信預報天氣等傳統(tǒng)形式，在新時代的媒體語言下顯然已經(jīng)無法脫引而出，而更加內(nèi)容化的5G可以有效助力5G的融媒體建設。

傳播方面，目前河南地區(qū)多個時間段的氣象節(jié)目還是以高清1080P甚至新農(nóng)村氣象預報還是標清720P格式，使用的VisionMagic的線性非編系統(tǒng)，而5G的電視節(jié)目可以基于4K、8K、VR、全息等體驗形式為主導的”體驗式傳播“的形式，這需要新的配套設備和編輯軟件，這也會成為5G與氣象融媒體發(fā)展的又一結(jié)合點。

商業(yè)模式方面，目前主要是以政府服務、公眾服務等傳統(tǒng)的收入為主，而5G時代將要向多元服務、產(chǎn)品向服務過渡、數(shù)據(jù)與連接變現(xiàn)，這將成為實現(xiàn)多元化商業(yè)模式的強大驅(qū)動力。

正是5G技術(shù)才能給媒體融合提供強大技術(shù)支持，并加快其形成進程。網(wǎng)絡側(cè)的技術(shù)革新和深入融合，也將電視、移動通訊等連接起來，這是作為通信技術(shù)不斷發(fā)展下的必然產(chǎn)物。對于經(jīng)常提及的智慧氣象來說，智慧式的防災和減災也是不可或缺的部分。

5G技術(shù)背景下，萬物將實現(xiàn)互聯(lián)，同時，極快的數(shù)據(jù)傳遞，為氣象災害信息的預警發(fā)布、重大災害下的多單位協(xié)調(diào)聯(lián)動以及遠程協(xié)助等高時效的多方協(xié)調(diào)機制的建立，提供了技術(shù)支撐。

從制作方面看，氣象相關(guān)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展仍需提速，較之于4G，5G主要勝在其容量大、時效性強、傳播速度快等方面，與氣象信息傳播聯(lián)系的較為緊密，成為發(fā)展氣象新媒體的重要技術(shù)保障，但若想加快產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展，還需借助全產(chǎn)業(yè)鏈的改革升級，從而來推進氣象行業(yè)和5G技術(shù)的發(fā)展。

比如，高清視頻直播，目前所采用的方式大多是用無人機進行航拍，這就要求航拍無人機必須具有強大的電池續(xù)航能力，強大的續(xù)航電池就成為直播保障的關(guān)鍵因素。

再如，現(xiàn)有的攝像設備都還無法與網(wǎng)絡進行直接傳輸，而是需要先通過CPE轉(zhuǎn)換，使視頻信號轉(zhuǎn)換成Wi-Fi信號，才能與5G進行傳輸，因此，直播的航拍無人機必須攜帶CPE，這也大大限制了無人機的空中續(xù)航時間。此外，現(xiàn)有無人機的搭載攝像鏡頭所拍攝出來的視頻，遠未達到高清晰度的傳播要求。而目前的8K以及VR/AR的信號傳輸，因為拍攝設備硬件的技術(shù)配套不足，使得視頻源稀缺，在一定程度上阻礙了8K、VR/AR產(chǎn)業(yè)鏈的形成與發(fā)展，也因此限制了5G網(wǎng)絡多元應用的展開。