許德薦

（廣東省陽江中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，廣東 陽江 529500）

0 引言

隨著科技的迅猛發(fā)展，5G 作為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，正引領(lǐng)著通信領(lǐng)域的巨變。本文旨在深入探討5G在廣播電視工程中的全面應(yīng)用。通過對(duì)5G的概念、標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)和與4G 的性能比較的介紹，以及廣播電視領(lǐng)域的實(shí)際案例分析，本文旨在揭示5G 如何推動(dòng)廣播電視行業(yè)的創(chuàng)新，提供更高效、更多樣化的視聽體驗(yàn)，為未來數(shù)字社會(huì)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 5G 概述

1.1 5G 的概念

5G 是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，代表著一系列先進(jìn)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其概念囊括了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的延遲、更大的連接密度以及更可靠的通信。5G 旨在滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，包括高清視頻傳輸、物聯(lián)網(wǎng)連接、自動(dòng)駕駛等。它采用了先進(jìn)的通信技術(shù)，如毫米波通信、大規(guī)模多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）和網(wǎng)絡(luò)切片，以實(shí)現(xiàn)更快、更可靠的移動(dòng)通信，為未來的智能社會(huì)和數(shù)字化經(jīng)濟(jì)打下基礎(chǔ)。5G 的概念超越了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，更是一個(gè)全面推動(dòng)科技創(chuàng)新和社會(huì)進(jìn)步的引擎。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

5G 的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是確保全球范圍內(nèi)5G 互操作性和一致性的基礎(chǔ)。國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）和第三代合作伙伴計(jì) 劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）是5G 標(biāo)準(zhǔn)的主要制定組織。ITU 的IMT-2020 標(biāo)準(zhǔn)定義了5G 的關(guān)鍵性能指標(biāo)，而3GPP 負(fù)責(zé)制定實(shí)現(xiàn)這些標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范涵蓋了5G 網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、頻譜利用、協(xié)議和服務(wù)要求等方面，確保了全球不同廠商和運(yùn)營商的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)可以相互兼容，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的5G 網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定不僅推動(dòng)了5G 的全球推廣，而且為各行業(yè)提供了一個(gè)共同的技術(shù)基礎(chǔ)，促進(jìn)了創(chuàng)新和發(fā)展。5G 標(biāo)準(zhǔn)的制定是5G 成為全球性通信技術(shù)的關(guān)鍵因素之一，為未來數(shù)字化社會(huì)奠定了可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)和特性

5G 的關(guān)鍵技術(shù)和特性包括毫米波通信、大規(guī)模MIMO、低延遲通信和網(wǎng)絡(luò)切片。毫米波通信使得更高頻率的無線波段能夠被有效利用，實(shí)現(xiàn)更大的數(shù)據(jù)傳輸速率。大規(guī)模MIMO 利用多個(gè)天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高了網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋范圍。低延遲通信使得實(shí)時(shí)應(yīng)用（如虛擬現(xiàn)實(shí)和自動(dòng)駕駛）成為可能。網(wǎng)絡(luò)切片允許按需配置和定制網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)不同應(yīng)用的需求。這些關(guān)鍵技術(shù)和特性共同構(gòu)成了5G 的基礎(chǔ)，為更快速、可靠、多樣化的通信提供了支持，推動(dòng)了移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展[2]。

1.4 5G 與4G 的性能比較

5G 相較于4G 具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，實(shí)現(xiàn)了千兆位級(jí)別的下載速度，遠(yuǎn)超4G。低延遲是5G的又一顯著特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間，為實(shí)時(shí)應(yīng)用提供了支持。5G 的連接密度顯著提高，每平方千米可連接數(shù)百萬臺(tái)設(shè)備，遠(yuǎn)超過4G。此外，5G 的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)允許按需配置和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景?？傮w而言，5G 相較于4G 在速度、延遲、連接密度和靈活性等方面都取得了顯著的性能提升，為更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域提供了先進(jìn)的通信基礎(chǔ)。

2 5G 在廣播電視工程中的應(yīng)用案例

2.1 基于5G 的廣播電視超高清傳輸

基于5G 的廣播電視超高清傳輸展示了5G 在傳媒領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢(shì)。5G 的高帶寬和低延遲使得廣播電視可以實(shí)現(xiàn)更高分辨率、更流暢的超高清傳輸。5G 背包和轉(zhuǎn)播車成為重要工具，通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，不再受制于有線連接，增強(qiáng)了新聞、體育和事件直播的靈活性。這些設(shè)備能夠提供穩(wěn)定的信號(hào)，適應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境，為觀眾提供更真實(shí)、沉浸式的視聽體驗(yàn)。5G 的引入不僅推動(dòng)了廣播電視的技術(shù)升級(jí)，還為廣告、文化傳播等領(lǐng)域提供了全新的創(chuàng)新空間，促使超高清內(nèi)容更加普及和可及。

當(dāng)前，5G+4K/8K 背包產(chǎn)品應(yīng)用日益成熟。5G+4K/8K 背包采用4 鏈路12G-SDI 作為采集輸入，支持7 680×4 320@60 分辨率以及幀率，支持主流高動(dòng)態(tài)范圍（High Dynamic Range，HDR）格式，內(nèi)置1 個(gè)或多個(gè)5G 模塊與天線。5G+4K/8K 背包被廣泛應(yīng)用于冬奧會(huì)、全運(yùn)會(huì)、國慶七十周年慶典、春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)等大型活動(dòng)、賽事的轉(zhuǎn)播活動(dòng)。以2022 年北京冬奧會(huì)為例，5G+4K/8K 背包采用多信道聚合傳輸技術(shù)，支持智能網(wǎng)絡(luò)探測(cè)、智能數(shù)據(jù)流拆分、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、數(shù)據(jù)重傳等功能。冬奧會(huì)現(xiàn)場(chǎng)記者通過攜帶便攜式攝像機(jī)、5G+4K/8K 背包完成現(xiàn)場(chǎng)的超高清畫面與信號(hào)采集工作，通過5G 鏈路完成信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸工作，由新媒體集成發(fā)布平臺(tái)傳送至演播室及各分發(fā)平臺(tái)[3]。

2.2 基于5G 的廣播模式創(chuàng)新應(yīng)用

基于5G 的廣播模式創(chuàng)新應(yīng)用為廣播領(lǐng)域注入了新的活力。首先，5G 智慧電臺(tái)通過網(wǎng)絡(luò)連接、云服務(wù)和人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了更個(gè)性化、智能化的廣播體驗(yàn)，使用戶能夠定制內(nèi)容、獲取實(shí)時(shí)信息，享受更智能的音頻體驗(yàn)。其次，5G 新無線（New Radio，NR）廣播提供了更高質(zhì)量、更廣覆蓋的廣播服務(wù)，支持多媒體內(nèi)容傳輸，為用戶帶來更豐富的廣播內(nèi)容。最后，5G 在應(yīng)急廣播中的應(yīng)用，通過快速建立穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息的傳遞，提高了廣播的應(yīng)急響應(yīng)能力，對(duì)于災(zāi)害預(yù)警和緊急通知等具有重要意義。這些創(chuàng)新展示了5G 在廣播領(lǐng)域的多元化應(yīng)用，為用戶提供更靈活、多樣化的廣播體驗(yàn)。

目前5G 智慧電臺(tái)已更迭至iMango 4.0 系統(tǒng)，結(jié)合我國廣播行業(yè)及縣級(jí)廣播電臺(tái)的發(fā)展情況，為傳統(tǒng)廣播電臺(tái)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供解決方案支持，實(shí)現(xiàn)5 min生成一套24 h 安全播出的當(dāng)?shù)仉娕_(tái)節(jié)目。目前，5G 智慧電臺(tái)簽約服務(wù)全國29 個(gè)省、直轄市、自治區(qū)的900 余家廣播電臺(tái)，為觀眾提供黨史黨建板塊、語言板塊、音樂板塊、芒果綜藝自制板塊、劇集板塊等豐富多樣的廣播節(jié)目[4]。

2.3 5G+VR/AR 直播模式應(yīng)用

基于5G 的虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality/Augmented Reality，VR/AR）直播模式為廣播領(lǐng)域帶來了革命性變革。通過5G 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸，使VR/AR 直播更加流暢、真實(shí)。用戶可以沉浸式體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)內(nèi)容，如實(shí)時(shí)體育賽事、音樂演出等，無論身在何處都能感受到現(xiàn)場(chǎng)氛圍。這一模式不僅提供了更交互式、個(gè)性化的觀看體驗(yàn)，也拓展了廣播內(nèi)容的創(chuàng)意和表達(dá)方式。5G+VR/AR 直播模式的應(yīng)用展示了5G 在廣播中推動(dòng)新媒體體驗(yàn)的潛力，為用戶帶來了前所未有的沉浸感和互動(dòng)性。

以2019年第28屆金雞百花電影節(jié)為例。2019年是5G 商用的第一年，5G 與VR/AR 技術(shù)的融合還處于嘗試階段。5G 在金雞百花電影節(jié)的應(yīng)用為此后5G+VR/AR 直播模式的應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。此次直播活動(dòng)由中國移動(dòng)咪咕提供技術(shù)支持，首次在金雞百花電影節(jié)實(shí)現(xiàn)5G+4K+VR/AR 直播，依托5G，打造2+N 全景多視角、72 h 不間斷直播[5]。此次5G+4K+VR/AR 直播活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)配備了10 多個(gè)超高清攝像機(jī)位，實(shí)現(xiàn)多機(jī)位視角的自由切換，依托VR/AR技術(shù)為用戶帶來了多視角、沉浸式視聽體驗(yàn)。用戶通過咪咕視頻、咪咕圈圈等手機(jī)客戶端360°視角沉浸式體驗(yàn)金雞百花電影節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)氛圍。

2.4 5G 頻道提供新型視聽服務(wù)

5G 頻道的引入為廣播提供了新型視聽服務(wù)。5G 頻道傳輸更高質(zhì)量的音視頻內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)更高分辨率、更豐富色彩的視覺體驗(yàn)。這種服務(wù)不僅為超高清電視和3D 音頻提供了支持，還可使用多角度觀看、虛擬現(xiàn)實(shí)等創(chuàng)新功能。用戶可以更靈活地定制觀看體驗(yàn)，享受更個(gè)性化的廣播服務(wù)。5G 頻道的引入還推動(dòng)了新型廣告形式、互動(dòng)性節(jié)目和社交媒體整合等多樣化服務(wù)，為廣播業(yè)提供了全新的商業(yè)機(jī)會(huì)，也為觀眾提供更豐富、多樣化的視聽娛樂選擇。

5G 頻道建設(shè)推動(dòng)了未來電視新形態(tài)的形成，有助于實(shí)現(xiàn)頻道定制化、呈現(xiàn)多樣化、視聽沉浸化、服務(wù)智慧化、交互人性化、網(wǎng)絡(luò)無感化等發(fā)展目標(biāo)。5G 頻道的建設(shè)得益于5G 的超級(jí)鏈接能力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與內(nèi)容、虛擬與現(xiàn)實(shí)的深度融合，為5G 頻道提供更大范圍、更深層次、更大力度的全面連接。5G 頻道為受眾提供了廣播電視節(jié)目、短視頻、網(wǎng)絡(luò)直播、5G 慢直播等多種視聽形態(tài)。5G 頻道總平臺(tái)功能模塊方面包括統(tǒng)一用戶體系、內(nèi)容匯聚、小屏協(xié)同、智能推薦、智慧編排、聚合管理、用戶互動(dòng)、綜合內(nèi)容投放、數(shù)據(jù)監(jiān)控以及軟件供給與運(yùn)營管理等功能[6]，地方媒體機(jī)構(gòu)功能模塊包括用戶模塊、頻道模塊、直播模塊、點(diǎn)播模塊、互動(dòng)模塊及多屏聯(lián)動(dòng)等[7]。

3 結(jié)語

5G 在廣播電視領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用展現(xiàn)了其引領(lǐng)未來媒體創(chuàng)新的潛力。通過超高清傳輸、智能電臺(tái)、VR/AR 直播等創(chuàng)新模式，5G 賦予廣播更大的靈活性和互動(dòng)性。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，5G 將持續(xù)為廣播電視提供更多前沿的服務(wù)和更豐富的內(nèi)容，推動(dòng)行業(yè)向數(shù)字化、智能化的方向邁進(jìn)。