5G 通信技术在广播电视领域的应用研究

李 杭

（辽宁广播电视集团（台），辽宁 沈阳 110000）

0 引言

随着5G 通信技术的迅猛发展，其高速度、低延迟、大容量的特性为广播电视领域带来了革命性的变化。文章将深入探讨5G 在广播电视中的多重应用，包括4K/8K 视频传输、慢直播、虚拟现实/增强现实（Virtual Reality/Augmented Reality，VR/AR）直播以及应急广播。通过翔实案例和技术分析，揭示5G 如何改善观众体验、拓展广播业务，为行业创新注入新动力。

1 5G 通信技术概述

1.1 5G 通信技术的主要特点

5G 即第五代移动通信技术，它不仅是4G 的升级和延续，更是全新的技术创新与应用平台[1]。5G通信具有5 个特点。第一，高速。5G 速度在正常情况下可达到10 Gb·s-1，大大超越了4G 的性能，这使得大量数据的实时传输成为可能，包括高清视频、VR 等。第二，低延迟。5G 的延迟低于1 ms，基本达到实时反馈的水平，使得实时通信、VR/AR 和自动驾驶等应用成为可能，对于实时通信和自动控制等领域有着重大的意义。第三，大连接数。5G 可以支持每平方千米内数十万个设备同时在线，对于物联网的发展非常重要。第四，高效能。5G 的性能提升了100 倍，但其能耗却降低了90%，更加环保和经济。第五，高可靠性。5G 网络的可靠性极高，无线连接的成功率接近100%，基本可以满足所有的应用需求。这些特点使得5G 在许多领域有着广泛的应用，如智慧城市、智慧广电、自动驾驶和工业4.0 等[2]。

1.2 5G 产业的发展现状

自2019 年以来，我国5G 通信产业发展迅速，在网络建设、用户增长、产业发展、应用创新等领域取得突出成绩。截至2023 年8 月，我国各省市出台的各类5G 扶持政策超过980 个，2023 年10 月累计建设开通5G 基站321.5 万个。当前，标准研制进入5G-Advanced 阶段，包括R18、R19、R20 共3 个版本。2023 年1 月—10 月，5G 手机出货量达1.88 亿部，在国内占比超过81.9%。5G 行业应用融入97 个国民经济大类的67 个，应用案例超过9.4 万个，其在工业、采矿、电力、医疗、建筑、农业、文旅等行业的融合应用正持续深化[3]。

2 5G 通信技术在广播电视领域的应用

2.1 基于5G 通信技术的4K/8K 超高清视频的实时传输

4K 和8K 超高清视频具有极高的像素密度，相较于传统的高清视频传输需要更大的带宽和更高的传输速率。5G 的峰值速率可达10 Gb·s-1，具备传输4K/8K 超高清视频的底层网络条件。实时传输4K/8K 视频的应用场景十分广泛，包括在线视频服务、远程教育、远程医疗和虚拟现实等领域。特别是在电视直播、体育赛事转播等应用中，通过5G 网络实现4K/8K 视频的实时传输，可以提供更为生动、逼真的观看体验。5G 通信技术运用先进的网络切片、边缘计算等技术，以适应高带宽、低延迟的应用需求。

以2022 年北京冬奥会为例，打造了京张高铁冬奥专列5G 超高清移动演播室，基于5G+4K 动态码率调整、多通道智能切片传输技术，实现350 km·h-1速度下冬奥会超高清信号的稳定传输。5G 超高清移动演播室采用车载5G 传输系统、轻量化与全网际互连协议（Internet Protocol，IP）技术，为冬奥会期间各传统广播电视单位及新媒体平台提供全媒体内容制作服务[4]。

以咪咕视讯科技有限公司8K 超高清多城同步直播新模式为例，基于5G+8K+云直播技术举办第十四届咪咕汇，首次实现5G+8K 超高清直播大型商用。在活动现场配备了全球首辆8K+5G 超高清视频全业务转播车，布设8K 8 讯道，实现同时输出8K、4K、高清（HIGH DEFINITION，HD）规格的PGM 信号。依托咪咕汇最前沿5G+4K/8K 端到端制作与多机位直播，通过多台8K 摄像机、4K 摄像机、自由视角摄像机、8K VR 摄像机完成现场画面的多角度、多视角采集，依托5G 网络完成超高清直播信号的实时传输，带给观众一场沉浸式、超高清的视觉盛宴[5]。

2.2 基于5G 通信技术的慢直播

基于5G 通信技术的慢直播是一项新兴的技术应用。与传统直播不同，它允许观众在主播发布直播内容后一段时间内进行互动，如点赞、评论等。这是由于5G 技术具有高速度和低延迟特性，使得数据传输和处理速度极快，进而实现真正意义上的实时互动。慢直播主要在体育赛事、新闻事件、音乐会、旅游景观直播等实时活动中得到应用。5G 能够支持大量设备的同时在线，使得数以百万计的用户在同一时间采用慢直播方式观看同一场活动。

央视频5G 新媒体平台联合中国电信开启5G慢直播，共设置珠峰VR、珠穆朗玛峰、珠峰大本营、珠峰绒布寺4 个视角，以满足观众多元化的观看需求。利用5G 带来的大带宽和低延迟，央视频5G 新媒体平台和中国电信联合为人们提供了一次独特的观看珠峰的体验。观众不仅可以选择不同的视角来观看珠峰，还可以通过VR 得到身临其境的体验，仿佛真正站在珠峰之巅。“云”登顶突破了地理局限，让观众在家中就可以欣赏到珠峰的壮美景观，360°全景呈现珠穆朗玛峰24 h 的自然变化。

以河北广播电视台《美丽河北》慢直播特别节目《“十一”去哪儿》为例，观众可以实时观看河北的各个风景名胜，同时进行实时互动，向主播提问或分享自己的旅游计划。主播根据观众的要求来调整行程或所介绍的内容。5G 的大带宽让节目在保证高分辨率的同时保持流畅，给观众带来临场感十足的视觉体验。大量的在线观众同时参与到直播中，分享自己的观点和感受，形成一个大型的在线社区。《“十一”去哪儿》5G 慢直播节目，不仅扩大传统媒体的受众群，也为观众带来全新的媒体消费体验。

2.3 基于5G 通信技术的VR/AR 直播

基于5G 通信技术的VR/AR 直播，借助5G 的高带宽、低延迟特性，开创了一种全新的观看体验。VR 和AR 技术通过叠加虚拟元素，使用户能够深度互动，身临其境般地享受直播内容。例如：在体育赛事直播中，观众通过VR 设备以现场观众视角享受比赛，甚至进行出场球员的360°全景查看；音乐会直播中，观众可以体验仿佛坐在音乐厅中央的听觉享受。这种沉浸式的体验，对于传输速度和延迟的要求非常高，5G 提供的超高网速支持大量的图像数据实时传输。低延迟保证了图像数据无卡顿，能够提供流畅的观看体验。

以2021年央视春晚为例，依托5G技术部署3套超高清VR 摄像机，为观众营造出一种全新的观看体验。通过3 套超高清VR 摄像机，观众可以欣赏到场景和表演的每一个细节，视觉效果极为清晰生动。在节目的舞蹈、魔术、杂技等环节，观众更真实、更完整地感受到演员们精湛的技艺和舞台效果的炫酷。VR 摄像机提供了全方位的视角切换，观众可以根据自己的喜好随时切换视角，仿佛亲临现场一般。依托5G 技术部署的VR 摄像机进行实时互动，观众可以在直播过程中发表自己的评论和感想，增强了虚拟与现实世界的连接。

2.4 基于5G 通信技术的5G 应急广播

5G 应急广播是基于5G 通信技术构建的一种新型广播服务，主要在紧急情况下（如自然灾害、突发事件等）提供实时、有效的信息发布服务。在发生自然灾害或突发事件时，传统的电视、电台或网络等通信工具可能会受到破坏或中断，而5G 技术的高可靠性和广覆盖性使得应急广播可以持续稳定的工作，及时发布救援信息，为公众和救援组织提供关键的信息支持。5G 应急广播还可以通过5G网络的大带宽特性发布包括高清图片、视频等丰富的多媒体信息，如灾情、救援路线、避难场所等。与传统的应急广播相比，5G 应急广播所能覆盖的范围更广，信息更为丰富，传播更快速，实时性更高，对于应对救援任务具有重要的价值。在未来，5G应急广播会成为关键的应急救援工具，为防灾减灾工作提供服务。

以江苏有线“5G+应急广播”建设为例，其承建中国广电5G 新通话平台，基于人工智能、AR/VR等新技术，利用5G 的大带宽和低延迟特性，实现丰富多样的多媒体实时通信，包括文字、图片、音频和视频等。同时，采用广电1064 物联网卡构建“5G+应急广播”网络，并融合了人工智能、AR/VR 等新技术，为人们提供更加人性化、更加直观的信息服务。例如，AR/VR 技术提供3D 模拟的现场环境，观众通过这种方式可以更直观地了解现场的实际情况。物联网卡具有低功耗、长通信距离、设备连接数多等特点，能够在复杂和恶劣的环境下保持稳定的通信。

以中国广电5G NR 广播为例，目前已完成预商用测试，涉及广播基本业务、广播与单播并发、无卡广播接收、应急广播等功能，其应急广播能力将突发事件和公共安全的通信支持提升到一个新的高度。在突发事件或公共安全危机时，如自然灾害、公共卫生事件，应急广播能够有效、及时地向公众提供最新的官方信息，包括灾情介绍、安全提醒和救援信息等。

3 结语

随着4K/8K 视频实时传输、慢直播和VR/AR技术的融合，广播电视迎来前所未有的发展机遇。5G 的高速、低延迟、大容量特性为观众提供了更丰富的体验，推动了行业的数字化转型。同时，5G 应急广播在灾害时刻的实时信息传递方面表现出色。文章全面探讨了5G 通信技术在广播电视领域的创新应用，旨在为广播电视业未来的创新和发展提供参考。