5G技术与广播电视的融合应用

黄雨石

（大庆油田信息技术公司网络运行维护分公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引 言

在当今数字时代，通信技术的迅速演进给广播电视领域带来了巨大的机遇和挑战。5G是第五代移动通信技术，以其高速传输、超低延迟、多连接性和网络切片等优势，引发了广播电视行业的革命性变革。本文旨在深入探讨5G技术与广播电视的融合应用，关注如何利用5G技术实现4K/8K高清直播、远程制作、虚拟现实慢直播和智慧电台等方面的创新，推动5G技术与广播电视的深度融合，为观众带来超高清、高流畅度、沉浸式、临场感的广播电视视听体验。

1 5G技术发展概述

1.1 5G技术的概念及特点

5G技术是第五代移动通信技术，其核心是提供更快、更可靠、更多功能的移动通信网络，以满足不断增长的数据需求和新兴应用的需求[1]。5G技术具有以下特点：

（1）更高的数据传输速度。5G网络具有比前一代4G网络更高的峰值数据传输速度，可以在理想条件下实现Gb·s-1级别的速度。这使得大规模数据传输、高清视频流和虚拟现实等应用变得更加顺畅。

（2）低时延。5G网络时延低至1 ms，对于实时应用如远程医疗手术、自动驾驶汽车和工业自动化等具有关键意义。

（3）多连接性。5G支持大规模设备连接，可满足物联网需求，连接数从每平方千米的数千个到每平方千米的数百万个。

（4）网络切片。5G允许将网络划分为多个虚拟网络，以满足不同应用的需求[2]。

1.2 5G技术发展现状

2019年6月，工业和信息化部发放5G商用牌照，这是5G在我国的商用元年。2019年10月，工业和信息化部批准5G基站入网。2020年12月，工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通颁发5G中低频段频率使用许可证。2021年7月，多部门联合印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021—2023年）》。2022年10月，中国信息通信研究院牵头的国际首个5G终端空口性能标准正式发布。截至2023年7月，我国已累计建成5G基站305.5万个，占移动基站总数的26.9%。目前，5G技术已广泛应用于工业、车联网、自动驾驶、能源、教育、医疗、文旅、智慧城市、信息消费及金融等领域[3]。

2 5G技术与广播电视的融合应用

2.1 5G+4K/8K直播

5G具备大宽带、高速率、低延时等特点，这符合超高清视频对传输的需求。5G+4K/8K超高清视频的融合应用，以低延时、高质量、全链路的优势，为广播电视单位提供多场景现场直播方案[4]。5G+4K/8K直播主要由多机位信号、4K/8K转播车、4K/8K编码器、5G背包等设备组成。5G+4K/8K直播系统能够为广播电视单位的直播活动提供一站式解决方案，支持现场多方式编码回传、多格式接收解码、多格式转码、多屏分发以及收录后期制作。5G+4K/8K直播实现全链路4K/8K高动态范围（High Dynamic Range，HDR），支持60 f·s-1、BT.2020宽色域、10 bits量化、动态HDR等技术[5]。

5G+4K/8K直播的应用十分广泛，被应用于娱乐演艺、体育节目、新闻节目直播活动中。以2019年国际篮联篮球世界杯北京赛场直播活动为例，这是全球首次采用5G+8K技术对篮球世界杯进行直播测试，通过全球首台5G+8K转播车，配合8K专业转播讯道摄像机，完成比赛现场的摄录与制作工作，并在多地部署超高清发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）大屏、电视、激光投影、显示终端，为观众带来全新的大屏超高清体育赛事观看体验。以2021年“4K音乐现场——超清广州·唱响白云”5G+4K/8K+虚拟现实（Virtual Reality，VR）云直播演唱会斯琴格日乐（及乐队）转场为例，由4K花园、新媒股份、广东音乐之声等多家单位联合主办，依托5G+4K/8K+VR等技术完成直播及录制，通过8K VR摄像机进行全程直播与录制，依托5G VR云平台为观众提供VR端直播观看体验，最终以多屏互动、大屏端到移动端、横屏竖屏等多种观看方式，为观众带来一场超高清、沉浸式直播盛宴。

2.2 5G+4K/8K远程制作

5G技术的发展及应用，为广播电视超高清、专业级制作提供了传输和运营支持，在一些大型赛事、综艺活动中，通过5G+4K/8K远程制作，保障现场多机位信号的稳定回传，中心端多机位高质量同步制作，并为播控端提供安全播出保障。5G+4K/8K远程制作系统由多机位信号、多机位编码设备、多机位解码设备、超高清演播室、播控平台及多终端播出等组成，为大型体育赛事、真人秀综艺等提供远程制作服务。

以2020年中央广播电视总台（以下简称央视）春节联欢晚会（以下简称春晚）为例，这是中央广播电视总台首次实现5G+8K超高清远程直播，依托5G技术将珠海、郑州两地分会场的信号实时传送，通过5G端到端技术，将千里之外的超高清画面在北京活动现场的大屏幕完美呈现。这是5G+4K/8K远程制作的重要尝试与突破。郑州分会场首次采用手机代替终端TUE完成传输工作，配合5G背包实现单兵便携装备直播推流，再通过5G网络完成现场实时影像的传输，为广播电视单位远程制作提供了前后期一体化生产、收录、制作、互动、运营等支持。

以2021年第十四届全国运动会开幕式及重点赛事新闻报道及转播为例，数码视讯公司为本次活动提供5G+4K/8K远程制作设备及技术支持，包括5G直播背包、解码器、超高清转播车等，依托数码视讯编解码技术，完成专线、互联网、5G等传输环境的高质量编解码。在此次全运会远程制作工作中，数码视讯公司采用十多台5G直播背包完成信号采集、编码压缩、传输等工作，为远程制作、混采区采访、多视角赛场直播等提供了稳定的传输支持，给观众带来超高清、超流畅的赛事观看体验[6]。

2.3 5G+VR慢直播

5G技术在直播领域的另一大应用是5G+VR慢直播。VR直播依托虚拟现实技术打造真实元素与虚拟画面交互的直播场景，带给观众沉浸式的直播观看体验，慢直播是直播的重要形式之一，5G+VR慢直播让观众能够24 h、360°沉浸式体验直播活动，被广泛应用于旅游景点直播、新闻事件追踪等场景。2020年，广东联通以5G+VR慢直播形式打造24 h、360°全景观光平台，让观众能够在全天观赏广州塔、一江两岸美景。此后，广州联通在珠江新城、白云山等多个地标设置5G+VR慢直播点，慢直播观看量超过3 000万人次。2020年，九寨沟首次开启5G+VR慢直播，在九寨沟五花海、长海、树正群海景区开展5G+VR慢直播活动，将九寨沟美景通过央视频、四川观察、人民网四川频道等多平台同步直播。2022年，呼和浩特市文旅广电局、中国电信呼和浩特分公司联合央视网推出“美丽青城·草原都市 呼和浩特欢迎您——魅力呼和浩特5G+4K+VR慢直播”活动，依托全覆盖的5G网络，向观众呈现呼和浩特的美景。观众通过央视网、新华社、人民日报等全网主流平台，24 h沉浸式、超高清体验呼和浩特的魅力风景。

2.4 5G智慧电台

5G智慧电台是5G技术在广播领域的重要应用之一。5G智慧电台成立于2020年，由5G高新视频多场景应用国家广播电视总局重点实验室智慧音频研究中心自主研发，是湖南广播影视集团有限公司（台）全资子公司湖南平安小精灵文化发展有限公司的重点项目[7]。5G智慧电台拥有“一套系统、两项技术、三个套系、四项在地内容、五分钟”特点。一套系统即5G+AI技术+内容+系统，两项技术即语音合成技术+语音编辑系统，三个套系即私家车+音乐+资讯，四项在地内容即天气+路况+本地新闻+本地资讯，五分钟即五分钟创办一家电台，实现365天24 h全天候播报。5G智慧电台imango 4.0系统是全国首个广播区块链技术应用平台，为各种类型电台智能升级提供保障。系统由播出、控制台、新闻云、节目云、机器人及编辑等功能模块组成，基于区块链技术为音频内容提供安全保障，具备三级等保、新闻三审、智能抓取、智能播报、智能编排、一件生成、AI主播、节目商城、智能监控、用户界面（User Interface，UI）交互以及云端分发等特点。当前，5G智慧电台为听众提供了丰富的节目资源，节目类型包括党史党建板块、语言板块、音乐板块、芒果综艺自制板块、农业农村板块、剧集板块等，满足听众多样化的广播节目需求[8]。

3 结 语

本文深入探讨了5G技术在广播电视领域的融合应用，分析了5G技术的特点，包括高速度、低延迟、多连接性和网络切片，以及这些特点如何催生了4K/8K直播、远程制作、VR慢直播和智慧电台等应用。未来，期待5G技术在广播电视领域持续创新，为观众提供更高质量、互动性更强的内容，同时为制作人员提供更高效、灵活的工具，推动智慧广电战略的进一步落地与发展。