5G 在广播电视领域的应用

2023-04-24纪德亮

电视技术 2023年10期

纪德亮

（滨州市新闻传媒中心，山东滨州 256600）

0 引言

随着科技的飞速发展，5G 已经成为引领数字时代的关键驱动力之一。本文旨在探讨5G 在广播电视领域的应用，这一领域受益于5G 的高速数据传输、低延迟通信和多连接特性。通过深入研究5G在慢直播、体育节目、综艺节目和新闻报道中的应用，探讨5G 如何改变广播电视产业的面貌，提升观众体验，以及5G 带来的商业机会。

1 5G 概述

1.1 5G 的概念

5G 即第五代移动通信技术，旨在提供前所未有的高速数据传输、低延迟通信和大规模设备连接。与前一代通信技术相比，5G 采用更高频段、更复杂的调制方式和智能网络管理，为移动通信、物联网、虚拟现实（Virtual Reality，VR）及自动驾驶等领域带来了巨大潜力。5G 核心特征包括超高速数据传输、低延迟、高密度连接、可靠性和能源效率[1]。

1.2 5G 的三大应用场景

5G 的三大主要应用场景是增强型移动宽带（enhance Mobile Broad Band，eMBB）、海量物联网通信（massive Machine Type Communication，mMTC）和高可靠低时延通信（ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）。

（1）eMBB。5G 为移动通信带来了前所未有的高速数据传输，使得用户能够以极快的速度下载、上传大容量数据，如高清视频、虚拟现实内容和大型应用程序等。这对于提高移动体验、支持4K/8K视频流媒体和云游戏等应用至关重要。

（2）mMTC。5G 使得大规模设备连接变得更加容易，支持数百万、甚至数十亿的物联网设备同时连接到网络，对于智能城市、智能家居、工业自动化和农业监测等领域的发展至关重要，带来了更高的智能化、自动化水平。

（3）uRLLC。5G 大大减小了通信的延迟，将通信延迟降至1 ms 以下。这对于关键应用如自动驾驶汽车、远程医疗手术和工业机器人等非常重要，确保数据传输的可靠性和实时性。

这三大应用场景共同构成了5G 的基础，为各种新兴技术和应用提供了支持，也为社会、工业和消费者带来了前所未有的便捷性、效率和创新机会[2]。

1.3 5G 发展现状

2023 年是我国5G 商用的第4 年，在国家政策的推动下，我国5G 在网络建设、产业发展、融合应用等领域取得显著成果。截至2023 年8 月末，我国5G 基站总数已经达到313.8 万个。3 家基础电信企业的5G 移动电话用户数量达到7.14 亿户。5G 在我国国民经济97 个大类中的融合应用超过40 个，应用案例超过4 万个。在个人应用领域，5G VoNR、超高清音视频通话、拓展现实（Extended Reality，XR）、人工智能（Artificial Intelligence，AI）等个人应用场景不断拓展。5G 在制造业、矿山、文旅、旅游、智慧城市、融媒体、金融及水利等行业的融合应用持续深化。5G 标准不断完善，2022 年6 月，第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）宣布5G release 标准版本冻结，在商用特性改进与新功能引入方面取得显著成绩，如轻量级技术（redcap）的应用支撑中速物联网场景，多播广播功能支撑公共安全、赛事直播等场景。5G 应用标准方面包括共性技术标准类型、工业标准、医疗标准、电力标准及车联网标准等[3]。

2 5G 在广播电视领域的应用

2.1 5G 在慢直播领域的应用

慢直播是一种通过实时网络流媒体传输内容的方式，是在直播行业快速发展背景下衍生的一种新的直播模式。我国于2013 年开始慢直播。经历2020 年火神山、雷神山慢直播的广受关注后，慢直播的概念深入人心。此后，主流媒体平台与新媒体平台开展了一系列慢直播活动，使慢直播的应用场景拓展到旅游、音乐、舞蹈、游戏及交通等诸多领域。5G 的高速数据传输和低延迟使慢直播更加流畅和互动，提高了观众与内容创作者之间的互动性。慢直播以摄像头及宽带/5G 为载体，通过摄像头不间断直播。慢直播的广泛应用离不开5G 等技术的支持，结合VR/AR、高清视频等技术交叉应用，构筑5G 慢直播技术底座。

2022 年，中国历史文化名镇——广东省梅州市大埔县百侯镇开启5G 慢直播活动。中国移动“乡村振兴TV 慢直播”项目落户百侯镇，依托中国移动数字乡村大屏幕、平安乡村视频高清摄像头等实现全天候的原产地可视化慢直播，让大众领略千年历史文化名镇的非遗传统制作工艺和乡村振兴新画卷。珠穆朗玛峰（以下简称珠峰）5G 慢直播活动于2020—2023 年连续4 年举行。2020 年是珠峰5G 慢直播首次开展，由中国移动、中国联通、中国电信三家公司在珠穆朗玛峰大本营建设5G 基站并开通5G 网络，上行、下行速率分别达到700 Mb·s-1、223 Mb·s-1，有效保证了珠峰登顶期间5G 慢直播的流畅度与超高清画质，让观众以VR 视角360°沉浸式体验珠穆朗玛峰的风貌[4]。

2.2 5G 在体育节目中的应用

5G 在体育节目中具有多方面的优势。5G 的高带宽和低延迟使体育赛事能够以高清晰度进行实时直播，提供更清晰、更生动的观赛体验。5G 支持多摄像头拍摄，观众可以自由切换观看角度，以更全面地了解比赛进程。5G 为体育节目提供了更好的增强现实（Augmented Reality，AR）支持，观众可以享受沉浸式的体育赛事观看体验，仿佛置身于比赛场地。5G 可以实时传输比赛统计数据，为观众提供更深入的了解比赛情况的机会。观众可以通过实时评论、在线投票、社交媒体分享等方式与比赛互动，增强了社交性和参与感。

以2022 年北京冬奥会为例，5G 是北京冬奥会打造科技冬奥的重要技术支撑之一，在中央广播电视总台5G+4K/8K+AI 战略支持下，高铁5G 超高清奥运演播室、5G 背包等在冬奥会赛事直播与转播活动中有广泛的应用。高铁5G 超高清奥运演播室是全球首次在350 km·h-1的高铁列车上基于5G 打造的超高清直播演播室。数码视讯依托5G 的自有信道聚合技术、信道自适应算法、多基站多信道相结合等研发出5G+4K 背包产品。5G 超高清奥运演播室与5G+4K 背包相结合，为观众带来不同赛事、不同场地自由切换画面、多屏同看、360°自由观赛、超高清沉浸式冬奥赛事观看体验。

以2023 年4 月重庆长嘉汇半程马拉松赛事直播为例，现场有多位自媒体主播进行5G 高清直播，运动员也佩戴有5G 穿戴式终端监测身体各项数据，这得益于5G 通信网络的部署。重庆联通作为5G 通信提供商，结合马拉松赛事路线及当地周边环境，打造了针对性的5G 高性能立体网络，实现5G Massive 多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）连片部署，提供极致的上下行用户体验[5]。

2.3 5G 在综艺节目中的应用

5G 在综艺节目中的应用主要体现在实时互动、多屏互动和高清直播等方面。通过5G 网络的高速度、低时延和高稳定性，可以实现观众与节目现场的实时互动，增强观众的参与感和体验感。5G 也可以实现多屏互动，满足观众在不同终端上观看节目的需求。5G 还可以提供高清、流畅的节目直播，提升观众的视觉享受。以2020 年越秀区政府、4K 花园公司等联合举办的5G+4K/8K+VR 云演唱会为例，采用多屏多视角的制作方式，架设多机位VR 8K 摄像机，借助5G VR 云平台，为观众提供超高清、超现场、超沉浸感的VR 端直播体验。此次云演唱会实现了5G+超高清技术融合创新，实现了全渠道传播、大屏小屏联动、线上线下互动。以2020 年12 月31 日bilibili ＆ NEW TV“2020 最美的夜”跨年晚会直播为例，运用当虹科技5G+8K AVS3 直播解决方案，保证了4 h 的跨年晚会直播信号稳定性及超高清画面。以2022 中国街舞联赛直播活动为例，由4K 花园公司与咪咕视频合作完成赛事直播活动，是5G+8K+VR 在大型文娱赛事领域的重要应用[6]。

2.4 5G 在新闻节目中的应用

5G 在新闻节目中的应用主要体现在快速、准确、高效的新闻报道方面。通过5G 网络的高速度、低时延和高稳定性，可以实现新闻现场的实时传输，提高新闻报道的时效性和准确性。5G 也可以支持高清、流畅的新闻直播，提升观众的视觉享受。以2021 年全国两会新闻报道为例，江西广播电视台融媒体报道团队运用5G、XR、网页实时通信（Web Real-Time Communication，WebRTC）等技术打造“云访谈”演播厅，通过5G+XR、高精度智能抠像、真三维虚拟演播室的融合，实现低延时、高带宽的新闻跨时空采访，依托5G 将采集到的信号传输至演播室，压缩成通用格式，再利用虚拟演播室将高精度智能抠像后的人物置于云访谈演播室，最终实现跨时空的“同台”新闻访谈。5G+4K 传输方案的广泛使用及5G+8K 传输方案不断成熟，在新闻领域有越来越广泛的应用，如建党一百周年、国庆七十周年等新闻直播活动中，5G+4K 传输方案配合云导播、云网关等系统，极大地简化了超高清新闻直播采编流程。以2022 年全国两会新闻报道为例，中央广播电视总台依托5G+8K 转播车、5G+8K 背包等完成新闻采集、视频互动直播等工作，制作了《时政V 现场丨88 秒!感受前进的节奏》新闻宣传短片[7]。