5G技術與廣播電視的融合應用

黃雨石

（大慶油田信息技術公司網絡運行維護分公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引 言

在當今數字時代，通信技術的迅速演進給廣播電視領域帶來了巨大的機遇和挑戰。5G是第五代移動通信技術，以其高速傳輸、超低延遲、多連接性和網絡切片等優勢，引發了廣播電視行業的革命性變革。本文旨在深入探討5G技術與廣播電視的融合應用，關注如何利用5G技術實現4K/8K高清直播、遠程制作、虛擬現實慢直播和智慧電臺等方面的創新，推動5G技術與廣播電視的深度融合，為觀眾帶來超高清、高流暢度、沉浸式、臨場感的廣播電視視聽體驗。

1 5G技術發展概述

1.1 5G技術的概念及特點

5G技術是第五代移動通信技術，其核心是提供更快、更可靠、更多功能的移動通信網絡，以滿足不斷增長的數據需求和新興應用的需求[1]。5G技術具有以下特點：

（1）更高的數據傳輸速度。5G網絡具有比前一代4G網絡更高的峰值數據傳輸速度，可以在理想條件下實現Gb·s-1級別的速度。這使得大規模數據傳輸、高清視頻流和虛擬現實等應用變得更加順暢。

（2）低時延。5G網絡時延低至1 ms，對于實時應用如遠程醫療手術、自動駕駛汽車和工業自動化等具有關鍵意義。

（3）多連接性。5G支持大規模設備連接，可滿足物聯網需求，連接數從每平方千米的數千個到每平方千米的數百萬個。

（4）網絡切片。5G允許將網絡劃分為多個虛擬網絡，以滿足不同應用的需求[2]。

1.2 5G技術發展現狀

2019年6月，工業和信息化部發放5G商用牌照，這是5G在我國的商用元年。2019年10月，工業和信息化部批準5G基站入網。2020年12月，工業和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯通頒發5G中低頻段頻率使用許可證。2021年7月，多部門聯合印發《5G應用“揚帆”行動計劃（2021—2023年）》。2022年10月，中國信息通信研究院牽頭的國際首個5G終端空口性能標準正式發布。截至2023年7月，我國已累計建成5G基站305.5萬個，占移動基站總數的26.9%。目前，5G技術已廣泛應用于工業、車聯網、自動駕駛、能源、教育、醫療、文旅、智慧城市、信息消費及金融等領域[3]。

2 5G技術與廣播電視的融合應用

2.1 5G+4K/8K直播

5G具備大寬帶、高速率、低延時等特點，這符合超高清視頻對傳輸的需求。5G+4K/8K超高清視頻的融合應用，以低延時、高質量、全鏈路的優勢，為廣播電視單位提供多場景現場直播方案[4]。5G+4K/8K直播主要由多機位信號、4K/8K轉播車、4K/8K編碼器、5G背包等設備組成。5G+4K/8K直播系統能夠為廣播電視單位的直播活動提供一站式解決方案，支持現場多方式編碼回傳、多格式接收解碼、多格式轉碼、多屏分發以及收錄后期制作。5G+4K/8K直播實現全鏈路4K/8K高動態范圍（High Dynamic Range，HDR），支持60 f·s-1、BT.2020寬色域、10 bits量化、動態HDR等技術[5]。

5G+4K/8K直播的應用十分廣泛，被應用于娛樂演藝、體育節目、新聞節目直播活動中。以2019年國際籃聯籃球世界杯北京賽場直播活動為例，這是全球首次采用5G+8K技術對籃球世界杯進行直播測試，通過全球首臺5G+8K轉播車，配合8K專業轉播訊道攝像機，完成比賽現場的攝錄與制作工作，并在多地部署超高清發光二極管（Light-Emitting Diode，LED）大屏、電視、激光投影、顯示終端，為觀眾帶來全新的大屏超高清體育賽事觀看體驗。以2021年“4K音樂現場——超清廣州·唱響白云”5G+4K/8K+虛擬現實（Virtual Reality，VR）云直播演唱會斯琴格日樂（及樂隊）轉場為例，由4K花園、新媒股份、廣東音樂之聲等多家單位聯合主辦，依托5G+4K/8K+VR等技術完成直播及錄制，通過8K VR攝像機進行全程直播與錄制，依托5G VR云平臺為觀眾提供VR端直播觀看體驗，最終以多屏互動、大屏端到移動端、橫屏豎屏等多種觀看方式，為觀眾帶來一場超高清、沉浸式直播盛宴。

2.2 5G+4K/8K遠程制作

5G技術的發展及應用，為廣播電視超高清、專業級制作提供了傳輸和運營支持，在一些大型賽事、綜藝活動中，通過5G+4K/8K遠程制作，保障現場多機位信號的穩定回傳，中心端多機位高質量同步制作，并為播控端提供安全播出保障。5G+4K/8K遠程制作系統由多機位信號、多機位編碼設備、多機位解碼設備、超高清演播室、播控平臺及多終端播出等組成，為大型體育賽事、真人秀綜藝等提供遠程制作服務。

以2020年中央廣播電視總臺（以下簡稱央視）春節聯歡晚會（以下簡稱春晚）為例，這是中央廣播電視總臺首次實現5G+8K超高清遠程直播，依托5G技術將珠海、鄭州兩地分會場的信號實時傳送，通過5G端到端技術，將千里之外的超高清畫面在北京活動現場的大屏幕完美呈現。這是5G+4K/8K遠程制作的重要嘗試與突破。鄭州分會場首次采用手機代替終端TUE完成傳輸工作，配合5G背包實現單兵便攜裝備直播推流，再通過5G網絡完成現場實時影像的傳輸，為廣播電視單位遠程制作提供了前后期一體化生產、收錄、制作、互動、運營等支持。

以2021年第十四屆全國運動會開幕式及重點賽事新聞報道及轉播為例，數碼視訊公司為本次活動提供5G+4K/8K遠程制作設備及技術支持，包括5G直播背包、解碼器、超高清轉播車等，依托數碼視訊編解碼技術，完成專線、互聯網、5G等傳輸環境的高質量編解碼。在此次全運會遠程制作工作中，數碼視訊公司采用十多臺5G直播背包完成信號采集、編碼壓縮、傳輸等工作，為遠程制作、混采區采訪、多視角賽場直播等提供了穩定的傳輸支持，給觀眾帶來超高清、超流暢的賽事觀看體驗[6]。

2.3 5G+VR慢直播

5G技術在直播領域的另一大應用是5G+VR慢直播。VR直播依托虛擬現實技術打造真實元素與虛擬畫面交互的直播場景，帶給觀眾沉浸式的直播觀看體驗，慢直播是直播的重要形式之一，5G+VR慢直播讓觀眾能夠24 h、360°沉浸式體驗直播活動，被廣泛應用于旅游景點直播、新聞事件追蹤等場景。2020年，廣東聯通以5G+VR慢直播形式打造24 h、360°全景觀光平臺，讓觀眾能夠在全天觀賞廣州塔、一江兩岸美景。此后，廣州聯通在珠江新城、白云山等多個地標設置5G+VR慢直播點，慢直播觀看量超過3 000萬人次。2020年，九寨溝首次開啟5G+VR慢直播，在九寨溝五花海、長海、樹正群海景區開展5G+VR慢直播活動，將九寨溝美景通過央視頻、四川觀察、人民網四川頻道等多平臺同步直播。2022年，呼和浩特市文旅廣電局、中國電信呼和浩特分公司聯合央視網推出“美麗青城·草原都市 呼和浩特歡迎您——魅力呼和浩特5G+4K+VR慢直播”活動，依托全覆蓋的5G網絡，向觀眾呈現呼和浩特的美景。觀眾通過央視網、新華社、人民日報等全網主流平臺，24 h沉浸式、超高清體驗呼和浩特的魅力風景。

2.4 5G智慧電臺

5G智慧電臺是5G技術在廣播領域的重要應用之一。5G智慧電臺成立于2020年，由5G高新視頻多場景應用國家廣播電視總局重點實驗室智慧音頻研究中心自主研發，是湖南廣播影視集團有限公司（臺）全資子公司湖南平安小精靈文化發展有限公司的重點項目[7]。5G智慧電臺擁有“一套系統、兩項技術、三個套系、四項在地內容、五分鐘”特點。一套系統即5G+AI技術+內容+系統，兩項技術即語音合成技術+語音編輯系統，三個套系即私家車+音樂+資訊，四項在地內容即天氣+路況+本地新聞+本地資訊，五分鐘即五分鐘創辦一家電臺，實現365天24 h全天候播報。5G智慧電臺imango 4.0系統是全國首個廣播區塊鏈技術應用平臺，為各種類型電臺智能升級提供保障。系統由播出、控制臺、新聞云、節目云、機器人及編輯等功能模塊組成，基于區塊鏈技術為音頻內容提供安全保障，具備三級等保、新聞三審、智能抓取、智能播報、智能編排、一件生成、AI主播、節目商城、智能監控、用戶界面（User Interface，UI）交互以及云端分發等特點。當前，5G智慧電臺為聽眾提供了豐富的節目資源，節目類型包括黨史黨建板塊、語言板塊、音樂板塊、芒果綜藝自制板塊、農業農村板塊、劇集板塊等，滿足聽眾多樣化的廣播節目需求[8]。

3 結 語

本文深入探討了5G技術在廣播電視領域的融合應用，分析了5G技術的特點，包括高速度、低延遲、多連接性和網絡切片，以及這些特點如何催生了4K/8K直播、遠程制作、VR慢直播和智慧電臺等應用。未來，期待5G技術在廣播電視領域持續創新，為觀眾提供更高質量、互動性更強的內容，同時為制作人員提供更高效、靈活的工具，推動智慧廣電戰略的進一步落地與發展。