5G技術在4K電視節(jié)目制播中的應用

魯楠 北京電視臺

當前，5G技術已經(jīng)成為移動通信技術發(fā)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(fā)和應用。5G技術讓網(wǎng)絡擁有了更高的融合性，同時也促進了廣播電視技術的發(fā)展和創(chuàng)新。以下將闡述5G技術在電視節(jié)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(qū)別，5G并不在新型無線接入技術范疇中，其實質(zhì)上是現(xiàn)有通信技術演化和發(fā)展而來的，是增設無線接入以及集成方案統(tǒng)稱。做到了真正意義上的具有統(tǒng)一標準的網(wǎng)絡融合，實現(xiàn)了人、物之間高速連接和溝通，讓聯(lián)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(yè)對5G技術的理解，是一種集智能、融合、節(jié)能作用于一體的網(wǎng)絡結構。將5G和4G的環(huán)境進行比較，可以發(fā)現(xiàn)在5G環(huán)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(wǎng)絡和業(yè)務深度融合的實現(xiàn)。比如服務能力，5G技術以用戶為中心，通過無線接入和網(wǎng)絡開放，為用戶提供網(wǎng)絡切片、MEC、重構網(wǎng)絡等服務，最終實現(xiàn)了端-端形式特點的網(wǎng)絡結構。另外，通過合理運用MEC，4G網(wǎng)絡系統(tǒng)和業(yè)務分離的形式發(fā)生了改變，用戶可以享受到緩存數(shù)據(jù)、計算業(yè)務等服務類型，這樣便實現(xiàn)了一次性能跨越，網(wǎng)絡接入成功轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒掌脚_。

二、5G與4K節(jié)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(tài)下的視頻的數(shù)據(jù)量大大增加，在傳輸?shù)倪^程中，需要更加穩(wěn)定和更高標準的網(wǎng)絡環(huán)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(shù)據(jù)量，為保證傳輸?shù)姆€(wěn)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(shù)據(jù)傳輸能力，可以完全滿足4K、8K超高清視音頻穩(wěn)定傳輸?shù)男枰?/p>

5G在電視節(jié)目制播的不同環(huán)節(jié)中都有深層次的應用，通過其特有的網(wǎng)絡處理和承載能力，為節(jié)目制播提供了良好的前提和基礎。采、編、播是電視節(jié)目制播的主要環(huán)節(jié)，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?shù)?G專用的編碼推流設備，對素材資源作進一步轉(zhuǎn)換，使之成為IP數(shù)據(jù)流，同時符合傳輸協(xié)議的要求。一般情況下，會應用5GCPE將數(shù)據(jù)流發(fā)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(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸?shù)?G基站。第一次應用5G網(wǎng)絡技術的節(jié)目是2018年春節(jié)聯(lián)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(jié)目制播中，5G技術的應用已經(jīng)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(xié)議的要求，最終視頻流在5G終端接入設備CPE發(fā)送至5G網(wǎng)絡傳輸至遠程制作系統(tǒng)。另外，節(jié)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(xiàn)信號的收錄、監(jiān)看，通過5G網(wǎng)絡傳輸?shù)叫旅襟w發(fā)布平臺，將節(jié)目發(fā)送到各個新媒體客戶端進行播出。比如在2019年春節(jié)聯(lián)歡晚會中，分會場就使用了5G+VR直播系統(tǒng)，實現(xiàn)了超高清VR信號的采集和傳輸，將現(xiàn)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(jié)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(jié)目創(chuàng)造的效率和質(zhì)量，同時還大大減少了視頻制作的成本，為電視臺節(jié)約了成本，為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的觀看體驗。隨著科學技術的發(fā)展，5G技術與4K為電視媒體帶來了新的機遇和新的發(fā)展方向，特別是5G技術實現(xiàn)了萬物互聯(lián)，促進了視頻和應用場景的結合，有利于電視行業(yè)的改革和升級，讓傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)與新媒體技術碰撞出創(chuàng)新的火花，實現(xiàn)了更深層次的融合。