5G 在廣播電視傳輸中的應用

王 禹

（遼寧省鞍山市新聞傳媒中心，遼寧 鞍山 114000）

0 引言

5G 的迅猛發展給通信和媒體行業帶來了革命性的影響。本文探討5G 在廣播電視傳輸中的應用，5G 的高速、低延遲和廣泛連接性特點，以及5G 在廣播電視領域的多個關鍵應用，包括5G 背包、5G轉播車、5G 消息、5G 物聯網以及5G 廣播，揭示其潛在影響和行業前景。

1 5G 概述

1.1 5G 的概念

5G 是第五代移動通信技術，旨在實現前所未有的高速數據傳輸和低延遲通信。它采用更高的頻段和更廣泛的帶寬，可提供極高的下載和上傳速度，以及幾乎無延遲的互聯網連接。5G 具有更好的網絡性能、更大的設備連接能力，支持物聯網、增強現實、虛擬現實等新興技術的發展。5G 將對移動通信、自動駕駛、智能城市及醫療保健等各行各業產生深遠影響，為未來的數字社會和經濟帶來革命性變革[1]。

1.2 5G 的三大應用場景

5G 涵蓋三大主要應用場景，分別是增強移動寬帶（enhance Mobile Broad Band，eMBB）、超高可靠低時延通信（ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）和海量機器類通信（massive Machine Type Communication，mMTC）。增強移動寬帶旨在提供前所未有的高速數據傳輸，支持更大容量的媒體內容和更高質量的流媒體。用戶可以享受更快速的下載、更清晰的視頻流、更高分辨率的虛擬現實以及更快速的云計算體驗。超高可靠低時延通信專注于提供極低的通信延遲和極高的可靠性，對于實時應用至關重要，如自動駕駛汽車、工業自動化和醫療手術機器人，確保數據傳輸的穩定性和實時性。海量機器類通信支持大規模的物聯網（Internet of Things，IoT）設備，使數十億的傳感器和設備能夠實時連接，共同工作，為智能城市、智能農業及遠程監控等領域提供了更大的機會，以提高效率和數據驅動決策[2]。這三大應用場景提供更快速、更可靠和更具規模的通信解決方案，影響從消費者應用到工業創新的各個層面，使5G 成為未來互聯世界的關鍵支持。

1.3 5G 產業發展現狀

目前，全球5G 產業穩步發展，我國5G 產業企業市場份額全球領先。2022 年，我國5G 基站設備市場份額占全球一半以上，華為、中興公司占據較大市場份額。據TechInsights 公司預計，5G 智能手機市場將在2024 年恢復增長，全球5G 智能手機滲透率將達到72%，而5G 毫米波智能手機滲透率將達到7.3%。5G 核心技術發展迅速，如5G 手機處理芯片、毫米波器件等方面，5G 技術與人工智能、大數據、云計算及物聯網等技術的融合應用推動在核心網、機器視覺、行為識別等行業的融合應用。截至2023年7月底，我國累計建成5G基站305.5萬個，華為5G 專利數排名第一[3]。

1.4 5G 的融合應用領域

5G 持續拓展與各行業的融合應用發展，包括5G 技術在工業、礦山、醫療、港口、電力、文旅、物流、交通、教育、金融及水利等領域的融合應用。2022 年，第五屆“綻放杯”5G 應用征集大賽吸引近9 000 家單位參與，共征集到28 560 個5G 應用優秀案例，展示出我國5G 應用規?；l展的活力[4]。

2 5G 技術在廣播電視傳輸中的應用

2.1 5G 背包在廣播電視傳輸中的應用

5G 背包以高效、便捷的方式傳輸高清和超高清視頻內容，實現無線現場直播和新聞報道等多媒體任務。5G 背包設備通常小巧便攜，搭載高頻段5G 連接，具備高帶寬和低延遲特性，以確保內容的即時傳輸和高質量的接收，對于現場體育比賽、政治活動、文化節慶等各種直播事件至關重要。5G 背包作為移動化5G+超高清采集設備，通過超高清采集+5G 便攜傳輸方案，實現了廣播電視信號編碼及傳輸系統的集約化。與光纖、微波系統及衛星轉播車等傳輸方式相比，5G 背包以廣覆蓋、大帶寬、低時延的5G 網絡實現頻流實時傳輸，其無線連接、可移動性、拍攝靈活性被廣泛應用于超高清直播的現場采編環節。5G 背包被廣泛應用于冬奧會、全運會、建黨一百周年慶典、國慶七十周年慶典以及春節聯歡晚會等大型活動、賽事的轉播中。以冬奧會為例，5G 背包可在-20 ℃工作，應用于高山、山地等賽事活動，將賽事現場實時采集到的視頻直播畫面進行高清編碼、加密，通過5G 網絡信號傳輸，最終傳輸至制作平臺進行內容制作。

2.2 5G 轉播車在廣播電視傳輸中的應用

5G 轉播車裝備了5G 網絡連接和廣播設備，使廣播電視單位能夠快速部署、實時傳輸高質量視頻內容。5G 轉播車不僅提供了更大的機動性和靈活性，還能夠應對突發新聞事件和體育賽事等需要實時報道的情況。5G 轉播車搭載攝像機、音頻設備、編碼器和發射器，將現場視頻信號傳輸到電視臺或流媒體平臺，實現高質量的現場報道。5G 的高帶寬和低延遲特性確保了視頻傳輸的即時性和穩定性，為觀眾提供了無縫觀看的體驗。此外，5G 轉播車還支持高質量的遠程監控和協作，進一步提高了廣播電視的專業性和創新性，對于新聞報道、體育賽事、娛樂活動等領域都具有重要意義。以超高清視頻（北京）制作技術協同中心于2019 年推出的全球首臺“5G+8K”轉播車為例，在傳統的電視臺拍攝、制作、傳輸、存儲等各項功能外，借助5G 和8K 技術，實現超高清視頻的制作和傳播?！?G+8K”超高清轉播車上共計約24 類2 000 余臺（套）設備，其中國產化設備達到全車設備的15%?！?G+8K”超高清轉播車在2019年北京世界園藝博覽會投入應用測試，2020 年上半年投入20 余場冬奧測試賽的試驗性轉播，并于2022 年投入冬奧會賽事轉播活動，在冬奧會期間為全球觀眾帶來5G+8K 超高清視頻體驗。

2.3 5G 消息在廣播電視傳輸中的應用

5G 消息結合了5G 的高帶寬、低延遲和廣泛覆蓋特點，為廣播電視單位提供了更多的互動性和定制性選擇。5G 消息作為5G 公共應用的重要方面，經過3 年的發展，在技術體系、產業鏈、應用方式方面取得顯著成績。5G 消息是傳輸方式的重要升級，支持文本、圖片、音頻、視頻、位置、聯系人和文檔多種媒體形式傳輸，為電信運營商、應用開發企業、終端制造企業及垂直行業企業等全產業鏈的發展提供新的動力。5G 消息的應用場景涉及政務、金融、文旅、公共服務、生活服務、媒體及文旅等多個方面。在傳媒領域，5G 消息憑借其廣泛直達的特點，能夠將新聞媒體消息第一時間傳達給廣大民眾。以2022 年冬奧會5G 消息應用為例，支持中英雙語傳播，包括冬奧服務、通信服務、暢玩服務3 個模塊，56 個服務場景，200 多張卡片，為國內外觀眾、運動員等提供智慧觀賽、互動參與、賽程安排、精彩瞬間、獎牌榜單以及業務訂閱等服務[5]。在整個冬奧會賽事期間，5G 消息覆蓋熱點事件、內容運營及系列主題活動等環節，助力科技冬奧、智慧冬奧。

2.4 5G 物聯網在廣播電視傳輸中的應用

5G 物聯網支持廣播電視行業實現更廣泛的互聯性和智能化。5G 物聯網支持更多設備的連接，從智能電視、音響到家庭設備，使用戶能夠輕松地控制和訪問廣播電視內容。5G 的低延遲和高帶寬特性為云游戲和多屏協同提供了堅實基礎，讓廣播電視的內容更加交互和沉浸。物聯網設備也可以用于數據采集和觀眾行為分析，幫助廣播單位更好地了解觀眾需求，提供更具個性化的內容和廣告。廣播電視單位還可以利用物聯網技術實時監測和維護廣播設備，提高廣播質量和服務可靠性，打造固移融合、寬窄結合的廣電5G 物聯網，實現技術、網絡及業務的協同推進。當前，我國移動物聯網以窄帶物聯網NB-IoT 為主，中國廣電的700 MHz 頻段已被納入5G 國際標準，具備發展5G 物聯網的優勢。700 MHz 頻段具有信號傳播損耗低、覆蓋廣、穿透力強以及組網成本低等優勢，契合NB-IoT 物聯網廣域低功耗特性，適合作為5G及物聯網的底層覆蓋網絡，為后續廣電5G 及物聯網連續覆蓋提供可能。

2.5 5G 廣播在廣播電視傳輸中的應用

5G 廣播是指采用引入中國技術提案的國際通用第三代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）移動通信國際標準。5G 廣播將廣播內容通過5G 網絡傳輸到接收設備，為廣播電視業帶來許多好處。首先，5G 廣播能夠提供更高質量的廣播內容，包括高清和超高清視頻，同時減少了頻譜使用，使得觀眾可以享受更清晰、更生動的視聽體驗。其次，5G 廣播支持定向廣播，廣播公司可以根據觀眾位置和興趣提供定制內容，提高了廣告的精準度和廣告效果，減少了不必要的帶寬浪費。最后，5G 廣播還具備廣播覆蓋的能力，可以在緊急情況下向大眾傳遞關鍵信息，提高了緊急通知的可靠性。

5G 廣播在廣播電視傳輸領域的應用場景包括大塔廣播節目、小塔廣播節目、新媒體業務、應急廣播業務以及數據推送業務等。2023 年8 月，成都5G 廣播電視試驗網正式啟動，建設過程中，技術人員開展單頻網組網技術試驗，測試5G 廣播電視在多場景下的射頻特性、不同部署場景和參數配置下的覆蓋能力和移動接收能力，開展了基于5G 廣播電視的新時代應急廣播技術驗證測試，實現應急廣播對移動端的有效覆蓋[6]。2023 年9 月，中國廣電集團組織5G NR 廣播預商用準備過程，中興核心網及無線接入網、紫光展銳芯片和中興手機聯合構建5G NR 廣播700 MHz 頻段端到端業務網絡，內容涵蓋廣播基本業務、廣播與單播并發、連接態廣播接收、無卡廣播接收以及應急廣播等諸多功能[7]。

3 結語

5G 為廣播電視行業帶來了更高質量的內容傳輸、互動性的提升、更精準的廣告投放以及緊急通知的可靠性。5G 背包、5G 轉播車、5G 消息、5G物聯網及5G 廣播等傳輸方式在廣播電視領域的應用，不斷拓展5G 與廣播電視的融合應用場景，助力智慧廣電建設。