5G網(wǎng)絡支撐下廣播電視與移動通信的銜接分析

莊立道

（山東省莒縣融媒體中心，山東 莒縣 276500）

0 引 言

目前，我國眾多廣電企業(yè)采用技術(shù)方法推動理念創(chuàng)新與服務創(chuàng)新，建設智慧廣電，通過不斷的創(chuàng)新發(fā)展，使得廣播電視與網(wǎng)絡視聽產(chǎn)業(yè)加快升級，以實現(xiàn)智慧廣電的高質(zhì)量發(fā)展，實現(xiàn)新媒體融合不斷向前推進[1-2]。近些年發(fā)展勢頭迅猛的第五代移動通信技術(shù)（5G）在很大程度上推動了媒體融合的深度，這種銜接融合為廣播電視提供了可持續(xù)發(fā)展平臺，5G具有的高速智能的數(shù)據(jù)信息傳輸能力強化了廣播電視節(jié)目的錄制與傳輸能力，也使廣播電視節(jié)目的呈現(xiàn)能力大幅度增強。在5G技術(shù)突飛猛進的今天，廣播電視行業(yè)需要更加注重與智能移動網(wǎng)絡的銜接，將新技術(shù)、新方法及新模式不斷應用于廣播電視領(lǐng)域，大膽運用新技術(shù)、新機制及新模式，使得銜接融合加快發(fā)展。

1 5G移動網(wǎng)絡在廣播電視領(lǐng)域的應用

1.1 沉浸式應用和虛擬現(xiàn)實

遠程沉浸式媒體能夠使空間上存在一定距離的人們實現(xiàn)多方交互溝通，滿足用戶在會議、醫(yī)療及在線游戲等領(lǐng)域的需求，實現(xiàn)用戶“身臨其境”的感知體驗[3]。

當前，在VR技術(shù)的不斷推動下，各種基于VR技術(shù)的下一代通信技術(shù)相繼出現(xiàn)，有望成為未來網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。從功能實現(xiàn)角度來看，沉浸式媒體應用需要解決可用性和用戶之間的實時交互這兩方面的問題。這兩方面旨在為客戶提供流暢平滑的體驗效果。沉浸式媒體應用需要重建原始的物體立體（3D）影像。這種影像的視覺體驗質(zhì)量非常高，通常采用時變網(wǎng)格（TVM）的形式創(chuàng)建，創(chuàng)建過程會出現(xiàn)大量的異構(gòu)數(shù)據(jù)[4-5]。因此，遠程沉浸式媒體的底層網(wǎng)絡體系需要滿足以下需求：帶寬盡可能大、較低的時延、抖動較小、可靠性高以及容量盡可能大。這些需求在5G技術(shù)的應用過程中均可以得到滿足。

1.2 廣播電視節(jié)目的“智慧制作”

近年來，很多廣播電視節(jié)目采用了“智慧制作”技術(shù)，節(jié)目制作在遠離現(xiàn)場的地方完成。以往的遠程制作過程，需要搭建從現(xiàn)場到遠程之間的專用網(wǎng)絡連接，將超高清的電視內(nèi)容實時共享給演播室。實時信息的共享需要質(zhì)量較高的回傳鏈路支持，使節(jié)目實現(xiàn)“廣播級”效果。

在廣播電視節(jié)目的智慧制作過程中，5G技術(shù)能夠為其遠程制作提供用于信息回傳的鏈路支持，5G技術(shù)具有的大帶寬傳輸能力在很大程度上實現(xiàn)了媒體素材靈活獲取和制作，提升了審核和傳播速度，在很大程度上降低了制作復雜性和制作成本，還可以與其他先進技術(shù)相互結(jié)合，共同作用于廣播電視節(jié)目制作，實現(xiàn)智能化廣播電視的“個性化”與“定制化”制作。

1.3 視頻內(nèi)容的更高效分發(fā)

隨著終端設備種類的迅速增加，能夠接收廣播電視節(jié)目的設備數(shù)量也在大幅度增長，同時，這些視聽設備的聲音和圖像處理能力也在穩(wěn)步提升。廣播電視節(jié)目的圖像質(zhì)量和聲音效果也在穩(wěn)步提升。隨著視聽設備的發(fā)展，設備能夠提供的服務內(nèi)容和質(zhì)量也在增加，由此推動了用戶在節(jié)目內(nèi)容選擇、圖像質(zhì)量及設備可用性等方面的需求不斷提高[6]。

在5G技術(shù)快速發(fā)展的背景下，視聽終端的性能與滲透率提升很快。例如，可折疊屏幕和大容量高效電池等的出現(xiàn)，在很大程度上提高了用戶體驗和使用便捷度，使用戶在智能終端上觀看視頻和收聽音頻的時間大幅增加。

在科學合理的商業(yè)模式支持下，借助5G技術(shù)，媒體可以對多類型的視聽內(nèi)容進行傳輸分發(fā)，包括當下熱門的電視頻道、點播視頻以及綜藝頻道定制化直播等。根據(jù)知名通信企業(yè)愛立信公司發(fā)布的移動報告做出的預計，大約到2024年，寬帶移動網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)將有7成是視頻內(nèi)容產(chǎn)生的。

2 廣播電視與移動通信的銜接途徑分析

2.1 建網(wǎng)路線選擇

在建網(wǎng)路線選擇方面，中國廣電提出以“700 MHz+ 4.9 GHz+未來毫米波”的組合方式進行建網(wǎng)，可實現(xiàn)從基礎(chǔ)覆蓋層到覆蓋容量層及超高容量層的強大優(yōu)勢組合?；A(chǔ)覆蓋層選擇700 MHz頻段，基礎(chǔ)容量層選擇以4.9 GHz為代表的C波段，而超高容量層則選擇毫米波作為補充。毫米波是波長在1～10 mm 的電磁波，主要是頻率在30～300 GHz之間的頻譜。這樣的組合頻譜為中國廣電5G實現(xiàn)低時延、大連接、高帶寬的智慧廣電、萬物互聯(lián)、智能制造、4K/8K以及AR/VR等業(yè)務提供了技術(shù)保障。

2.2 銜接的實現(xiàn)技術(shù)

通過采用多媒體廣播多播業(yè)務（Multimedia Broadcast Multicast Service，MBMS）與 主 同 步 信號（Primary Synchronization Signal，PSS）技 術(shù)，基于第三代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）相關(guān)標準的高速移動通信寬帶網(wǎng)絡也可為用戶提供線性電視傳輸服務。3GP-DASH技術(shù)可通過動態(tài)適配用戶終端能力及移動網(wǎng)絡實時擁塞情況，為用戶提供盡可能好的移動視頻業(yè)務體驗。3GPP已經(jīng)確認將線性電視與點播電視作為3GPDASH分發(fā)格式的主要業(yè)務形態(tài)。為此，3GPP也同時發(fā)布了“透明的端到端PSS協(xié)議及編/解碼”標準的最新修訂版本v13.1.0。另外，當有大量移動用戶同時請求觀看相同視頻內(nèi)容時，MBMS技術(shù)的部署使得移動通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡運營商可進行數(shù)據(jù)流的卸載。其典型的應用場景是大量用戶同時并發(fā)觀看相同的熱門內(nèi)容。因此，3GPP對于MBMS技術(shù)的應用定位是傳輸熱門實時廣播電視內(nèi)容。面向5G的廣播與組播通信架構(gòu)如圖1所示。

圖1 面向5G的廣播與組播通信架構(gòu)示意圖

對于衛(wèi)星數(shù)字廣播電視、地面數(shù)字廣播電視、有線數(shù)字廣播電視及IP電視等傳統(tǒng)的線性電視，業(yè)務成功的關(guān)鍵在于采取統(tǒng)一的視頻格式與傳輸方式，確保人們在切換頻道后能獲得一致的體驗質(zhì)量。同樣地，“先下載，后觀看”或?qū)崟r流媒體播放的視頻點播服務也遵循相同的原則。因此，基于3GPP相關(guān)標準的高速移動通信寬帶網(wǎng)絡為用戶提供線性電視傳輸服務也需要遵循一定的參數(shù)。為此，3GPP在新近發(fā)布的相關(guān)技術(shù)規(guī)范中專門作出規(guī)定，主要涉及源視頻格式（包括幀率、分辨率、視頻畫面寬高比、色度以及比特深度等）、信源編碼參數(shù)（包括編/解碼格式、隨機接入點時間以及SEI消息等）以及電視業(yè)務類型（包括線性電視、電視節(jié)目回看以及點播電視等）。另外，相關(guān)技術(shù)規(guī)范還定義了一組有限的操作要點，比如標準電視SDTV和高清電視HDTV等，以提高內(nèi)容提供商、電視廣播商及廣播電視臺等對于高速移動通信寬帶網(wǎng)絡提供廣播電視內(nèi)容分發(fā)業(yè)務的信心?！安僮饕c”定義了內(nèi)容格式與編碼格式限制條件，但仍能被視為面向用戶終端的兼容點。

3 結(jié) 語

利用5G開展廣電智慧家庭服務，將與家居生活相關(guān)聯(lián)的屏幕互聯(lián)互通，可實現(xiàn)家居生活的智能化。在智慧城市建設中，可將機頂盒等廣電技術(shù)和終端運用到工程建設，通過用戶定位進行智能化匹配，開辟精準的本地化服務。5G以及相關(guān)的AI和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，是廣電行業(yè)不可錯過的科技創(chuàng)新力量。廣電網(wǎng)絡整合將為5G建設做好準備，而5G將為廣電業(yè)務提供更多的便利，特別是內(nèi)容接收者向內(nèi)容的使用者轉(zhuǎn)變的賦能。目前，中國廣電正在積極爭取融入5G建設陣營，且擁有700 MHz的黃金頻段，在5G網(wǎng)絡建設上擁有獨特的優(yōu)勢。中國廣電在政企市場耕耘多年，有深厚的政企客戶基礎(chǔ)，可以將5G網(wǎng)絡和自身的內(nèi)容優(yōu)勢進行很好的結(jié)合，在5G時代迎接新型媒體的挑戰(zhàn)，重塑競爭力。