5G移動與廣播電視融合網絡路徑探索研究

左軍 張濤濤 謝琳

摘要：由于云計算、大數據、新型網絡架構和新一代無線通信技術的采用，網絡帶寬容量大幅提升、應用場景不斷拓展，接八方式經歷了銅線、光纖到無線接入的蛻變。正如中國移動通訊集團有限公司總裁李躍在長沙2019互聯網岳麓峰會上發表題的演講題目《4G改變生活，5G改變社會》一樣，5G網絡將深刻改變社會方方面面，也必將改變廣播電視未來的業態和發展方向。與此同時，人們對廣播電視功能也提出了高清、個性、可移動接入等要求，靈活運用5G移動技術，搭建廣播電視融合網絡，主動適應變化，才能為用戶提供更加優質的廣播電視服務。因此，筆者對于廣播電視與5G移動融合網絡進行探索，期望能夠為有關研究提供線索。

關鍵詞：5G移動;廣播電視;物聯網：融合：網絡

互聯網技術、光通信及第五代移動通信技術等諸多先進信息通信手段的運用，對傳統廣播電視發展帶來巨大沖擊，傳統的廣播電視己無法滿足人們精神、文化和日常生活需要，而5G移動技術與傳統廣播電視方式融合將改變廣播電視的覆蓋方式、業務形態、服務類型，將對廣播電視帶來巨大變化。本文結合廣播電視行業特點，探討5G移動技術與廣播電視融合網絡發展路徑。

一、5G移動網絡優點

5G為第五代移動通信網絡，與之前幾代移動通信網絡相比，具有數據傳輸速度快、時延低、可靠性高、支持廣連接、技術先進，單位帶寬成本低的特點。如下圖所示：

從華為《認識5G，發展5G》和中國移動公布的相關信息可知，5G的峰值速率可達20Gb/s，網絡高度可靠，低時延至1ms，可實現每平方公里100萬以上連接，通過這些特性方式可知，通過5G網絡可滿足從高可靠低時延要求的自動駕駛、車聯網到高速率需求的3D、4K、8K、VR、AR到廣連接需求的萬物互聯等各種需求。

二、廣播電視傳輸覆蓋情況

1.有線電視的發展歷程。

早期，由于受電纜傳輸距離限制，廣播電視通過共享接收，觀看廣播電視只能在小范圍內實現，即共享天線系統，隨著寬頻功率放大器的出現，通過電纜信號放大再傳輸，拓展了信號傳輸距離，發展出電纜電視系統，隨著光電傳輸設備的發展及光纖的優良傳輸特性，光纜在長距離、大容量的傳輸中得到普遍采用，形成了覆蓋完善的全國（除西藏外）國家廣播電視光纜干線網和各省級廣播電視光纜干線網，伴隨著技術進步和價格降低，有線電視網絡光纜應用不斷向用戶端延伸，逐步實現從光纜覆蓋到光節點延伸至光纖到小區、樓棟、家庭。廣泛的光纖網絡為大容量、高速率的傳輸奠定了堅實的基礎。

2.廣播電視無線傳輸覆蓋

目前，廣播電視無線傳輸覆蓋主要是采用大功率廣播方式，利用無線傳輸覆蓋網傳輸廣播電視節目信號。包括廣播電視發射臺、轉播臺、差轉臺、收轉臺（站）、微波站、節目傳送臺（站）、廣播電視衛星、衛星地球站、監測臺（站）等部分。廣播電視無線傳輸體系復雜，頻率分散，臺站數量眾多、模擬數字傳輸并存，無有效反饋機制，不方便確認傳輸利用效果、地位有所下降。

三、光纖（光纜）在廣播電視網絡中的應用

光纖具有頻帶寬、容量大，損耗低、中繼距離遠，線徑細、重量輕，成本低、易維護和抗電磁干擾能力強等優點，從最初應用于長途干線，逐步向城域網和接入網延伸，因為其優良的傳輸特性，應用越來越廣泛。

1.光纖在接入網中廣泛采用

（1）光纖入戶為用戶提供數字高清電視業務。數字高清電視是現階段居民家中主要的電視提供形式，數字高清提供了比以往更為清晰和流暢的電視節目，己實現雙向化改造的用戶還可以通過有線光纖網絡實現互動，可以進行電視節目點播、回放等，用戶從被動接受者變成了信息接收的控制方，可根據自身需求主動選擇各種服務和信息，可以與服務提供商、其他用戶進行互動，而這種功能的實現需要高速和穩定的網絡環境，而光纖接入對提供穩定高速的網絡環境起到了十分重要的作用。

（2）專網業務。針對大型企事業單位、教育機構、黨政機關等行業應用領域，有線廣電網絡機構可提供專用的光纖網絡解決方案，根據不同機構的實際情況設置不同類型的專用網絡，解決用戶信息化過程中碰到的各種問題。提供專線、虛擬專網，有線、無線相結合的覆蓋方式，增強相應機構的運營能力，降低運營成本。

四、5G移動與廣播電視融合網絡的探索

1. 5G移動通信技術

5G移動通信技術集成了最新無線技術和網絡技術，是第五代無線通信技術（ IMT2020）的俗稱，它具有低成本、高帶寬、低時延、廣連接的特點和優點。由于5G移動網絡的特點和優點，必將對我們的生活、社會造成巨大的改變。通過5G網絡能真正意義上實現人與人、人與物、物與物的萬物互聯，它構建起了一條高效、穩定、便捷的信息傳輸通道，對于4K、8K視頻傳輸、虛擬現實、增強現實等的實現也具有重要的作用。高帶寬、低時延、廣連接的特點，對于廣播電視的融合發展更是意義重大。實現上述高帶寬、廣連接需求，正式廣播方式的優勢所在，因此成為移動網絡和廣播電視融合的條件，對于4K、8K超高清視頻的實時傳輸起到數據傳輸速率的保證。通過5G廣播類業務可以實現高清3D、4k、8k等視頻實時傳輸，VR、AR等多視角視頻功能。廣播電視融合網絡能為廣大用戶提供廣播、組播、單播、實時互動等新型的廣播電視業務。

2. 5G移動與廣播電視融合網絡

5G通信技術既有優勢可以實現傳統電視節目的廣播和交互，最新的5G廣播標準支持單向廣播和5G通信融合，能夠實現通信資源的智能化調動，在單向和互動模式之間根據需要進行互調。傳統的低功率小塔（LPLT）基站傳輸范圍有限，因此與高功率的地面數字電視技術有差距，高功率大塔（ HPHT）則在覆蓋上有更加廣泛的優勢，因此5G移動和傳統的電視廣播能夠進行融合組網。通過HPHT和LPLT一起部署來共同完成廣播、組播、單播無線通信部分，而有線網絡部分則需要將控制面和用戶面的功能分開，控制面用5G的服務架構，用戶面則用5G的傳輸架構搭建，融合網絡的數據來源由傳統廣播分發網絡的前端構成，從而完成5G移動與廣播電視的融合網絡搭建。

五、5G移動通信的廣播電視發展的現狀

在5G移動通信快速發展中，高速的移動通信能夠承載和傳播形式更加多樣，內容更加豐富的信息，這對傳統廣播電視的領域發展造成巨大沖擊。從理論層面分析，借助5G移動的通信網絡配置能夠支持視頻點播、移動視頻、廣播等業務類型，但要實現大量用戶、集中使用高清、4K、8K、多視角視頻對網絡流量也呈現出爆炸式的需求，從而會對移動通信的網絡服務效果造成很大的影響。后在相關政策目標的引導下，總局成立了無線交互的廣播電視相應工作組，參與制定5G移動通信融合無線廣播標準。

對于5G通信技術來說，其不僅有雙向性技術的優勢，還能對通信資源實現智能化調節，根據需要進行單向與互動模式的合理互調。傳統網絡中單向基站的傳輸覆蓋范圍比較有限，與高功率地面數字電視技術存在一定的差距，廣播線路的覆蓋范圍更加的廣泛，因此，5G移動和傳統電視廣播可以進行融合組網。在融合網絡設計中，要考慮移動回撥和私人化的定制服務等功能提供和連接方式在廣播與點對點通信的切換;在融合網絡中，其數據來源可有不同的分發網絡提供。從而共同實現5G移動和廣播電視融合網絡的搭建。

六、建設5G移動和廣播電視的融合網絡

廣播電視與5G移動融合過程中，既有點對點的個別通信需求又有廣覆蓋的一點對多點的需求。融合網絡設計時必須充分考慮移動通信網與廣播網技術的特點，考慮業務與功能需要，通過融合網絡確實實現雙向點對點和單向一點對多點傳輸和無感切換。在創建融合網絡結構框架過程中，必須遵循5G系統結構技術標準，充分利用廣播傳輸方式具有流量不隨用戶數量增加而變化的特點，通過高功率大塔（HPHT）與增強廣播方式推送用戶集中需求、數據量大、熱點內容和及時性要求高的內容，同時在用戶離開其覆蓋范圍或需求變化時，自動無縫切換到LPLT繼續提供服務。通過融合網絡將大大減輕5G移動基站的轉發壓力。在建立融合覆蓋無線網絡時，LPLT遵循5G的標準要求建設，LPLT與HPHT進行合理布局。對現有網絡、前端、用戶、管理控制等進行分離，并從新構建與適應業務、網絡融合、5G規范和共享發展的需求，將現有數據全部融入5G核心網絡結構中。為了實現融合必須有針對用戶、內容、流量控制和點對點和一點對多點廣播模式間進行優化傳輸和切換的畫像產生（ UPCF）、內容分發控制（CDCF）和廣播寬帶切換（BBSF）等虛擬網絡功能模塊。其中，BBSF（廣播寬帶切換功能）實現用戶數據在廣播與雙向交互之間切換;MCF（媒體控制功能）根據內容分發的方式、用戶終端能力、網絡的狀況調整媒體內容的編碼、封裝等并確保同步;總之，現有有線數字電視網絡要充分發揮自身優勢，增加服務類型、提高服務質量，充分利用廣電獲得5G牌照，5G廣播標準制定的有利時機，融入5G，爭取在智慧廣電、智慧城市、物聯網、高清超高清視頻、等方面全面發展。真希望如同中國廣播電視網絡有限公司董事長趙景春同志展望的那樣，到2021年5G廣電網絡將打造成“正能量、人人通、應用新、服務好、可管可控的新型5G網絡”。

七、結論

5G移動技術特點和5G移動網絡的優點對傳統廣播電視傳輸手段、業務類型、服務方式都帶來前所未有的沖擊和改變，要想廣播電視得到發展，必須擺脫固有模式，主動出擊，更新傳輸手段，豐富業務類型，改變服務方式，加快內容建設，推進“有線、地面、衛星、5G融合發展”，充分利用5G技術，向IP匯集，解決好傳輸覆蓋問題，探索建設廣播電視融合網絡，提升用戶體驗，實現廣播電視與寬帶的“無縫”融合發展。

參考文獻：

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[3]惠世軍，吳航行.5G移動與廣播電視融合網絡[J].數字通信世界，2019，（7）：156.

作者簡介：左軍（1975. 07-），男，漢族，四川三臺人，碩士，副高，研究方向：廣播電視網絡傳輸。

張濤濤（1982. 01-），男，漢族，陜西人，碩士，中級工程師，研究方向：無線傳感器網絡，網站和IDC運維工作。

謝琳（1976. 10-），女，漢族，四川人，本科，副高級工程師，研究方向：無線電，主要從事網絡運維工作。