融媒体环境下 5G+4K 技术的探索和应用
【慧聪广电网】引言
2019年6月6日，工信部向中国电信、中国移动、中国联通以及中国广电发放5G商用牌照，这标志着中国正式进入了5G用阶段。随着4K产业的加速落地和第五代移动通信（5G）技术的逐渐成熟，广电行业迎来新的发展契机，2019年11月，武汉成为《中国广电5G试验网建设实施方案》的第18个试点城市，湖北广电也迅速开始了对5G技术的探索和应用，尤其在2020年新春，5G应用猝不及防地遍地开花，2020年2月2日，湖北广电在武汉雷神山医院首台5G基站开通，当天晚上，湖北广播电视台长江云联合全国38家主流媒体40多个端口，通过中国广电提供的5G信号开始向全网直播湖北省抗疫新闻发布会。
本文从5G技术的特点、广电在5G应用上的优势，湖北广电在5G技术上的应用案例、5G直播系统在新闻直播中的优势、以及今后5G时代电视节目制作的几点思考等五个方面对5G技术进行探讨。
１、5G技术的特点
5G是最新一代的蜂窝移动通信技术，5G的三个主要性能指标是超高数据速率、超低延迟和超高密度[1]。5G的速率高达20GBbps，是4G的20倍，延时低到1ms（普通人的反应速度是400ms），每平方公里可以连接100万台设备。通俗的说5G有着闪电的速度，难以置信的低延迟和强大的万物万联能力。5G的这些优势很大程度上促成了视频直播、远程教育医疗等的异军突起。
２、广电在5G应用上的优势
广电行业在5G上有频段优势、带宽优势和内容优势。
2.1频段优势
中国广电拿到了700MHz的黄金频段，这个频段的信号穿障能力很强，传播距离远，组网成本低，一个基站可以达到其它三家电信运营商的10个5G基站的覆盖率[2]。所以理论上中国广电在成本支出上应该是对手的1/10，在建设和推进流程上也应该会更快，更有优势。
2.2带宽优势
中国广电手握100M带宽，这就决定了传输视频节目的网速会非常快，而这也是广电行业的重要使命之一。
2.3内容优势
广电行业在视频制作上有先天优势，具有量多质优的视频资源，且广电行业在长期的从业过程中需要同政府、卫生、教育、交通、科技、商业等各种行业深入沟通，我们在物联网上已经抢得先机，我们有着强大的产业号召力和内容制作能力[3]。
2020年3月2日，国家广播电视总局召开了电视电话会议，《全国有线电视网络整合发展实施方案》正式出台，广电行业在5G上的优势会在接下来的建设和应用中得到具体体现。
３、湖北广电在5G技术上的应用案例
综合上面的三大优势，5G技术下，既要有技术驱动，也要有产业需求。广电一张网正在如火如荼的建设中，4K、8K等超高清视频的制作+5G成为发展趋势，我们湖北广电也非常重视内容应用创新探索，“5G+4K”，”5G+VR”模式目前在湖北广电成为重点探索方向，在我们的许多直播演播室中目前主要的应用模式是：4K/8K摄像机(手机)单兵进行外景拍摄，随身携带5GMi-Fi，通过5G无线回传进入到演播室的服务器，再分发给矩阵切换台直播、监视器监看等。还有一种应用模式更简单，就是5GMEC+视频编辑软件——终端本地观看。
2019年5月30日，如图1所示，湖北广播电视台第一次将5G融入到我们“炎帝寻根节”的直播系统，进行远距离传输，高速率、低延时，现场还进行了360度VR全景直播等延伸功能体验。
技术手段是：在湖北随州搭建5G基站、确保5G网络链路安全通畅，现场布置4K超高清摄像机和5G无人机等进行现场拍摄，大典现场设置VR直播体验区，同时位于湖北广电网络随州营业厅的VR直播频道体验区也全程VR直播大典盛况。用户通过专业设备进行沉浸式体验，4K+5G+AI,从4K到5G超高清，电视与网络媒体一体化融合制播。
3.25G远程医疗+云直播
2019年7月5日，如图2所示，湖北长江云平台云直播武汉同济医院心内科专家团队借助5G网络和AR技术远程精准实时指导260公里外的手术室，亮点是它以5G云直播的方式见证了在新一代通信5G加速度的支持下，“首个5G医联体网”落地湖北，“互联网+”智慧医疗成功实现，而远程医疗中又使用到VR技术。
技术手段是：在武汉同济医院和枝江医院搭建5G网络，两边的医生通过5G与AR眼镜等技术，将血管显影视频，手术医生第一视角视频，心电监护视频以及手术现场视频等四路音视频实时同步传输，在同济医院远程会诊中心，介入手术专家通过观看视频，远程指导枝江市人民医院的手术医生进行操作，从而完成心脏介入手术。湖北广播电视台记者把飞行箱带到武汉同济医院，分了三台机位，与现场的5G连通，通过推流盒子将信号推送至网上，画质清晰，本次手术是5G远程实时指导，网络直播也是5G远程实时直播，同样是5G+VR应用模式。
3.35G电视直播连线
目前湖北广播电视台大多数演播室的直播连线系统主要还是4G系统架构：摄像机+4G单兵通过Internet/VPDN进入演播室4G服务器，然后进入切换台、矩阵、监看系统等。目前应用比较普及的4G系统有LiveU、手机移动端Soliton、TVUOne等4G系统。
随着5G基站的逐步展开，5G电视直播连线越来越多的开始在直播演播室得到应用。如图3所示，在2019年9月27日，湖北广电在武汉网球公开赛期间，首次进行了5G演播室直播连线。在面向全球100多家媒体提供高清公共电视信号的同时，进行了4K超高清制作和5G传输的应用尝试，湖北广播电视台联合湖北移动、中兴通讯多番调试攻关，终于成功打通技术链路，电视信号通过5G终端、5G基站，经由骨干传输网、5G核心网，直通彩电中心演播室。湖北电视综合频道《帮女郎在行动》中，首次进行全链路5G电视直播连线，直达光谷网球中心转播区。
这次武汉网球公开赛，湖北广电5G网络技术关卡的全程打通，为湖北广电实现远程、多地、高清、稳定的实时直播提供了更多可能。
3.4 5G三方直播连线
随着5G技术的发展，5G电视直播连线在新闻直播直播应用越来越广泛，双方连线乃至多方连线熟练的被直播演播室采用，如图4所示是2020年3月15日在湖北广播电视台高清80平米演播室进行5G三方连线，内容是在武汉东湖樱园的记者带领来自重庆的王悦医生和她的同事们开启“云赏樱”，圆抗疫最美医生武汉看浪漫樱花的梦，酒店、武汉东湖樱园和演播厅的主持人实时互动直播。演播室5G直播连线系统图如图5所示。
2019年年底因为疫情的影响，新冠病毒猝不及防的席卷了武汉乃至全球，全国人民乃至世界各地的人民大家开始了居家模式，随着生活习惯的改变，网络和电视直播成为了潮流趋势[4]。
随着移动通信技术的发展，电视节目制作和传播方式也发生了很大变化，从1G、2G时代的简单语言连线到现在4G、5G的多屏互动，利用无线视频业务、宽带传输功能以及IP数据专线，实现新闻现场报道、综艺节目实时互动直播和高效节目文件化的传输，是电视台节目制作和传辑一种全新的选择[5]。可以说5G无线通信技术极大的推动了现代媒体产业。
5G直播系统在新闻直播中的优势多多，如图6所示，它成本低，不受时空限制，时效性强，反应敏捷，也方便参与。
4.1低成本
从一定上意义上来讲，5G直播设备完全可以作为卫星转播车的链路备份或者替代卫星转播车完成直播任务。简单来讲,一个记者和一位摄影师两个人就可以完成场简单的直播,与以往的大队人马和设备相比，不仅出行更加方便,也可以节省更多的人力、物力、财力。
4.2不受时空限制
5G网络信号覆盖的范围十分广泛，万物互联,不管你在哪里，都可以使用5G网络进行新闻素材回传或者直播。超低的延时，使无障碍的远程操控变得可行，我们可以千里之外远程操控摄像机、远程切像、云编辑等，2019年武汉军运会期间央视就采用了远程直播的模式。
4.3反应快捷
利用5G技术进行新闻直播的新代直播传输方式，能够节省跑路的时间，更大程度上发挥新闻的时效性。
4.4方便参与
5G直播系统的单兵结构简单，只要对从业人员进行简单的快速培训就可以奔赴现场连线，不需要长时间的培训。
5、5G时代电视媒体新业态
随着5G技术大规模的应用，融媒体环境下电视节目制作要重试人才培训，在内容上深耕，在技术上突破，笔者有几点浅薄的思考：
1.轻便化的5G无线网络传输系统将会形成越来越多的广播电视节目发生在远程。突破时空的电视直播要求我们对前方记者的要求越来越高，简单便捷式的单兵远程直播要求前方记者独立完成摄像、编导和主持的本领。对技术人员的网络知识要求也将更多，这意味着我们要迅速提供学习培训，储备人才。
2.5G时代下，短视频制作将快速发展。有机构预测，2021年视频将占移动端总流量的70%，它因为内容丰富、获取信息快，碎片化时间消费而成为我们广电行业必须要争取的阵地之一。我们在电视短视频制作上一定要在内容上深挖深耕，在内容上取胜，同时，在形式上和营销上要向品牌网站学习，广电有大量的主持人资源，具备打造网红KOL的条件，我们可以在融媒体演播系统中设置MCN演播室，完善产业链条。
3.借助5G的东风，4K/8K视频应用价值不断提升，同样5G的发展，AR、VR也将更加使用，电视台要加大对4K/8K超高清视频、增强现实、虚拟现实技术的应用和创新，让它更好的服务于内容的呈现和传播。
4开启互动融合新方式。5G时代的到临，将使视频内容的分发和共享更高效、更智慧。随着互联网移动端的广泛使用，演播室的IP化，矩阵化的传播，大数据的运用，更多的结合5G、4K、人工智能的“个性化“定制化”的视频内容在各种平台上更高效的分发。广播电视一定要抓住这一契机，加快4K超高清频道的建设，加快广电云平台的智能升级，在内容生产上、在大数据采集分析上深度发力，搭上5G这趟“高铁，建设成新型主流媒体。
6、结束语
新的移动通信时代已经到来，5G网络为超高清电视插上了发展的翅膀，技术进步带来视听变革，融媒体时代到来，不断探索5G场景下4K、8K、AI、VR等技术的应用，升级技术和服务能力是我们现在乃至未来的发展方向。
