5G在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用

彭 偉

（重慶廣播電視技術(shù)中心514臺，重慶 404600）

0 引言

隨著科技的飛速發(fā)展，5G已成為當(dāng)下的熱門話題。這種新興技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸速度、連接數(shù)量和實時性等方面帶來了顯著的提升，為社會的多個領(lǐng)域帶來變革。文章詳細(xì)討論5G的概念、發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用場景，尤其是其在廣播領(lǐng)域的應(yīng)用，通過引入實際應(yīng)用案例，全面、深入地闡述5G在廣播領(lǐng)域的潛力和影響。

1 5G概述

1.1 5G概念

5G是第五代移動通信技術(shù)。相比于4G，5G在速度、容量、延遲及連接數(shù)量等方面都有顯著的提升。5G網(wǎng)絡(luò)的理論峰值下載速度可達(dá)到每秒數(shù)十甚至上百吉比特，比4G快了幾十甚至上百倍，能夠滿足未來大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?G的延遲可低至毫秒級，對于追求實時性的應(yīng)用如自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能制造等有著重要的應(yīng)用價值。連接數(shù)量方面，5G支持每平方千米內(nèi)連接百萬級設(shè)備，對于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)有著關(guān)鍵作用?？偟膩碚f，5G是未來智能社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施[1]。

1.2 5G發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國累計建成5G基站337.7萬個，5G移動電話用戶達(dá)8.05億戶，5G網(wǎng)絡(luò)接入流量占比達(dá)47%。5G在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、創(chuàng)新能力、賦能效應(yīng)等方面發(fā)展迅速，全國行政村通5G比例超80%，5G基站單站址能耗顯著降低。5G產(chǎn)業(yè)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備等方面發(fā)展迅速，如輕量化5G核心網(wǎng)、定制化基站商業(yè)應(yīng)用進(jìn)程穩(wěn)步推進(jìn)，5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)、巡檢機(jī)器人等終端得以應(yīng)用[2]。

1.3 5G應(yīng)用情況

5G的融合應(yīng)用持續(xù)深化，在71個國民經(jīng)濟(jì)大類中得以應(yīng)用，案例數(shù)超9.4萬個，其代表應(yīng)用包括5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G+智慧電力、5G+智能油氣、5G+智能采礦、5G+車聯(lián)網(wǎng)、5G+智慧物流等。社會民生服務(wù)方面，有5G+智慧城市、5G+智慧教育、5G+智慧醫(yī)療以及5G+文化旅游等應(yīng)用。在新型信息消費(fèi)領(lǐng)域，有5G+信息消費(fèi)、5G+融合媒體等應(yīng)用[3]。

2 5G在廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 5G頻道技術(shù)及應(yīng)用

5G頻道是綜合運(yùn)用5G及新一代信息技術(shù)的新型視聽服務(wù)。從技術(shù)領(lǐng)域來看，5G頻道充分運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)傳播、全媒體傳播、視聽交互傳播等特點。5G頻道的關(guān)鍵技術(shù)包括云原生、大數(shù)據(jù)、人工智能（Artificial Intelligence，AI）制作、AI智慧編排、大小屏協(xié)同及區(qū)塊鏈等技術(shù)，實現(xiàn)統(tǒng)一用戶體系、內(nèi)容匯聚、小屏協(xié)同、個性化推薦、定制化流媒體播出、內(nèi)容加工、用戶互動、數(shù)據(jù)監(jiān)控、綜合內(nèi)容投放及運(yùn)營管理等功能。5G頻道以用戶為中心，其服務(wù)對象包括媒體、政務(wù)、商業(yè)及消費(fèi)者等，依托技術(shù)的超級連接力，實現(xiàn)技術(shù)融合、技術(shù)與內(nèi)容融合、虛擬與現(xiàn)實融合，通過視聽與用戶建立廣泛連接。5G頻道的技術(shù)特點是萬物互聯(lián)互通的全媒體傳播體系。5G頻道的傳播特征是多維視聽傳播，以頻道為載體，向大眾傳播5G視聽內(nèi)容節(jié)目[3]。

5G頻道的應(yīng)用場景主要包括5G頻道視聽新內(nèi)容、5G頻道視聽新消費(fèi)、5G頻道視聽新溝通以及5G頻道視聽交互新入口4個方面。5G頻道視聽新內(nèi)容是5G頻道的核心應(yīng)用場景，在5G移動通信快速發(fā)展的大背景下為用戶提供高新視聽內(nèi)容與服務(wù)，如廣播電視節(jié)目、短視頻、網(wǎng)絡(luò)直播、5G慢直播等視聽新形態(tài)。通過4K超高清直播提升用戶視聽體驗，通過子彈時間、多視角切換豐富用戶觀看方式，通過5G+VR內(nèi)容為用戶提供電影、紀(jì)錄片、自然風(fēng)光、全球旅行及科普知識等豐富多彩的視聽內(nèi)容與沉浸式觀看體驗。5G頻道視聽新消費(fèi)為5G頻道提供新的增值創(chuàng)新應(yīng)用場景，包括內(nèi)容產(chǎn)品和實體產(chǎn)品。內(nèi)容產(chǎn)品有針對不同年齡階段用戶個性化需求的付費(fèi)訂閱與付費(fèi)購買產(chǎn)品，實體產(chǎn)品如開辦美食、旅游、健康、運(yùn)動等垂直門類的直播購物業(yè)務(wù)。5G頻道視聽新溝通充分運(yùn)用了5G的連接優(yōu)勢，為家庭、個人以及諸如醫(yī)療機(jī)構(gòu)、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)等特定時空場所提供高品質(zhì)視聽溝通服務(wù)。5G頻道視聽交互新入口充分運(yùn)用5G、云計算、人工智能及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，以家庭電視大屏和手機(jī)個人小屏為交互載體，為政務(wù)發(fā)布、應(yīng)急管理及天氣預(yù)警等服務(wù)提供支持[4]。

2.2 5G廣播技術(shù)及應(yīng)用

5G廣播是一種基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的廣播技術(shù)，對于實現(xiàn)高清視頻傳輸、提升用戶體驗具有重要意義。與傳統(tǒng)的廣播技術(shù)相比，5G廣播的主要優(yōu)勢在于更高的數(shù)據(jù)傳輸速度和更低的延遲，實際上突破了傳統(tǒng)廣播的局限。例如，5G新無線（New Radio，NR）技術(shù)支持頻率范圍更寬，帶寬更高，為視頻播發(fā)提供了強(qiáng)大動力。2020年，第三代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）啟動5G Release 17標(biāo)準(zhǔn)研究與制定工作，標(biāo)準(zhǔn)于2022年6月正式凍結(jié)，由我國國家廣播電視總局主導(dǎo)的5G NR多播廣播技術(shù)成為3GPP標(biāo)準(zhǔn)的一部分[5]。5G NR廣播提供單播服務(wù)和組播/廣播服務(wù)，在應(yīng)急廣播領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，可提升應(yīng)急廣播的流暢性、收聽效果，推動內(nèi)容創(chuàng)新，為應(yīng)急廣播提供傳統(tǒng)電視頻道廣播服務(wù)、融合信息廣播服務(wù)、新型交互化視頻廣播服務(wù)等支持。5G廣播技術(shù)形式主要包括大塔廣播節(jié)目、小塔廣播節(jié)目、新媒體業(yè)務(wù)、應(yīng)急廣播業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)推送業(yè)務(wù)等。大塔廣播節(jié)目主要應(yīng)用于交通工具、戶外等場景，通過5G智能手機(jī)或其他終端App實現(xiàn)廣播節(jié)目的免流量收聽。小塔廣播節(jié)目主要是通過手機(jī)廣播App觀看演出活動、體育賽事等直播節(jié)目。新媒體業(yè)務(wù)主要是通過Wi-Fi和流量向用戶提供音視頻、短視頻、資訊及游戲等互動業(yè)務(wù)。應(yīng)急廣播業(yè)務(wù)實現(xiàn)5G廣播與應(yīng)急廣播的結(jié)合應(yīng)用，融入應(yīng)急廣播系統(tǒng)，向大眾提供應(yīng)急廣播服務(wù)。數(shù)據(jù)推送業(yè)務(wù)使用戶通過手機(jī)廣播App獲取業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)[6]。

2.3 5G背包及應(yīng)用

5G背包是利用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行戶外直播的一種新興技術(shù)。它借助5G網(wǎng)絡(luò)高速、低延遲的特性，實現(xiàn)高清晰度、實時性強(qiáng)的移動直播，改變了傳統(tǒng)戶外直播依賴有線網(wǎng)絡(luò)并受限于地點的局限性。在具體配置上，5G背包通常裝備有5G終端設(shè)備和電池，便于在任何覆蓋5G信號的地方隨時開展直播。其中，5G終端設(shè)備使得背包能夠接收和發(fā)送大量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高清視頻的流暢直播，電池則保障了續(xù)航，使得長時間直播成為可能。在應(yīng)用方面，5G背包的主要應(yīng)用場景在于新聞報道和現(xiàn)場報道。例如，在偏遠(yuǎn)地區(qū)或者突發(fā)事件現(xiàn)場，記者通過5G背包立即進(jìn)行直播報道，無須耗時布線，大大提升了新聞報道的效率和時效性。5G背包還在體育賽事、大型公開演唱會等實時傳播活動中得到廣泛應(yīng)用，觀眾可以通過5G背包直播獲得仿佛身臨其境的高質(zhì)量直播體驗。例如，2022年北京冬奧會、建黨一百周年慶典、國慶七十周年慶典等活動中，4K+5G背包傳輸方案應(yīng)用廣泛[7]。

2.4 5G超高清演播室技術(shù)及應(yīng)用

5G超高清演播室是新一代的電視演播技術(shù)，利用5G的高帶寬和低延遲特性，實現(xiàn)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)演播室的性能。5G超高清演播室不僅能提供超高清的視頻內(nèi)容，還支持更復(fù)雜的實時互動。5G能使演播室的工作流更加快速和流暢?；?G的超高帶寬和極低延時，演播室可以將大量的音頻、視頻和數(shù)據(jù)信息在瞬間進(jìn)行傳輸和處理，實現(xiàn)真正的實時廣播。這對于需要大規(guī)模、多源輸入的高級應(yīng)用，如直播、多視角播報、虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實等有著重要的支持作用。5G超高清演播室基于物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，實現(xiàn)自動化的場景切換和智能化的圖像調(diào)色，提升了節(jié)目的觀賞性。5G的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)連接能確保在網(wǎng)絡(luò)繁忙或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜的情況下保證高質(zhì)量的播發(fā)效果。在應(yīng)用方面，5G超高清演播室技術(shù)已在許多領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的能力。例如：短視頻平臺使用5G進(jìn)行實時的用戶互動和多元化的視頻制作；新聞臺通過5G超高清演播室進(jìn)行快速的新聞切換和播放，提高新聞的即時性。在音樂會和體育比賽等大型活動現(xiàn)場，通過5G可以進(jìn)行高質(zhì)量的實時播放并支持多視角切換，豐富觀眾的觀賞體驗。例如，在2022年北京冬奧會期間，全球首個“冬奧高鐵5G超高清演播室”投入使用，演播室采用全I(xiàn)P技術(shù)構(gòu)建，5G SA獨立組網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)支持，在高鐵5G超高清演播室中實現(xiàn)嘉賓訪談、移動直播等功能，為觀眾提供冬奧會4K直播轉(zhuǎn)播服務(wù)，帶領(lǐng)觀眾沉浸式體驗冬奧會賽事[8]。

3 結(jié)語

文章深入探討了5G在廣播領(lǐng)域的應(yīng)用，詳細(xì)分析了5G頻道、5G廣播、5G背包以及5G超高清演播室等技術(shù)在廣播領(lǐng)域的應(yīng)用情況。提出的實踐案例表明，5G在改善直播質(zhì)量、提高互動體驗以及強(qiáng)化信息傳播力度等方面具有顯著優(yōu)勢。