5G時(shí)代廣播電視傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)型與升級

■ 山東省廣播電視傳輸保障中心：衣可斌

目前，5G技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于各個行業(yè)和領(lǐng)域。對于廣電業(yè)而言，與5G技術(shù)的結(jié)合將大大提高廣電業(yè)的傳輸效率和質(zhì)量，以滿足各類觀眾收看節(jié)目的需求；它還可以促進(jìn)應(yīng)急廣播、遠(yuǎn)程直播等廣播電視模式的創(chuàng)新發(fā)展，有利于提升廣播電視媒體的市場競爭力。面對5G新媒介的沖擊，電臺和電視傳媒要積極地融入5G時(shí)代，主動利用5G技術(shù)，以便加速廣播電視技術(shù)的改造和升級。這將有助于我國廣播電視事業(yè)提供高質(zhì)量的電視節(jié)目，滿足用戶個性化的收看需要，是我國廣播電視事業(yè)發(fā)展的必然要求。

1. 5G時(shí)代廣播電視傳輸?shù)奶攸c(diǎn)

1.1 高速率

5G不僅延續(xù)了4G的穩(wěn)定框架，而且還將使5G的通訊速度得到進(jìn)一步提升。當(dāng)前，其下載速度可達(dá)20 gb/s比4G(1 gb/s）快20倍。從移動連接數(shù)量來看，2016年4G全網(wǎng)連接數(shù)量為80億，2021年5G全網(wǎng)連接數(shù)量為110億。更高的傳輸速度，增加了網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)，使使用者可以更快速、更便利地使用網(wǎng)絡(luò)。在廣播業(yè)和電視業(yè)中，一般采用低波段（600 MHz ～2.925 GHz）進(jìn)行信號發(fā)送，具有較高的覆蓋率和較低的運(yùn)行成本。但缺點(diǎn)也是顯而易見的，就是在低頻帶中，只有很少的持續(xù)資源，而且傳輸速度也有一定的局限性。在第四代移動通信系統(tǒng)中，通過對多個不連續(xù)的載頻的綜合，目前，國內(nèi)電臺、電視臺的信號傳輸已基本達(dá)到了要求。在5G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的今天，高頻（70 GHz）以上資源將是今后廣電業(yè)發(fā)展必須加以充分挖掘與應(yīng)用的重要資源。高頻率資源具有高頻率和短波長的特性，為了滿足電臺和電視臺的通訊要求，在安裝天線的時(shí)候要適當(dāng)?shù)乜s短兩座信號塔的間距，在本地組成一個天線陣，以確保高速通訊，以提高廣播和電視信號傳輸速率。

1.2 大容量

D2D(Dynamic Connection)(Dynamic Connection，D2D）是5G環(huán)境下一種新興的廣播業(yè)與電視業(yè)發(fā)展模式。在這種方式下，不需要任何的中繼站，就能實(shí)現(xiàn)各個終端之間的信息交換，這對于實(shí)現(xiàn)廣播電視的遠(yuǎn)程制作和播出有著重要的意義。但是，該方法在無線局域網(wǎng)中的應(yīng)用，對無線局域網(wǎng)的覆蓋范圍、傳輸能力等方面都有較高的要求。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)的能量消耗越來越大。4G的頻道頻寬適用于Cat-NB1loT頻道，可達(dá)200 MHz。5G技術(shù)的出現(xiàn)，為寬帶物聯(lián)網(wǎng)帶來了新的突破，其信道帶寬極限可達(dá)100 MHz（低于6GHz)，在6 GHz及更高頻率時(shí)，最高可達(dá)到400 MHz。另外， 5G網(wǎng)絡(luò)可以在滿足遠(yuǎn)程通訊需要的同時(shí)，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的約束，從而減少無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的帶寬占用，減少無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的帶寬占用。更好地減少物聯(lián)網(wǎng)的操作能量消耗，進(jìn)一步減少物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行能量消耗。

1.3 低延時(shí)

在4G時(shí)代，LTE網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)延遲降低到10 ms以下，實(shí)現(xiàn)了廣播和電視的快速傳輸。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，諸如電視轉(zhuǎn)播等多種方式的出現(xiàn)，對LTE網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性要求越來越高。5G技術(shù)將進(jìn)一步優(yōu)化LTE網(wǎng)絡(luò)的幀間結(jié)構(gòu)，在物理層次上將延遲效應(yīng)減小到1 ms以下，從而更好地適應(yīng)新時(shí)代廣播電視節(jié)目的播放需求。

2. 廣播電視傳輸技術(shù)形態(tài)

2.1 微波通信

目前，微波通信網(wǎng)的傳輸技術(shù)在國內(nèi)的廣播電視傳輸系統(tǒng)中占有相當(dāng)?shù)牡匚?。這種通信方式采用電磁波-微波進(jìn)行通信，其波長為1mm至1m，頻率為0.3至300 GHz。與其他通信傳輸方式相比，微波通信在帶寬和通信容量上更大，在傳輸損傷和抗干擾能力上具明顯優(yōu)勢。

2.2 光纖通信

光導(dǎo)纖維通信是以纖維為中心進(jìn)行通信的一種方法。光纖通信作為一種新興的通信方式，它的光纜一般都是由若干個纖維構(gòu)成。其中，利用纖維作為傳輸介質(zhì)。當(dāng)前，在CATV等通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中普遍采用了光纖通信。

2.3 . 無線通信

無線電臺是當(dāng)前發(fā)展電臺與電視的基礎(chǔ)與核心技術(shù)，在提高無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面方面起到了重要作用。無線廣播是用無線發(fā)送的方法來傳播信息，不需要設(shè)置桿架線，具有較大的覆蓋面，而且它還具有擴(kuò)展能力強(qiáng)、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。此外，無線轉(zhuǎn)播技術(shù)，既可降低轉(zhuǎn)播成本，又可防止轉(zhuǎn)播過程中所產(chǎn)生的資料泄露。

3. 5G時(shí)代廣播電視傳輸技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在遠(yuǎn)程控制播放領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，廣播電視行業(yè)也開始加速應(yīng)用其技術(shù)。5G技術(shù)與遠(yuǎn)程視頻節(jié)目深度融合，提升了廣播電視遠(yuǎn)程播放質(zhì)量。通過5G技術(shù)，廣播電視可以實(shí)現(xiàn)更高清晰度、更流暢的遠(yuǎn)程視頻直播，同時(shí)也能夠提高傳輸速度和穩(wěn)定性，為觀眾提供更好的觀看體驗(yàn)?；?G的無線轉(zhuǎn)播技術(shù)可以增加信號臺，擴(kuò)大轉(zhuǎn)播容量，為電視控制播放信號的傳輸提供技術(shù)支持。這種技術(shù)可以支持更多的信號轉(zhuǎn)播，更好地滿足觀眾的需求，同時(shí)也為電視控制播放信號的傳輸提供更好的技術(shù)支持，提高了傳輸效率和穩(wěn)定性。5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)播可以利用中繼站、有線電視等節(jié)點(diǎn)構(gòu)造更為復(fù)雜的5G鏈路，將信號傳遞到生產(chǎn)和播出平臺，再傳輸?shù)浇K端用戶的數(shù)字電視。這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更長距離的信號傳輸，不受地理位置限制，同時(shí)也可以通過構(gòu)造更為復(fù)雜的5G鏈路，提高傳輸效率和穩(wěn)定性，保證視頻質(zhì)量。5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)播不僅能使用中繼站傳輸無線微波信號，還能利用有線電視完成信號傳輸，覆蓋面積更大。有線電視可以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定、更高速的信號傳輸，同時(shí)也能夠覆蓋更廣的區(qū)域，為廣播電視行業(yè)提供更多的應(yīng)用場景和機(jī)會。總之，5G技術(shù)與廣播電視的深度融合，不僅能夠提高廣播電視的遠(yuǎn)程播放質(zhì)量，也為廣播電視行業(yè)帶來了更多的應(yīng)用場景和機(jī)會。未來，我們有理由相信，5G技術(shù)將會為廣播電視行業(yè)帶來更多的創(chuàng)新和突破。

3.2 在應(yīng)急廣播領(lǐng)域的應(yīng)用

在5G技術(shù)尚未成熟與發(fā)展之前，受硬件、技術(shù)等方面的制約，應(yīng)急廣播無法在同一時(shí)間內(nèi)完成大范圍的數(shù)據(jù)傳輸，而需要在各個時(shí)間段分次完成，這將大大影響它的實(shí)用價(jià)值。另外，在突發(fā)事件發(fā)生的時(shí)候，因?yàn)樵跇O短的時(shí)間里，大量的數(shù)據(jù)流就會進(jìn)入到一個新的系統(tǒng)中，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的擁塞；它會對應(yīng)急指揮和遠(yuǎn)程調(diào)度等工作產(chǎn)生不利的影響。隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及與應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)在我國的應(yīng)用得到了極大的提升。首先，利用5G技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在同一時(shí)間點(diǎn)上，將信息分散到較大的網(wǎng)絡(luò)空間。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較小，使得緊急情況下的廣播信息能夠被同時(shí)傳送到多個目標(biāo)上，從而為緊急情況下的處理提供了技術(shù)支撐。而5G網(wǎng)絡(luò)的容量更大，承載能力更高，即使是在海量的信息流中，也能夠保持網(wǎng)絡(luò)的暢通，不至于出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況。在緊急情況下，700MHz的5G技術(shù)被廣泛應(yīng)用于緊急情況下的廣播。在農(nóng)村，700MHz5G的覆蓋范圍為7.6 km，4G的同樣情況下，700MHz5G的覆蓋范圍只有1.3 km。從這一點(diǎn)可以看出，為了實(shí)現(xiàn)同樣的覆蓋，這兩種方式的基站數(shù)目比例應(yīng)在6∶1左右。所以，在緊急情況下使用5G技術(shù)，對于節(jié)省基站建設(shè)費(fèi)用也是有益的。

3.3 在VR/AR廣播領(lǐng)域的應(yīng)用

在5G技術(shù)的推動下，VR/AR技術(shù)在廣播、影視等行業(yè)得到了越來越多的應(yīng)用。其中，VR技術(shù)是以計(jì)算機(jī)、傳感器以及仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，對真實(shí)的外部環(huán)境進(jìn)行模擬，通過機(jī)器與人的實(shí)時(shí)交互，能夠豐富人的多感知體驗(yàn)。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，VR廣播電視的應(yīng)用越來越廣泛，越來越具有智能交互和多感知交互的特征。比起以前那種只能被動地收聽廣播、電視的模式，在5G技術(shù)的加持下，虛擬實(shí)境廣播將為用戶提供更多的選擇。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，使用者可以自由地操控和挑選自己喜愛的節(jié)目，并能獲得即時(shí)、直觀和真實(shí)的反饋。這樣，用戶可以享受到更好的收聽效果。隨著5G時(shí)代的來臨，AR技術(shù)也成為了一種新的技術(shù)形式，并得到了廣泛的應(yīng)用。AR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬與真實(shí)世界的無縫對接，能夠?qū)⒄鎸?shí)世界呈現(xiàn)在虛擬環(huán)境中，使用戶能夠足不出戶地利用AR技術(shù)獲取真實(shí)的信息?；?G的VR/AR廣播電視，必須采用更先進(jìn)、更高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)以及與之相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)硬件，從而保證VR/AR廣播電視的內(nèi)容和信息更全面地展現(xiàn)給使用者。

4. 5G時(shí)代廣播電視傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)型與升級策略

4.1 基于5G技術(shù)的廣播電視傳輸技術(shù)

在信息時(shí)代的背景下，多種先進(jìn)的變革和創(chuàng)新為廣播電視傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)型和升級提供了良好的基礎(chǔ)。特別是第五代移動通信技術(shù)的發(fā)展，使無線通信技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。目前，觀眾在收看廣播電視節(jié)目的過程中，期待著能夠與廣播電視的制作者、傳播者等產(chǎn)生積極的互動，觀眾也期待著對廣播電視節(jié)目的看法。這一雙向交互需要，既是對廣播電視傳播技術(shù)的一種推動，也是對廣播電視傳播質(zhì)量的一種有力推動。在社會生活層次上，廣播和電視的傳播對人民生活的各個方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，也呈現(xiàn)出了新的特點(diǎn)。一方面，隨著廣播電視傳輸技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級，涌現(xiàn)出了多種新型的廣播電視，而且這些新出現(xiàn)的廣播電視與移動互聯(lián)網(wǎng)編碼技術(shù)的融合趨勢日益增強(qiáng)。另外，在廣播電視的編碼技術(shù)中，逆通道技術(shù)一直是其核心技術(shù)。廣播和電視將為廣大觀眾提供更多的服務(wù)，為廣大觀眾提供更廣闊的服務(wù)空間。在這種要求下，以“窄化”的寬頻帶換取“長距離”“低功耗”的傳輸方式，是目前我國廣播電視傳輸技術(shù)發(fā)展的另一大潮流。為此，既要加強(qiáng)對廣播電視技術(shù)規(guī)范化發(fā)展方向的把握，又要加強(qiáng)對這一技術(shù)在多種服務(wù)層次上的探索。

4.2 5G時(shí)代廣播電視傳輸技術(shù)的升級策略

（1）優(yōu)化資源渠道，完善基礎(chǔ)設(shè)施與信息設(shè)備

5G的到來，極大地改變了廣播和電視等媒介的傳輸模式，并對基礎(chǔ)設(shè)施和信息設(shè)備的需求也隨之提高。為了能夠與5G時(shí)代的背景下，在廣播電視傳輸技術(shù)的變革和應(yīng)用相匹配，必須要在基礎(chǔ)設(shè)施、信息裝備等方面進(jìn)行更多的改進(jìn)，并將其打好堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。唯有如此，方能確保電臺和電視的信號傳輸和新聞報(bào)道的順利進(jìn)行。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須要有一套長遠(yuǎn)的資金投入體系。要立足自身業(yè)務(wù)需求，緊貼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最前沿。利用新技術(shù)、新裝備，提升廣播、電視的生產(chǎn)品質(zhì)，保留大批忠誠的聽眾，提升他們的聆聽體驗(yàn)，讓其在市場上更有競爭力。比如，在5G時(shí)代，語音操控、智能控制等技術(shù)已經(jīng)日趨完善，可以將其運(yùn)用到廣播電視傳輸技術(shù)中，更好地滿足數(shù)字電視用戶的需求。此外，隨著5G技術(shù)的發(fā)展，諸如多天線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，終端直連，這些都將成為未來5G技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。從而，對我國的廣播電視進(jìn)行了技術(shù)改造和升級。

（2）開發(fā)特色功能，滿足觀眾觀看節(jié)目的個性需求

短視頻作為一種新興的社交媒體，能夠有效地挖掘用戶的生活片段，并支持評論、剪輯等內(nèi)容，越來越受年輕人的歡迎。在當(dāng)前的媒體競爭環(huán)境下，要加強(qiáng)自己的競爭力，就要主動地與5G、新媒體、互聯(lián)網(wǎng)+等一系列新技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行融合發(fā)展，以滿足當(dāng)今用戶的多元化、個性化的需要，提升廣播電視節(jié)目的收視率。增加客戶的黏性。舉例來說，電臺和電視臺可以將條形碼放置在一個程序的下方，以便讓觀眾一目了然。通過線上互動的方式，一方面可以為節(jié)目制片人與節(jié)目觀眾之間架起一道溝通的橋梁，讓節(jié)目制片人可以更好地理解到觀眾的真實(shí)想法，從而為下一步的節(jié)目改進(jìn)提出方向和思路。并以提高公眾的參與度和閱歷度來增加節(jié)目的魅力。在5G年代，不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新并開發(fā)一些特殊功能也不失為一個好方法。可以讓廣播電視臺在5G時(shí)代，擁有更高的收視率，更有競爭力。

5. 結(jié)束語

隨著5G技術(shù)的崛起，廣播電視領(lǐng)域正面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。5G技術(shù)的高速率和廣泛覆蓋將提供更高質(zhì)量的節(jié)目傳遞，為用戶帶來卓越的觀看體驗(yàn)。同時(shí)，遠(yuǎn)程制作和AR/VR技術(shù)的整合將提升制作水平，拓展用戶選擇空間。這種技術(shù)進(jìn)步不僅改善了用戶體驗(yàn)，還為廣播電視業(yè)提供了更廣泛的服務(wù)領(lǐng)域?？傊?，5G技術(shù)將繼續(xù)推動廣播電視的發(fā)展，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)、更具創(chuàng)新性的服務(wù)，這一進(jìn)步將引領(lǐng)廣播電視行業(yè)進(jìn)入嶄新的時(shí)代，創(chuàng)造更多可能性，滿足未來用戶的需求。