5G 通信技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用

張 津

（菏澤市廣播電視臺(tái)，山東 菏澤 274000）

0 引言

數(shù)字化時(shí)代，5G 通信技術(shù)作為一項(xiàng)革命性的創(chuàng)新，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出無限的潛力[1]。特別是在廣播電視工程領(lǐng)域，5G 技術(shù)的應(yīng)用正在推動(dòng)著廣播電視行業(yè)向前邁出堅(jiān)實(shí)的步伐。5G 通信技術(shù)以高速數(shù)據(jù)傳輸、低延遲通信等特點(diǎn)，為廣播電視行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇。本文將深入探討5G 通信技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用。

1 5G 通信技術(shù)概述

5G（5th Generation Mobile Communication Technology，5G）是指第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是繼4G 之后的新一代無線通信技術(shù)，具有高速率、低時(shí)延、高可靠及大連接等特點(diǎn)，能夠滿足多樣化的業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用場景[2]。5G 通信技術(shù)采用新的空口接口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，利用廣泛的頻譜資源，包括毫米波、亞6 GHz 和低頻段等，實(shí)現(xiàn)了全頻譜接入和靈活的頻譜管理。相比4G，5G 技術(shù)可以提供高達(dá)10 Gb·s-1的峰值速率，1 ms 以下的端到端時(shí)延，每平方千米100 萬個(gè)連接，以及90%以上的頻譜利用率。這些特性使得5G 技術(shù)能夠滿足未來海量數(shù)據(jù)傳輸和多樣化業(yè)務(wù)需求。

5G 通信技術(shù)還采用了軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)功能的軟件化、資源的集中化、服務(wù)的自動(dòng)化以及管理的云化，降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本和復(fù)雜度。SDN可以將網(wǎng)絡(luò)控制層與數(shù)據(jù)層分離，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)配置和優(yōu)化；NFV 可以將網(wǎng)絡(luò)功能從專用硬件設(shè)備中解耦，以虛擬化的方式部署到通用服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的快速部署和彈性擴(kuò)展；云化可以將網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)集中在云端，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高效管理和運(yùn)維。

2 5G 通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 提高廣播電視節(jié)目的整體質(zhì)量

5G 利用其高頻譜效率和高頻段的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，對于廣播電視領(lǐng)域至關(guān)重要，特別是在高清和超高清視頻傳輸方面[3]。傳統(tǒng)廣播電視信號(hào)需要經(jīng)過壓縮處理，可能會(huì)損害圖像和音頻質(zhì)量，而5G 的高速傳輸特性可以保證視頻內(nèi)容以原始質(zhì)量進(jìn)行傳送，避免了壓縮造成的失真，使得觀眾能夠更清楚地欣賞內(nèi)容，細(xì)節(jié)更加鮮明，對于提升體育賽事、電影和電視劇等節(jié)目的觀看體驗(yàn)非常有益。5G 通信技術(shù)的低延遲通信可以達(dá)到毫秒級別，對于實(shí)時(shí)廣播非常重要，如新聞報(bào)道、體育比賽和互動(dòng)游戲等。5G 技術(shù)通過提高信號(hào)處理速度、采用先進(jìn)的傳輸協(xié)議等方式降低了通信延遲，使得觀眾能夠與節(jié)目進(jìn)行互動(dòng)，提出問題或查看實(shí)時(shí)評論，增強(qiáng)了廣播電視的參與感和時(shí)效性，從而提高了整體質(zhì)量。

2.2 降低廣播電視節(jié)目的制作成本

廣播電視行業(yè)需要大量的通信流量來傳輸高清、4K、8K 等高質(zhì)量的視頻和媒體內(nèi)容[4]。在傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，這種流量消耗會(huì)導(dǎo)致昂貴的運(yùn)營費(fèi)用。但在5G 通信網(wǎng)絡(luò)中，這種問題得到了有效解決。5G 通信技術(shù)具有高速率、低時(shí)延、大連接等優(yōu)勢，可以顯著降低流量成本并提高傳輸效率。5G網(wǎng)絡(luò)可以支持每秒數(shù)十兆比特到數(shù)百兆比特的數(shù)據(jù)傳輸速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4G 網(wǎng)絡(luò)。這意味著廣播電視業(yè)務(wù)可以在5G 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低延遲、穩(wěn)定可靠的視頻流傳輸，節(jié)省了流量開支。5G 通信技術(shù)還為廣播電視行業(yè)帶來了新的媒體資源管理系統(tǒng)。通過5G 網(wǎng)絡(luò)，廣播電視工作者可以實(shí)現(xiàn)媒體資源的快速、高效、安全的管理和分發(fā)。5G 通信技術(shù)在廣播電視行業(yè)的應(yīng)用，可以降低制作成本，為廣播電視業(yè)務(wù)提供更高效、更創(chuàng)新、更互動(dòng)的制作和傳輸方式。

2.3 拓展新的廣播電視節(jié)目形式以迎合觀眾需求

5G 技術(shù)可以讓直播節(jié)目的觀眾感受到更真實(shí)的現(xiàn)場氛圍，無論是體育賽事還是綜藝娛樂。通過5G 技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)的結(jié)合，直播節(jié)目可以提高觀眾的參與感和沉浸感，從而增加節(jié)目的吸引力和觀眾數(shù)量[5]。VR 技術(shù)可以讓觀眾通過佩戴專用設(shè)備如頭盔、手套等，進(jìn)入一個(gè)由計(jì)算機(jī)生成的三維虛擬環(huán)境，感受到與真實(shí)環(huán)境相似或超越的視覺、聽覺、觸覺等感官刺激。利用5G 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高清、流暢、低延遲的VR 視頻傳輸，讓觀眾在家中就能享受到身臨其境的直播體驗(yàn)。

AR 技術(shù)可以讓觀眾通過使用智能手機(jī)、平板電腦、智能眼鏡等設(shè)備，將計(jì)算機(jī)生成的虛擬信息如圖像、文字、音頻等疊加到真實(shí)環(huán)境中，形成一種混合現(xiàn)實(shí)。利用5G 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、低功耗的AR 數(shù)據(jù)傳輸，讓觀眾在觀看直播時(shí)能夠獲取更多的相關(guān)信息和互動(dòng)功能。這種節(jié)目形式的優(yōu)勢在于充分利用5G 技術(shù)，結(jié)合VR/AR 技術(shù)的創(chuàng)新性和趣味性，提升觀眾的觀看質(zhì)量和參與度，增加節(jié)目的吸引力和影響力。

3 5G 通信技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用策略

3.1 構(gòu)建5G 采集傳輸平臺(tái)

在廣播電視工程中，構(gòu)建5G 采集傳輸平臺(tái)是一項(xiàng)戰(zhàn)略性舉措，旨在充分利用5G 通信技術(shù)的卓越特性，使廣播電視行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程制播和實(shí)時(shí)內(nèi)容傳輸?shù)木薮箫w躍。借助5G 通信技術(shù)提供的高速數(shù)據(jù)傳輸、低延遲和穩(wěn)定性，廣播電視單位可以在多個(gè)領(lǐng)域獲得巨大的優(yōu)勢。實(shí)時(shí)內(nèi)容采集和傳輸變得更為高效，觀眾可以在幾乎無延遲的情況下欣賞高質(zhì)量的內(nèi)容；遠(yuǎn)程制播變得可行，為不同地點(diǎn)的主持人、制片人和技術(shù)團(tuán)隊(duì)提供了合作的機(jī)會(huì)，從而提高了制作效率，降低了成本。觀眾可以選擇多個(gè)視頻角度，提高了互動(dòng)性和娛樂價(jià)值。5G 采集傳輸平臺(tái)還在應(yīng)急報(bào)道、新聞采集和資源利用優(yōu)化方面發(fā)揮重要作用，為廣播電視行業(yè)帶來了更大的靈活性和創(chuàng)新性。這一策略為廣播電視行業(yè)的未來發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，能夠滿足觀眾對更高質(zhì)量、更實(shí)時(shí)和更互動(dòng)性媒體內(nèi)容的不斷增長需求，提高了行業(yè)的效率和競爭力。

3.2 升級廣播電視技術(shù)

在5G 通信技術(shù)的支持下，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率顯著增強(qiáng)。廣播電視行業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，開發(fā)更高清晰度的圖像資源，如4K 超高清電視。這種電視畫面分辨率是普通高清電視的4 倍，細(xì)膩逼真，能給觀眾帶來震撼的視覺體驗(yàn)。超高清電視為廣播電視提供了更高質(zhì)量的內(nèi)容，對傳輸帶寬和編碼技術(shù)提出更高要求。5G 通信技術(shù)以其高帶寬和低延遲的特點(diǎn)，非常適合傳輸超高清電視內(nèi)容。觀眾可以在不受網(wǎng)絡(luò)延遲和緩沖的情況下享受高質(zhì)量的視聽體驗(yàn)。廣播電視行業(yè)應(yīng)充分利用這些特點(diǎn)，確保4K 和未來更高分辨率的內(nèi)容能夠流暢地傳輸?shù)接^眾的終端上。

5G 通信技術(shù)還具有低延遲和傳輸平穩(wěn)順暢的特點(diǎn)，為廣播電視行業(yè)提供了現(xiàn)場制作節(jié)目的機(jī)遇，從而提高媒體資源的時(shí)效性。觀眾可以實(shí)時(shí)地觀看各種現(xiàn)場活動(dòng)，如體育比賽、新聞事件等，而不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难舆t影響。5G 通信技術(shù)的高帶寬和高傳輸速度使廣播電視行業(yè)能夠更好地整合各種媒體資源，包括整合城市內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)資源，提供實(shí)時(shí)信息，以提升用戶獲取信息的便捷程度。例如，可以為城市提供完整的廣播體系，整合各種多媒體內(nèi)容，從而提供多元化、實(shí)時(shí)的服務(wù)。

3.3 建立5G 核心網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)

在廣播電視工程領(lǐng)域，建立5G 核心網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)，推動(dòng)廣播電視領(lǐng)域與5G 通信技術(shù)的深度融合，能夠滿足不斷增長的媒體消費(fèi)需求，提供更多創(chuàng)新性的服務(wù)。5G 核心網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)功能模塊包括廣播寬帶切換、用戶畫像生成等。廣播寬帶切換使得廣播電視信號(hào)與廣播互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)之間平滑切換，確保觀眾在不同媒體平臺(tái)上獲取內(nèi)容，不僅提供了更廣泛的觀看方式，還為廣告商提供了更多渠道來接觸潛在客戶。用戶畫像生成模塊借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過分析用戶的觀看習(xí)慣、興趣和行為，創(chuàng)建個(gè)性化的用戶畫像，為廣播電視單位提供了寶貴的信息，可以用于個(gè)性化推薦內(nèi)容和定制廣告投放。通過這種方式，廣播電視單位能夠更好地滿足觀眾的需求，提高節(jié)目的吸引力，提升廣告的有效性。建立5G 核心網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)，不僅拓寬了應(yīng)用場景，還為廣播電視工程提供了更高的靈活性和創(chuàng)新性。這種架構(gòu)的實(shí)施使廣播電視行業(yè)能夠更好地適應(yīng)數(shù)字時(shí)代的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)語

5G 通信技術(shù)在廣播電視工程中的應(yīng)用具有巨大的潛力，將推動(dòng)廣播電視行業(yè)進(jìn)一步迎接數(shù)字化時(shí)代。結(jié)合5G 技術(shù)的特點(diǎn)和廣播電視的需求，廣電單位能夠?yàn)橛^眾提供更出色的節(jié)目體驗(yàn)，提高效率并創(chuàng)造更多的創(chuàng)新。未來，廣播電視行業(yè)將繼續(xù)受益于這一高新技術(shù)，為觀眾提供更多精彩的內(nèi)容。