5G技術(shù)與廣播電視的融合應(yīng)用

黃雨石

（大慶油田信息技術(shù)公司網(wǎng)絡(luò)運行維護分公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引 言

在當(dāng)今數(shù)字時代，通信技術(shù)的迅速演進給廣播電視領(lǐng)域帶來了巨大的機遇和挑戰(zhàn)。5G是第五代移動通信技術(shù)，以其高速傳輸、超低延遲、多連接性和網(wǎng)絡(luò)切片等優(yōu)勢，引發(fā)了廣播電視行業(yè)的革命性變革。本文旨在深入探討5G技術(shù)與廣播電視的融合應(yīng)用，關(guān)注如何利用5G技術(shù)實現(xiàn)4K/8K高清直播、遠程制作、虛擬現(xiàn)實慢直播和智慧電臺等方面的創(chuàng)新，推動5G技術(shù)與廣播電視的深度融合，為觀眾帶來超高清、高流暢度、沉浸式、臨場感的廣播電視視聽體驗。

1 5G技術(shù)發(fā)展概述

1.1 5G技術(shù)的概念及特點

5G技術(shù)是第五代移動通信技術(shù)，其核心是提供更快、更可靠、更多功能的移動通信網(wǎng)絡(luò)，以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)需求和新興應(yīng)用的需求[1]。5G技術(shù)具有以下特點：

（1）更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。5G網(wǎng)絡(luò)具有比前一代4G網(wǎng)絡(luò)更高的峰值數(shù)據(jù)傳輸速度，可以在理想條件下實現(xiàn)Gb·s-1級別的速度。這使得大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸、高清視頻流和虛擬現(xiàn)實等應(yīng)用變得更加順暢。

（2）低時延。5G網(wǎng)絡(luò)時延低至1 ms，對于實時應(yīng)用如遠程醫(yī)療手術(shù)、自動駕駛汽車和工業(yè)自動化等具有關(guān)鍵意義。

（3）多連接性。5G支持大規(guī)模設(shè)備連接，可滿足物聯(lián)網(wǎng)需求，連接數(shù)從每平方千米的數(shù)千個到每平方千米的數(shù)百萬個。

（4）網(wǎng)絡(luò)切片。5G允許將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，以滿足不同應(yīng)用的需求[2]。

1.2 5G技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2019年6月，工業(yè)和信息化部發(fā)放5G商用牌照，這是5G在我國的商用元年。2019年10月，工業(yè)和信息化部批準5G基站入網(wǎng)。2020年12月，工業(yè)和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通頒發(fā)5G中低頻段頻率使用許可證。2021年7月，多部門聯(lián)合印發(fā)《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃（2021—2023年）》。2022年10月，中國信息通信研究院牽頭的國際首個5G終端空口性能標準正式發(fā)布。截至2023年7月，我國已累計建成5G基站305.5萬個，占移動基站總數(shù)的26.9%。目前，5G技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、能源、教育、醫(yī)療、文旅、智慧城市、信息消費及金融等領(lǐng)域[3]。

2 5G技術(shù)與廣播電視的融合應(yīng)用

2.1 5G+4K/8K直播

5G具備大寬帶、高速率、低延時等特點，這符合超高清視頻對傳輸?shù)男枨蟆?G+4K/8K超高清視頻的融合應(yīng)用，以低延時、高質(zhì)量、全鏈路的優(yōu)勢，為廣播電視單位提供多場景現(xiàn)場直播方案[4]。5G+4K/8K直播主要由多機位信號、4K/8K轉(zhuǎn)播車、4K/8K編碼器、5G背包等設(shè)備組成。5G+4K/8K直播系統(tǒng)能夠為廣播電視單位的直播活動提供一站式解決方案，支持現(xiàn)場多方式編碼回傳、多格式接收解碼、多格式轉(zhuǎn)碼、多屏分發(fā)以及收錄后期制作。5G+4K/8K直播實現(xiàn)全鏈路4K/8K高動態(tài)范圍（High Dynamic Range，HDR），支持60 f·s-1、BT.2020寬色域、10 bits量化、動態(tài)HDR等技術(shù)[5]。

5G+4K/8K直播的應(yīng)用十分廣泛，被應(yīng)用于娛樂演藝、體育節(jié)目、新聞節(jié)目直播活動中。以2019年國際籃聯(lián)籃球世界杯北京賽場直播活動為例，這是全球首次采用5G+8K技術(shù)對籃球世界杯進行直播測試，通過全球首臺5G+8K轉(zhuǎn)播車，配合8K專業(yè)轉(zhuǎn)播訊道攝像機，完成比賽現(xiàn)場的攝錄與制作工作，并在多地部署超高清發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）大屏、電視、激光投影、顯示終端，為觀眾帶來全新的大屏超高清體育賽事觀看體驗。以2021年“4K音樂現(xiàn)場——超清廣州·唱響白云”5G+4K/8K+虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）云直播演唱會斯琴格日樂（及樂隊）轉(zhuǎn)場為例，由4K花園、新媒股份、廣東音樂之聲等多家單位聯(lián)合主辦，依托5G+4K/8K+VR等技術(shù)完成直播及錄制，通過8K VR攝像機進行全程直播與錄制，依托5G VR云平臺為觀眾提供VR端直播觀看體驗，最終以多屏互動、大屏端到移動端、橫屏豎屏等多種觀看方式，為觀眾帶來一場超高清、沉浸式直播盛宴。

2.2 5G+4K/8K遠程制作

5G技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，為廣播電視超高清、專業(yè)級制作提供了傳輸和運營支持，在一些大型賽事、綜藝活動中，通過5G+4K/8K遠程制作，保障現(xiàn)場多機位信號的穩(wěn)定回傳，中心端多機位高質(zhì)量同步制作，并為播控端提供安全播出保障。5G+4K/8K遠程制作系統(tǒng)由多機位信號、多機位編碼設(shè)備、多機位解碼設(shè)備、超高清演播室、播控平臺及多終端播出等組成，為大型體育賽事、真人秀綜藝等提供遠程制作服務(wù)。

以2020年中央廣播電視總臺（以下簡稱央視）春節(jié)聯(lián)歡晚會（以下簡稱春晚）為例，這是中央廣播電視總臺首次實現(xiàn)5G+8K超高清遠程直播，依托5G技術(shù)將珠海、鄭州兩地分會場的信號實時傳送，通過5G端到端技術(shù)，將千里之外的超高清畫面在北京活動現(xiàn)場的大屏幕完美呈現(xiàn)。這是5G+4K/8K遠程制作的重要嘗試與突破。鄭州分會場首次采用手機代替終端TUE完成傳輸工作，配合5G背包實現(xiàn)單兵便攜裝備直播推流，再通過5G網(wǎng)絡(luò)完成現(xiàn)場實時影像的傳輸，為廣播電視單位遠程制作提供了前后期一體化生產(chǎn)、收錄、制作、互動、運營等支持。

以2021年第十四屆全國運動會開幕式及重點賽事新聞報道及轉(zhuǎn)播為例，數(shù)碼視訊公司為本次活動提供5G+4K/8K遠程制作設(shè)備及技術(shù)支持，包括5G直播背包、解碼器、超高清轉(zhuǎn)播車等，依托數(shù)碼視訊編解碼技術(shù)，完成專線、互聯(lián)網(wǎng)、5G等傳輸環(huán)境的高質(zhì)量編解碼。在此次全運會遠程制作工作中，數(shù)碼視訊公司采用十多臺5G直播背包完成信號采集、編碼壓縮、傳輸?shù)裙ぷ?，為遠程制作、混采區(qū)采訪、多視角賽場直播等提供了穩(wěn)定的傳輸支持，給觀眾帶來超高清、超流暢的賽事觀看體驗[6]。

2.3 5G+VR慢直播

5G技術(shù)在直播領(lǐng)域的另一大應(yīng)用是5G+VR慢直播。VR直播依托虛擬現(xiàn)實技術(shù)打造真實元素與虛擬畫面交互的直播場景，帶給觀眾沉浸式的直播觀看體驗，慢直播是直播的重要形式之一，5G+VR慢直播讓觀眾能夠24 h、360°沉浸式體驗直播活動，被廣泛應(yīng)用于旅游景點直播、新聞事件追蹤等場景。2020年，廣東聯(lián)通以5G+VR慢直播形式打造24 h、360°全景觀光平臺，讓觀眾能夠在全天觀賞廣州塔、一江兩岸美景。此后，廣州聯(lián)通在珠江新城、白云山等多個地標設(shè)置5G+VR慢直播點，慢直播觀看量超過3 000萬人次。2020年，九寨溝首次開啟5G+VR慢直播，在九寨溝五花海、長海、樹正群海景區(qū)開展5G+VR慢直播活動，將九寨溝美景通過央視頻、四川觀察、人民網(wǎng)四川頻道等多平臺同步直播。2022年，呼和浩特市文旅廣電局、中國電信呼和浩特分公司聯(lián)合央視網(wǎng)推出“美麗青城·草原都市 呼和浩特歡迎您——魅力呼和浩特5G+4K+VR慢直播”活動，依托全覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)，向觀眾呈現(xiàn)呼和浩特的美景。觀眾通過央視網(wǎng)、新華社、人民日報等全網(wǎng)主流平臺，24 h沉浸式、超高清體驗呼和浩特的魅力風(fēng)景。

2.4 5G智慧電臺

5G智慧電臺是5G技術(shù)在廣播領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。5G智慧電臺成立于2020年，由5G高新視頻多場景應(yīng)用國家廣播電視總局重點實驗室智慧音頻研究中心自主研發(fā)，是湖南廣播影視集團有限公司（臺）全資子公司湖南平安小精靈文化發(fā)展有限公司的重點項目[7]。5G智慧電臺擁有“一套系統(tǒng)、兩項技術(shù)、三個套系、四項在地內(nèi)容、五分鐘”特點。一套系統(tǒng)即5G+AI技術(shù)+內(nèi)容+系統(tǒng)，兩項技術(shù)即語音合成技術(shù)+語音編輯系統(tǒng)，三個套系即私家車+音樂+資訊，四項在地內(nèi)容即天氣+路況+本地新聞+本地資訊，五分鐘即五分鐘創(chuàng)辦一家電臺，實現(xiàn)365天24 h全天候播報。5G智慧電臺imango 4.0系統(tǒng)是全國首個廣播區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用平臺，為各種類型電臺智能升級提供保障。系統(tǒng)由播出、控制臺、新聞云、節(jié)目云、機器人及編輯等功能模塊組成，基于區(qū)塊鏈技術(shù)為音頻內(nèi)容提供安全保障，具備三級等保、新聞三審、智能抓取、智能播報、智能編排、一件生成、AI主播、節(jié)目商城、智能監(jiān)控、用戶界面（User Interface，UI）交互以及云端分發(fā)等特點。當(dāng)前，5G智慧電臺為聽眾提供了豐富的節(jié)目資源，節(jié)目類型包括黨史黨建板塊、語言板塊、音樂板塊、芒果綜藝自制板塊、農(nóng)業(yè)農(nóng)村板塊、劇集板塊等，滿足聽眾多樣化的廣播節(jié)目需求[8]。

3 結(jié) 語

本文深入探討了5G技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的融合應(yīng)用，分析了5G技術(shù)的特點，包括高速度、低延遲、多連接性和網(wǎng)絡(luò)切片，以及這些特點如何催生了4K/8K直播、遠程制作、VR慢直播和智慧電臺等應(yīng)用。未來，期待5G技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新，為觀眾提供更高質(zhì)量、互動性更強的內(nèi)容，同時為制作人員提供更高效、靈活的工具，推動智慧廣電戰(zhàn)略的進一步落地與發(fā)展。