5G技術在4K電視節目制播中的應用

魯楠 北京電視臺

當前，5G技術已經成為移動通信技術發展的主流，很多國家在信息技術領域都致力于5G技術的研發和應用。5G技術讓網絡擁有了更高的融合性，同時也促進了廣播電視技術的發展和創新。以下將闡述5G技術在電視節目制播中的實際應用，希望能夠有效促進5G技術在今后工作中的應用效果。

一、5G技術介紹

（一）5G技術概念

作為第五代通信技術，5G技術與之前通信技術有著明顯的區別，5G并不在新型無線接入技術范疇中，其實質上是現有通信技術演化和發展而來的，是增設無線接入以及集成方案統稱。做到了真正意義上的具有統一標準的網絡融合，實現了人、物之間高速連接和溝通，讓聯通方式更加自由和安全。

（二）5G技術特點

5G技術的速度更快，所以對與之相匹配的寬帶、容量、站點等都有著更高的要求，需要滿足隨時接入的需要，同時還要有更高的可靠性。通信行業對5G技術的理解，是一種集智能、融合、節能作用于一體的網絡結構。將5G和4G的環境進行比較，可以發現在5G環境下，用戶的實際需求與通信服務之間是更加接近的，由此有利于網絡和業務深度融合的實現。比如服務能力，5G技術以用戶為中心，通過無線接入和網絡開放，為用戶提供網絡切片、MEC、重構網絡等服務，最終實現了端-端形式特點的網絡結構。另外，通過合理運用MEC，4G網絡系統和業務分離的形式發生了改變，用戶可以享受到緩存數據、計算業務等服務類型，這樣便實現了一次性能跨越，網絡接入成功轉變為信息化服務平臺。

二、5G與4K節目制播的結合應用

（一）5G與4K超高清視頻制播

超高清視頻分辨率可達4K或8K，幀率在50幀以上，圖像采樣為10比特，掃描方式為逐行掃描，這一狀態下的視頻的數據量大大增加，在傳輸的過程中，需要更加穩定和更高標準的網絡環境。舉例來講，H.265編碼下，4K超高清視頻傳輸碼率范圍通常為25Mbps-40Mbps，4KHDR傳輸碼率范圍通常為45Mbps-60Mbps；8K視音頻傳輸碼率一般能達到100Mbps以上。這么龐大的數據量，為保證傳輸的穩定性，需要更高標準的傳輸寬帶。通過對5G技術的分析能夠得知其數據傳輸能力，可以完全滿足4K、8K超高清視音頻穩定傳輸的需要。

5G在電視節目制播的不同環節中都有深層次的應用，通過其特有的網絡處理和承載能力，為節目制播提供了良好的前提和基礎。采、編、播是電視節目制播的主要環節，通過5G技術的應用，使得三個階段中超高清視音頻制作的順利性。超高清5G制播素材拍攝的設備應用的是4K/8K攝像機，運用3GSDI將素材資源傳輸到5G專用的編碼推流設備，對素材資源作進一步轉換，使之成為IP數據流，同時符合傳輸協議的要求。一般情況下，會應用5GCPE將數據流發送到5G基站，其實可選擇的方式還有很多，這種方式是應用最多的。現如今5G手機不斷完善，所以通過5G直接進行傳輸也是一種主要的方式。另外還有一種方式需要集成5G模組，通過該模組將數據傳輸到5G基站。第一次應用5G網絡技術的節目是2018年春節聯歡晚會，成功做到了超高清視頻的實時傳輸，而當前在不同節目制播中，5G技術的應用已經十分普遍。

（二）5G與VR全景視頻制播

平面圖像通過VR攝像機采集，在縫合服務器的作用下，將平面圖像進行拼接縫合，最終形成沒有畸變的球形畫面。拼接縫合后的畫面在編碼服務器的處理下，進行壓縮編碼，最終形成IP化視頻流，且符合傳輸協議的要求，最終視頻流在5G終端接入設備CPE發送至5G網絡傳輸至遠程制作系統。另外，節目的圖文包裝工作可通過云端進行制作。各個路徑的5G信號流在導播切換中心完成機位切換，實現信號的收錄、監看，通過5G網絡傳輸到新媒體發布平臺，將節目發送到各個新媒體客戶端進行播出。比如在2019年春節聯歡晚會中，分會場就使用了5G+VR直播系統，實現了超高清VR信號的采集和傳輸，將現場信號進行拼接縫合以后，回傳到北京演播室，讓觀眾能夠欣賞精彩的春晚節目。

三、總結

總而言之，在應用5G技術下的超高清電視制播，有效提升了節目創造的效率和質量，同時還大大減少了視頻制作的成本，為電視臺節約了成本，為用戶提供更加優質的觀看體驗。隨著科學技術的發展，5G技術與4K為電視媒體帶來了新的機遇和新的發展方向，特別是5G技術實現了萬物互聯，促進了視頻和應用場景的結合，有利于電視行業的改革和升級，讓傳統廣播電視行業與新媒體技術碰撞出創新的火花，實現了更深層次的融合。