5G移动与广播电视融合网络路径探索研究

左军 张涛涛 谢琳

摘要：由于云计算、大数据、新型网络架构和新一代无线通信技术的采用，网络带宽容量大幅提升、应用场景不断拓展，接八方式经历了铜线、光纤到无线接入的蜕变。正如中国移动通讯集团有限公司总裁李跃在长沙2019互联网岳麓峰会上发表题的演讲题目《4G改变生活，5G改变社会》一样，5G网络将深刻改变社会方方面面，也必将改变广播电视未来的业态和发展方向。与此同时，人们对广播电视功能也提出了高清、个性、可移动接入等要求，灵活运用5G移动技术，搭建广播电视融合网络，主动适应变化，才能为用户提供更加优质的广播电视服务。因此，笔者对于广播电视与5G移动融合网络进行探索，期望能够为有关研究提供线索。

关键词：5G移动;广播电视;物联网：融合：网络

互联网技术、光通信及第五代移动通信技术等诸多先进信息通信手段的运用，对传统广播电视发展带来巨大冲击，传统的广播电视己无法满足人们精神、文化和日常生活需要，而5G移动技术与传统广播电视方式融合将改变广播电视的覆盖方式、业务形态、服务类型，将对广播电视带来巨大变化。本文结合广播电视行业特点，探讨5G移动技术与广播电视融合网络发展路径。

一、5G移动网络优点

5G为第五代移动通信网络，与之前几代移动通信网络相比，具有数据传输速度快、时延低、可靠性高、支持广连接、技术先进，单位带宽成本低的特点。如下图所示：

从华为《认识5G，发展5G》和中国移动公布的相关信息可知，5G的峰值速率可达20Gb/s，网络高度可靠，低时延至1ms，可实现每平方公里100万以上连接，通过这些特性方式可知，通过5G网络可满足从高可靠低时延要求的自动驾驶、车联网到高速率需求的3D、4K、8K、VR、AR到广连接需求的万物互联等各种需求。

二、广播电视传输覆盖情况

1.有线电视的发展历程。

早期，由于受电缆传输距离限制，广播电视通过共享接收，观看广播电视只能在小范围内实现，即共享天线系统，随着宽频功率放大器的出现，通过电缆信号放大再传输，拓展了信号传输距离，发展出电缆电视系统，随着光电传输设备的发展及光纤的优良传输特性，光缆在长距离、大容量的传输中得到普遍采用，形成了覆盖完善的全国（除西藏外）国家广播电视光缆干线网和各省级广播电视光缆干线网，伴随着技术进步和价格降低，有线电视网络光缆应用不断向用户端延伸，逐步实现从光缆覆盖到光节点延伸至光纤到小区、楼栋、家庭。广泛的光纤网络为大容量、高速率的传输奠定了坚实的基础。

2.广播电视无线传输覆盖

目前，广播电视无线传输覆盖主要是采用大功率广播方式，利用无线传输覆盖网传输广播电视节目信号。包括广播电视发射台、转播台、差转台、收转台（站）、微波站、节目传送台（站）、广播电视卫星、卫星地球站、监测台（站）等部分。广播电视无线传输体系复杂，频率分散，台站数量众多、模拟数字传输并存，無有效反馈机制，不方便确认传输利用效果、地位有所下降。

三、光纤（光缆）在广播电视网络中的应用

光纤具有频带宽、容量大，损耗低、中继距离远，线径细、重量轻，成本低、易维护和抗电磁干扰能力强等优点，从最初应用于长途干线，逐步向城域网和接入网延伸，因为其优良的传输特性，应用越来越广泛。

1.光纤在接入网中广泛采用

（1）光纤入户为用户提供数字高清电视业务。数字高清电视是现阶段居民家中主要的电视提供形式，数字高清提供了比以往更为清晰和流畅的电视节目，己实现双向化改造的用户还可以通过有线光纤网络实现互动，可以进行电视节目点播、回放等，用户从被动接受者变成了信息接收的控制方，可根据自身需求主动选择各种服务和信息，可以与服务提供商、其他用户进行互动，而这种功能的实现需要高速和稳定的网络环境，而光纤接入对提供稳定高速的网络环境起到了十分重要的作用。

（2）专网业务。针对大型企事业单位、教育机构、党政机关等行业应用领域，有线广电网络机构可提供专用的光纤网络解决方案，根据不同机构的实际情况设置不同类型的专用网络，解决用户信息化过程中碰到的各种问题。提供专线、虚拟专网，有线、无线相结合的覆盖方式，增强相应机构的运营能力，降低运营成本。

四、5G移动与广播电视融合网络的探索

1. 5G移动通信技术

5G移动通信技术集成了最新无线技术和网络技术，是第五代无线通信技术（ IMT2020）的俗称，它具有低成本、高带宽、低时延、广连接的特点和优点。由于5G移动网络的特点和优点，必将对我们的生活、社会造成巨大的改变。通过5G网络能真正意义上实现人与人、人与物、物与物的万物互联，它构建起了一条高效、稳定、便捷的信息传输通道，对于4K、8K视频传输、虚拟现实、增强现实等的实现也具有重要的作用。高带宽、低时延、广连接的特点，对于广播电视的融合发展更是意义重大。实现上述高带宽、广连接需求，正式广播方式的优势所在，因此成为移动网络和广播电视融合的条件，对于4K、8K超高清视频的实时传输起到数据传输速率的保证。通过5G广播类业务可以实现高清3D、4k、8k等视频实时传输，VR、AR等多视角视频功能。广播电视融合网络能为广大用户提供广播、组播、单播、实时互动等新型的广播电视业务。

2. 5G移动与广播电视融合网络

5G通信技术既有优势可以实现传统电视节目的广播和交互，最新的5G广播标准支持单向广播和5G通信融合，能够实现通信资源的智能化调动，在单向和互动模式之间根据需要进行互调。传统的低功率小塔（LPLT）基站传输范围有限，因此与高功率的地面数字电视技术有差距，高功率大塔（ HPHT）则在覆盖上有更加广泛的优势，因此5G移动和传统的电视广播能够进行融合组网。通过HPHT和LPLT一起部署来共同完成广播、组播、单播无线通信部分，而有线网络部分则需要将控制面和用户面的功能分开，控制面用5G的服务架构，用户面则用5G的传输架构搭建，融合网络的数据来源由传统广播分发网络的前端构成，从而完成5G移动与广播电视的融合网络搭建。

五、5G移动通信的广播电视发展的现状

在5G移动通信快速发展中，高速的移动通信能够承载和传播形式更加多样，内容更加丰富的信息，这对传统广播电视的领域发展造成巨大冲击。从理论层面分析，借助5G移动的通信网络配置能够支持视频点播、移动视频、广播等业务类型，但要实现大量用户、集中使用高清、4K、8K、多视角视频对网络流量也呈现出爆炸式的需求，从而会对移动通信的网络服务效果造成很大的影响。后在相关政策目标的引导下，总局成立了无线交互的广播电视相应工作组，参与制定5G移动通信融合无线广播标准。

对于5G通信技术来说，其不仅有双向性技术的优势，还能对通信资源实现智能化调节，根据需要进行单向与互动模式的合理互调。传统网络中单向基站的传输覆盖范围比较有限，与高功率地面数字电视技术存在一定的差距，广播线路的覆盖范围更加的广泛，因此，5G移动和传统电视广播可以进行融合组网。在融合网络设计中，要考虑移动回拨和私人化的定制服务等功能提供和连接方式在广播与点对点通信的切换;在融合网络中，其数据来源可有不同的分发网络提供。从而共同实现5G移动和广播电视融合网络的搭建。

六、建设5G移动和广播电视的融合网络

广播电视与5G移动融合过程中，既有点对点的个别通信需求又有广覆盖的一点对多点的需求。融合网络设计时必须充分考虑移动通信网与广播网技术的特点，考虑业务与功能需要，通过融合网络确实实现双向点对点和单向一点对多点传输和无感切换。在创建融合网络结构框架过程中，必须遵循5G系统结构技术标准，充分利用广播传输方式具有流量不随用户数量增加而变化的特点，通过高功率大塔（HPHT）与增强广播方式推送用户集中需求、数据量大、热点内容和及时性要求高的内容，同时在用户离开其覆盖范围或需求变化时，自动无缝切换到LPLT继续提供服务。通过融合网络将大大减轻5G移动基站的转发压力。在建立融合覆盖无线网络时，LPLT遵循5G的标准要求建设，LPLT与HPHT进行合理布局。对现有网络、前端、用户、管理控制等进行分离，并从新构建与适应业务、网络融合、5G规范和共享发展的需求，将现有數据全部融入5G核心网络结构中。为了实现融合必须有针对用户、内容、流量控制和点对点和一点对多点广播模式间进行优化传输和切换的画像产生（ UPCF）、内容分发控制（CDCF）和广播宽带切换（BBSF）等虚拟网络功能模块。其中，BBSF（广播宽带切换功能）实现用户数据在广播与双向交互之间切换;MCF（媒体控制功能）根据内容分发的方式、用户终端能力、网络的状况调整媒体内容的编码、封装等并确保同步;总之，现有有线数字电视网络要充分发挥自身优势，增加服务类型、提高服务质量，充分利用广电获得5G牌照，5G广播标准制定的有利时机，融入5G，争取在智慧广电、智慧城市、物联网、高清超高清视频、等方面全面发展。真希望如同中国广播电视网络有限公司董事长赵景春同志展望的那样，到2021年5G广电网络将打造成“正能量、人人通、应用新、服务好、可管可控的新型5G网络”。

七、结论

5G移动技术特点和5G移动网络的优点对传统广播电视传输手段、业务类型、服务方式都带来前所未有的冲击和改变，要想广播电视得到发展，必须摆脱固有模式，主动出击，更新传输手段，丰富业务类型，改变服务方式，加快内容建设，推进“有线、地面、卫星、5G融合发展”，充分利用5G技术，向IP汇集，解决好传输覆盖问题，探索建设广播电视融合网络，提升用户体验，实现广播电视与宽带的“无缝”融合发展。

参考文献：

[1]李嘉琦，张伟，探讨5G移动通信对广播电视的影响及对策[J].中国新通信，2019，21（18）：12.

[2]靳泰强.5G移动通信对广播电视的影响与应对[J].西部广播电视，2019，（17）：252-253.

[3]惠世军，吴航行.5G移动与广播电视融合网络[J].数字通信世界，2019，（7）：156.

作者简介：左军（1975. 07-），男，汉族，四川三台人，硕士，副高，研究方向：广播电视网络传输。

张涛涛（1982. 01-），男，汉族，陕西人，硕士，中级工程师，研究方向：无线传感器网络，网站和IDC运维工作。

谢琳（1976. 10-），女，汉族，四川人，本科，副高级工程师，研究方向：无线电，主要从事网络运维工作。