5G在广播电视领域的应用

2024-06-11彭伟

电视技术 2024年3期

彭伟

（重庆广播电视技术中心514台，重庆 404600）

0 引言

随着科技的飞速发展，5G已成为当下的热门话题。这种新兴技术在数据传输速度、连接数量和实时性等方面带来了显著的提升，为社会的多个领域带来变革。文章详细讨论5G的概念、发展现状和应用场景，尤其是其在广播领域的应用，通过引入实际应用案例，全面、深入地阐述5G在广播领域的潜力和影响。

1 5G概述

1.1 5G概念

5G是第五代移动通信技术。相比于4G，5G在速度、容量、延迟及连接数量等方面都有显著的提升。5G网络的理论峰值下载速度可达到每秒数十甚至上百吉比特，比4G快了几十甚至上百倍，能够满足未来大规模数据传输的需求。5G的延迟可低至毫秒级，对于追求实时性的应用如自动驾驶、远程医疗、智能制造等有着重要的应用价值。连接数量方面，5G支持每平方千米内连接百万级设备，对于实现物联网有着关键作用。总的来说，5G是未来智能社会的重要基础设施[1]。

1.2 5G发展现状

工业和信息化部数据显示，截至2023年底，我国累计建成5G基站337.7万个，5G移动电话用户达8.05亿户，5G网络接入流量占比达47%。5G在网络基础、创新能力、赋能效应等方面发展迅速，全国行政村通5G比例超80%，5G基站单站址能耗显著降低。5G产业在技术标准、网络设备、终端设备等方面发展迅速，如轻量化5G核心网、定制化基站商业应用进程稳步推进，5G工业网关、巡检机器人等终端得以应用[2]。

1.3 5G应用情况

5G的融合应用持续深化，在71个国民经济大类中得以应用，案例数超9.4万个，其代表应用包括5G+工业互联网、5G+智慧电力、5G+智能油气、5G+智能采矿、5G+车联网、5G+智慧物流等。社会民生服务方面，有5G+智慧城市、5G+智慧教育、5G+智慧医疗以及5G+文化旅游等应用。在新型信息消费领域，有5G+信息消费、5G+融合媒体等应用[3]。

2 5G在广播电视领域的应用

2.1 5G频道技术及应用

5G频道是综合运用5G及新一代信息技术的新型视听服务。从技术领域来看，5G频道充分运用5G网络，实现网络协调传播、全媒体传播、视听交互传播等特点。5G频道的关键技术包括云原生、大数据、人工智能（Artificial Intelligence，AI）制作、AI智慧编排、大小屏协同及区块链等技术，实现统一用户体系、内容汇聚、小屏协同、个性化推荐、定制化流媒体播出、内容加工、用户互动、数据监控、综合内容投放及运营管理等功能。5G频道以用户为中心，其服务对象包括媒体、政务、商业及消费者等，依托技术的超级连接力，实现技术融合、技术与内容融合、虚拟与现实融合，通过视听与用户建立广泛连接。5G频道的技术特点是万物互联互通的全媒体传播体系。5G频道的传播特征是多维视听传播，以频道为载体，向大众传播5G视听内容节目[3]。

5G频道的应用场景主要包括5G频道视听新内容、5G频道视听新消费、5G频道视听新沟通以及5G频道视听交互新入口4个方面。5G频道视听新内容是5G频道的核心应用场景，在5G移动通信快速发展的大背景下为用户提供高新视听内容与服务，如广播电视节目、短视频、网络直播、5G慢直播等视听新形态。通过4K超高清直播提升用户视听体验，通过子弹时间、多视角切换丰富用户观看方式，通过5G+VR内容为用户提供电影、纪录片、自然风光、全球旅行及科普知识等丰富多彩的视听内容与沉浸式观看体验。5G频道视听新消费为5G频道提供新的增值创新应用场景，包括内容产品和实体产品。内容产品有针对不同年龄阶段用户个性化需求的付费订阅与付费购买产品，实体产品如开办美食、旅游、健康、运动等垂直门类的直播购物业务。5G频道视听新沟通充分运用了5G的连接优势，为家庭、个人以及诸如医疗机构、养老机构等特定时空场所提供高品质视听沟通服务。5G频道视听交互新入口充分运用5G、云计算、人工智能及物联网等技术，以家庭电视大屏和手机个人小屏为交互载体，为政务发布、应急管理及天气预警等服务提供支持[4]。

2.2 5G广播技术及应用

5G广播是一种基于5G通信网络的广播技术，对于实现高清视频传输、提升用户体验具有重要意义。与传统的广播技术相比，5G广播的主要优势在于更高的数据传输速度和更低的延迟，实际上突破了传统广播的局限。例如，5G新无线（New Radio，NR）技术支持频率范围更宽，带宽更高，为视频播发提供了强大动力。2020年，第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）启动5G Release 17标准研究与制定工作，标准于2022年6月正式冻结，由我国国家广播电视总局主导的5G NR多播广播技术成为3GPP标准的一部分[5]。5G NR广播提供单播服务和组播/广播服务，在应急广播领域有广泛的应用，可提升应急广播的流畅性、收听效果，推动内容创新，为应急广播提供传统电视频道广播服务、融合信息广播服务、新型交互化视频广播服务等支持。5G广播技术形式主要包括大塔广播节目、小塔广播节目、新媒体业务、应急广播业务及数据推送业务等。大塔广播节目主要应用于交通工具、户外等场景，通过5G智能手机或其他终端App实现广播节目的免流量收听。小塔广播节目主要是通过手机广播App观看演出活动、体育赛事等直播节目。新媒体业务主要是通过Wi-Fi和流量向用户提供音视频、短视频、资讯及游戏等互动业务。应急广播业务实现5G广播与应急广播的结合应用，融入应急广播系统，向大众提供应急广播服务。数据推送业务使用户通过手机广播App获取业务信息数据[6]。

2.3 5G背包及应用

5G背包是利用5G网络进行户外直播的一种新兴技术。它借助5G网络高速、低延迟的特性，实现高清晰度、实时性强的移动直播，改变了传统户外直播依赖有线网络并受限于地点的局限性。在具体配置上，5G背包通常装备有5G终端设备和电池，便于在任何覆盖5G信号的地方随时开展直播。其中，5G终端设备使得背包能够接收和发送大量数据，实现高清视频的流畅直播，电池则保障了续航，使得长时间直播成为可能。在应用方面，5G背包的主要应用场景在于新闻报道和现场报道。例如，在偏远地区或者突发事件现场，记者通过5G背包立即进行直播报道，无须耗时布线，大大提升了新闻报道的效率和时效性。5G背包还在体育赛事、大型公开演唱会等实时传播活动中得到广泛应用，观众可以通过5G背包直播获得仿佛身临其境的高质量直播体验。例如，2022年北京冬奥会、建党一百周年庆典、国庆七十周年庆典等活动中，4K+5G背包传输方案应用广泛[7]。

2.4 5G超高清演播室技术及应用

5G超高清演播室是新一代的电视演播技术，利用5G的高带宽和低延迟特性，实现远超传统演播室的性能。5G超高清演播室不仅能提供超高清的视频内容，还支持更复杂的实时互动。5G能使演播室的工作流更加快速和流畅。基于5G的超高带宽和极低延时，演播室可以将大量的音频、视频和数据信息在瞬间进行传输和处理，实现真正的实时广播。这对于需要大规模、多源输入的高级应用，如直播、多视角播报、虚拟现实和增强现实等有着重要的支持作用。5G超高清演播室基于物联网和人工智能技术，实现自动化的场景切换和智能化的图像调色，提升了节目的观赏性。5G的高质量网络连接能确保在网络繁忙或网络环境复杂的情况下保证高质量的播发效果。在应用方面，5G超高清演播室技术已在许多领域展现出强大的能力。例如：短视频平台使用5G进行实时的用户互动和多元化的视频制作；新闻台通过5G超高清演播室进行快速的新闻切换和播放，提高新闻的即时性。在音乐会和体育比赛等大型活动现场，通过5G可以进行高质量的实时播放并支持多视角切换，丰富观众的观赏体验。例如，在2022年北京冬奥会期间，全球首个“冬奥高铁5G超高清演播室”投入使用，演播室采用全IP技术构建，5G SA独立组网提供网络支持，在高铁5G超高清演播室中实现嘉宾访谈、移动直播等功能，为观众提供冬奥会4K直播转播服务，带领观众沉浸式体验冬奥会赛事[8]。