5G時(shí)代廣播電視傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)研究

高霄宇

（蘭州廣播電視臺(tái)，甘肅 蘭州 730030）

0 引 言

廣播電視傳輸是當(dāng)前信息傳輸?shù)闹匾问?。在融媒體時(shí)代，廣播電視傳輸業(yè)務(wù)受到較大沖擊，主要是受到自身傳輸模式應(yīng)用、信息傳輸特征等因素的影響。5G時(shí)代下，廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新，這為廣播電視快速、高效、順暢、穩(wěn)定傳輸功能的實(shí)現(xiàn)奠定了良好基礎(chǔ)。新時(shí)期，有必要深化5G通信技術(shù)在廣播電視傳輸中的應(yīng)用，推動(dòng)廣播電視傳輸?shù)娜孓D(zhuǎn)型與升級(jí)。

1 5G通信技術(shù)的特征

作為一種全新的通信傳輸技術(shù)，5G通信技術(shù)基于4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展而來(lái)，是當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在5G通信技術(shù)應(yīng)用中，用戶(hù)體驗(yàn)速率是其標(biāo)志性指標(biāo)之一。相比于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，5G通信網(wǎng)絡(luò)的理論下行速度為10 Gb·s-1，網(wǎng)絡(luò)下載速度為1.25 GB·s-1，這有效地滿(mǎn)足了新時(shí)期網(wǎng)絡(luò)信息大容量、高效率傳輸和下載的需要。從5G通信技術(shù)應(yīng)用過(guò)程來(lái)看，其本身具有超高的傳輸速率，在試驗(yàn)環(huán)境下，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)體驗(yàn)速率、移動(dòng)性分別為10 Gb·s-1和500 km·h-1。同時(shí)，5G通信網(wǎng)絡(luò)具有超大連接的特征，整體連接數(shù)目可達(dá)到每平方公里1百萬(wàn)。此外，5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延超低，端到端時(shí)延可控制在1 ms以?xún)?nèi)。值得注意的是，5G通信技術(shù)本身還具有網(wǎng)絡(luò)切片的功能，基于應(yīng)用場(chǎng)景的差異，整個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)可劃分為若干張邏輯網(wǎng)絡(luò)，且不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于不同場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了最大成本效率的有效控制，滿(mǎn)足了多元網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實(shí)際需要[1]。

2 廣播電視傳輸技術(shù)形態(tài)

2.1 微波通信

現(xiàn)階段，在我國(guó)廣播電視通信傳輸系統(tǒng)中，微波通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)占據(jù)重要位置。該通信方式使用電磁波-微波進(jìn)行通信，微波的波長(zhǎng)控制在 1 mm～1 m，頻率保持在0.3～300 GHz[2]。相比于其他通信傳輸方式，微波通信不僅具有可用頻帶寬、通信容量大的特點(diǎn)，而且在傳輸損傷、抗干擾能力等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。

2.2 光纖通信

光纖通信主要利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行信號(hào)傳輸和信息傳遞。作為一種先進(jìn)的通信方式，光纖通信系統(tǒng)的光纜由許多光纖聚集而成。在這種信息傳播方式中，光波是信息傳遞的載波，而光纖發(fā)揮傳輸媒質(zhì)的作用。現(xiàn)階段，光纖通信在有線(xiàn)電視等通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用。

2.3 無(wú)線(xiàn)廣播

作為當(dāng)前廣播電視傳輸技術(shù)發(fā)展最關(guān)鍵、最基礎(chǔ)的技術(shù)形態(tài)，無(wú)線(xiàn)廣播技術(shù)在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋中起到了至關(guān)重要的作用。無(wú)線(xiàn)廣播利用無(wú)線(xiàn)發(fā)射的方式來(lái)進(jìn)行信息傳播，這種信息傳播方式不需要設(shè)桿架線(xiàn)，覆蓋范圍較廣，而且其本身還具有擴(kuò)容能力強(qiáng)、安裝維護(hù)方便的優(yōu)勢(shì)。此外，使用無(wú)線(xiàn)廣播傳輸技術(shù)能有效降低信息傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)成本，防止信息損壞問(wèn)題發(fā)生。

3 基于5G技術(shù)的廣播電視傳輸技術(shù)升級(jí)應(yīng)用

3.1 融合廣播服務(wù)

長(zhǎng)期以來(lái)，廣播電視是最受人們青睞的媒體形式，其能通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波或?qū)Ь€(xiàn)等媒介，形象化、及時(shí)地、廣泛地傳播聲音、圖像及視頻。5G時(shí)代下，廣播電視傳輸技術(shù)取得了較大突破，其不僅能將豐富的廣播媒體內(nèi)容隨時(shí)傳遞給人們，而且能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)和非實(shí)時(shí)內(nèi)容的及時(shí)傳播。這種以數(shù)據(jù)形式、圖畫(huà)形式、文本形式進(jìn)行信息傳播的方式，打破了傳統(tǒng)廣播僅憑語(yǔ)言傳播的局限，提升了廣播電視傳輸通信的服務(wù)質(zhì)量。值得注意的是，在5G通信技術(shù)的支撐下，廣播電視傳輸使用了較為先進(jìn)的融合技術(shù)，這對(duì)于不同網(wǎng)絡(luò)和傳輸技術(shù)的自由化、無(wú)縫化轉(zhuǎn)化具有積極作用，不僅增強(qiáng)了廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，而且還可滿(mǎn)足人們的各種娛樂(lè)需求[3]。

3.2 應(yīng)急廣播

相比于傳統(tǒng)廣播，應(yīng)急廣播在信息傳輸效率、傳輸容量及穩(wěn)定性等層面的要求較高。這是因?yàn)閼?yīng)急廣播播報(bào)的內(nèi)容與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)。傳統(tǒng)廣播電視傳輸技術(shù)下，應(yīng)急廣播信息播報(bào)受設(shè)備、傳輸技術(shù)等因素的影響，使得應(yīng)急廣播很難在同一時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大范圍的信息傳播。如此一來(lái)，當(dāng)遇到突發(fā)問(wèn)題，應(yīng)急廣播傳輸容易因網(wǎng)絡(luò)過(guò)載造成網(wǎng)絡(luò)擁擠和崩潰問(wèn)題，進(jìn)而影響到應(yīng)急指揮和管理的實(shí)際效果。新時(shí)期，在5G通信技術(shù)的支撐下，廣播電視傳播技術(shù)得到了全面優(yōu)化，將基于5G技術(shù)的廣播電視傳播技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)急廣播系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)大范圍網(wǎng)絡(luò)空間的有效連接，能夠有效地解決網(wǎng)絡(luò)過(guò)載、網(wǎng)絡(luò)擁擠及網(wǎng)絡(luò)崩潰等問(wèn)題。同時(shí)，5G技術(shù)使得廣播電視傳播過(guò)程中端到端的延時(shí)能夠控制在1 ms以?xún)?nèi)，極大地保證了應(yīng)急廣播傳輸?shù)募皶r(shí)性。在5G技術(shù)支撐下，應(yīng)急廣播能為人們提供有針對(duì)性的應(yīng)急通知服務(wù)，切實(shí)保證了應(yīng)急準(zhǔn)備的有效性，提升了應(yīng)急服務(wù)的整體質(zhì)量。

3.3 遠(yuǎn)程直播

遠(yuǎn)程直播是當(dāng)前廣播電視傳輸?shù)闹匾问?。相比于傳統(tǒng)的廣播電視技術(shù)，遠(yuǎn)程直播面要面臨較多的受眾，這些受眾個(gè)體差異明顯，分布范圍較廣，這對(duì)于廣播電視傳輸技術(shù)的應(yīng)用提出了較高要求?；?G技術(shù)支撐，無(wú)線(xiàn)廣播技術(shù)能實(shí)現(xiàn)大范圍的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，而且通過(guò)自身的無(wú)限擴(kuò)容，能科學(xué)合理地完成直播信號(hào)的傳輸?；跓o(wú)線(xiàn)傳播技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程直播時(shí)，除無(wú)線(xiàn)微波信號(hào)中繼外，還可使用無(wú)線(xiàn)電視進(jìn)行信號(hào)傳輸。在實(shí)際傳輸中，通過(guò)5G技術(shù)能構(gòu)建眾多的5G鏈路，借助這些鏈路可將信息傳輸?shù)街谱鞑コ銎脚_(tái)，最后制作播出平臺(tái)可通過(guò)特定的頻道、設(shè)備，將這些直播內(nèi)容、信息、節(jié)目傳播給用戶(hù)，切實(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)的觀(guān)看需要。

3.4 VR/AR廣播

VR技術(shù)即為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，該技術(shù)能在虛擬現(xiàn)實(shí)中計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)人的心理和生理進(jìn)行分析，以此形成全新的技術(shù)形態(tài)。在超強(qiáng)仿真技術(shù)的支撐下，該技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)完成外部環(huán)境的真實(shí)模擬，同時(shí)基于人員參與，有效地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。5G時(shí)代下，VR技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展與嘗試，基于多感知性和交互性的特點(diǎn)，其受到越來(lái)越多的人的喜愛(ài)。在VR技術(shù)操作中，人們通過(guò)隨意操作并從虛擬環(huán)境中得到最真實(shí)的反饋，在調(diào)動(dòng)人們多種感官的基礎(chǔ)上，有效地增強(qiáng)了人們的真實(shí)體驗(yàn)，豐富了人們的真實(shí)情感。AR技術(shù)同樣是基于5G技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種全新技術(shù)形態(tài)，其實(shí)現(xiàn)了虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界信息的無(wú)縫連接和集成控制。需要注意的是，5G時(shí)代下，不論是VR技術(shù)還是AR技術(shù)，其均需要先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)作為支撐，同時(shí)需配套使用一定的計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備，即人們只有在5G技術(shù)支撐下，配套專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，才能接收到VR/AR廣播傳播的內(nèi)容和信息[4]。

4 基于5G技術(shù)的廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)趨勢(shì)

信息時(shí)代下，多種先進(jìn)的變更和創(chuàng)新為廣播電視傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)奠定了良好基礎(chǔ)。尤其是隨著5G技術(shù)的成熟和商業(yè)化應(yīng)用，廣播電視傳輸技術(shù)逐漸步入全新的歷史階段?，F(xiàn)階段，人們?cè)谟^(guān)看廣播電視節(jié)目的同時(shí)，期望自己能與廣播電視制作、傳播主體進(jìn)行雙向互動(dòng)，越來(lái)越多的受眾期望向廣播電視節(jié)目提出自己的想法和意見(jiàn)。這種雙向互動(dòng)需求，不僅倒逼著廣播電視傳輸技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，而且有效地提升了廣播電視整體傳播效果。從社會(huì)生活層面來(lái)看，廣播電視傳輸深刻地影響著人們生活的方方面面[5]。在5G技術(shù)下，廣播電視傳輸技術(shù)不斷進(jìn)步，在廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中，其逐漸顯露出以下兩方面的特征。

一方面，在廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)中，多種新型廣播電視得以產(chǎn)生，并且這些新產(chǎn)生的廣播電視和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)編碼技術(shù)的融合趨勢(shì)日漸增加。如在當(dāng)前的廣播傳輸中，音視頻數(shù)字編碼技術(shù)就是一種全新的技術(shù)形態(tài)，其在傳統(tǒng)音頻傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，融合使用了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了廣播電視傳輸技術(shù)的全面升級(jí)。

另一方面，在廣播電視編碼技術(shù)應(yīng)用中，反向信道技術(shù)長(zhǎng)期處于核心地位，在未來(lái)，廣播電視將要服務(wù)的受眾數(shù)量會(huì)不斷增加，服務(wù)空間也會(huì)不斷擴(kuò)大。在這一需求下，通過(guò)縮小寬帶的寬度換取遠(yuǎn)距離、低功耗傳輸，成為廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的又一趨勢(shì)。在這種趨勢(shì)下，除大用戶(hù)MAC接入技術(shù)外，單載波頻分復(fù)用技術(shù)也逐漸得到人們的關(guān)注，且其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。此外，基于5G技術(shù)支撐，在廣播電視技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)中，人們對(duì)于廣播電視通信傳播的標(biāo)準(zhǔn)化程度也提出了較高要求，且要求該技術(shù)服務(wù)的范圍不斷擴(kuò)大。對(duì)此，應(yīng)重視對(duì)廣播電視傳輸技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢(shì)把控，同時(shí)還應(yīng)注重該技術(shù)在多元服務(wù)層面的積極探索。

5 結(jié) 語(yǔ)

5G通信技術(shù)是廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的內(nèi)生動(dòng)力，人們只有充分認(rèn)識(shí)到5G通信特征和廣播電視傳輸技術(shù)應(yīng)用形態(tài)，深化5G通信技術(shù)在廣播電視傳輸中的應(yīng)用，并正確把握5G時(shí)代下廣播電視傳輸技術(shù)轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)，才能實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)通信與廣播電視傳輸技術(shù)的深層次融合，進(jìn)而提升廣播電視傳輸技術(shù)效率和質(zhì)量。