5G技術(shù)在4K電視節(jié)目制播中的應(yīng)用

魯楠 北京電視臺(tái)

當(dāng)前，5G技術(shù)已經(jīng)成為移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主流，很多國家在信息技術(shù)領(lǐng)域都致力于5G技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。5G技術(shù)讓網(wǎng)絡(luò)擁有了更高的融合性，同時(shí)也促進(jìn)了廣播電視技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。以下將闡述5G技術(shù)在電視節(jié)目制播中的實(shí)際應(yīng)用，希望能夠有效促進(jìn)5G技術(shù)在今后工作中的應(yīng)用效果。

一、5G技術(shù)介紹

（一）5G技術(shù)概念

作為第五代通信技術(shù)，5G技術(shù)與之前通信技術(shù)有著明顯的區(qū)別，5G并不在新型無線接入技術(shù)范疇中，其實(shí)質(zhì)上是現(xiàn)有通信技術(shù)演化和發(fā)展而來的，是增設(shè)無線接入以及集成方案統(tǒng)稱。做到了真正意義上的具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)融合，實(shí)現(xiàn)了人、物之間高速連接和溝通，讓聯(lián)通方式更加自由和安全。

（二）5G技術(shù)特點(diǎn)

5G技術(shù)的速度更快，所以對(duì)與之相匹配的寬帶、容量、站點(diǎn)等都有著更高的要求，需要滿足隨時(shí)接入的需要，同時(shí)還要有更高的可靠性。通信行業(yè)對(duì)5G技術(shù)的理解，是一種集智能、融合、節(jié)能作用于一體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將5G和4G的環(huán)境進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)在5G環(huán)境下，用戶的實(shí)際需求與通信服務(wù)之間是更加接近的，由此有利于網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)深度融合的實(shí)現(xiàn)。比如服務(wù)能力，5G技術(shù)以用戶為中心，通過無線接入和網(wǎng)絡(luò)開放，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)切片、MEC、重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)了端-端形式特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。另外，通過合理運(yùn)用MEC，4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)分離的形式發(fā)生了改變，用戶可以享受到緩存數(shù)據(jù)、計(jì)算業(yè)務(wù)等服務(wù)類型，這樣便實(shí)現(xiàn)了一次性能跨越，網(wǎng)絡(luò)接入成功轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒?wù)平臺(tái)。

二、5G與4K節(jié)目制播的結(jié)合應(yīng)用

（一）5G與4K超高清視頻制播

超高清視頻分辨率可達(dá)4K或8K，幀率在50幀以上，圖像采樣為10比特，掃描方式為逐行掃描，這一狀態(tài)下的視頻的數(shù)據(jù)量大大增加，在傳輸?shù)倪^程中，需要更加穩(wěn)定和更高標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。舉例來講，H.265編碼下，4K超高清視頻傳輸碼率范圍通常為25Mbps-40Mbps，4KHDR傳輸碼率范圍通常為45Mbps-60Mbps；8K視音頻傳輸碼率一般能達(dá)到100Mbps以上。這么龐大的數(shù)據(jù)量，為保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性，需要更高標(biāo)準(zhǔn)的傳輸寬帶。通過對(duì)5G技術(shù)的分析能夠得知其數(shù)據(jù)傳輸能力，可以完全滿足4K、8K超高清視音頻穩(wěn)定傳輸?shù)男枰?/p>

5G在電視節(jié)目制播的不同環(huán)節(jié)中都有深層次的應(yīng)用，通過其特有的網(wǎng)絡(luò)處理和承載能力，為節(jié)目制播提供了良好的前提和基礎(chǔ)。采、編、播是電視節(jié)目制播的主要環(huán)節(jié)，通過5G技術(shù)的應(yīng)用，使得三個(gè)階段中超高清視音頻制作的順利性。超高清5G制播素材拍攝的設(shè)備應(yīng)用的是4K/8K攝像機(jī)，運(yùn)用3GSDI將素材資源傳輸?shù)?G專用的編碼推流設(shè)備，對(duì)素材資源作進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，使之成為IP數(shù)據(jù)流，同時(shí)符合傳輸協(xié)議的要求。一般情況下，會(huì)應(yīng)用5GCPE將數(shù)據(jù)流發(fā)送到5G基站，其實(shí)可選擇的方式還有很多，這種方式是應(yīng)用最多的?，F(xiàn)如今5G手機(jī)不斷完善，所以通過5G直接進(jìn)行傳輸也是一種主要的方式。另外還有一種方式需要集成5G模組，通過該模組將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G基站。第一次應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的節(jié)目是2018年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)，成功做到了超高清視頻的實(shí)時(shí)傳輸，而當(dāng)前在不同節(jié)目制播中，5G技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。

（二）5G與VR全景視頻制播

平面圖像通過VR攝像機(jī)采集，在縫合服務(wù)器的作用下，將平面圖像進(jìn)行拼接縫合，最終形成沒有畸變的球形畫面。拼接縫合后的畫面在編碼服務(wù)器的處理下，進(jìn)行壓縮編碼，最終形成IP化視頻流，且符合傳輸協(xié)議的要求，最終視頻流在5G終端接入設(shè)備CPE發(fā)送至5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程制作系統(tǒng)。另外，節(jié)目的圖文包裝工作可通過云端進(jìn)行制作。各個(gè)路徑的5G信號(hào)流在導(dǎo)播切換中心完成機(jī)位切換，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收錄、監(jiān)看，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫旅襟w發(fā)布平臺(tái)，將節(jié)目發(fā)送到各個(gè)新媒體客戶端進(jìn)行播出。比如在2019年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)中，分會(huì)場就使用了5G+VR直播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了超高清VR信號(hào)的采集和傳輸，將現(xiàn)場信號(hào)進(jìn)行拼接縫合以后，回傳到北京演播室，讓觀眾能夠欣賞精彩的春晚節(jié)目。

三、總結(jié)

總而言之，在應(yīng)用5G技術(shù)下的超高清電視制播，有效提升了節(jié)目創(chuàng)造的效率和質(zhì)量，同時(shí)還大大減少了視頻制作的成本，為電視臺(tái)節(jié)約了成本，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的觀看體驗(yàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，5G技術(shù)與4K為電視媒體帶來了新的機(jī)遇和新的發(fā)展方向，特別是5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了萬物互聯(lián)，促進(jìn)了視頻和應(yīng)用場景的結(jié)合，有利于電視行業(yè)的改革和升級(jí)，讓傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)與新媒體技術(shù)碰撞出創(chuàng)新的火花，實(shí)現(xiàn)了更深層次的融合。