基于5G 技术的新型广电网络技术研究

刘平利

（陕西广电网络传媒（（集团））股份有限公司 西安分公司，陕西 西安 710061）

0 引 言

5G 技术即为4G 技术的“升级版”，两者在功能、特征上非常相似，但5G 技术结合了以往所有通信技术的优势，不仅安全性有所提高，而且覆盖性和灵活性有了一定的发展。5G 技术的应用不仅可以弥补传统4G 技术的不足，满足移动业务发展的需求，而且能从根本上提高网络环境的稳定性和可靠性。5G 技术具有巨大优势，且巨大性能优势下可帮助实现一些4G 技术无法实现的目的。由此出发，基于5G 技术的优势，其在人们的生产生活中应用广泛，如在广电网络行业得到了广泛关注与应用，依托于该项技术，人们可以开发出一系列新型广电网络技术，这些技术的诞生将推动促进广电网络服务水平朝前发展提高，不仅能满足人们日常所需，还能很好地促进社会经济发展。着眼于此，有必要对5G 技术下的新型广电网络技术进行研究。

1 5G 技术概述与应用优势

1.1 概 述

5G 是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G、3G、2G 之后的延伸。5G 技术的本质是一种移动通信技术，能实现“人与人”“人与物”之间的通信互联，且相比于4G、3G、2G 同类型技术，5G 能进一步提升、保障互联关系中通信两端的信息传输效率和安全性。我国有关于5G 技术的研究起步于2015 年，当时国际电信联盟启动了5G 标准研究，我国也参与其中。直至2018 年，经华为研发部之手，5G 技术正式进入研发阶段，同步国内也向三大通信运营商分类了5G 中低频段，广电在其中得到了被誉为“黄金频段”的700 MHz，促使5G 技术开始融入广电网络[1]。

在此基础上，我国广电网络行业开始积极投身于5G 技术建设的研究与应用，截至目前，主要表现如下：一是广电网络组织积极参与了5G标准跟踪研究，围绕5G 技术开展了各种大型科研项目；二是广电总部早早成立专家小组，对5G 技术标准的制定进行了研究，旨在建立与5G 技术完全吻合的广电无线广播标准；三是与运营商、其他技术部门等合作，协力开发、推广5G 广电网络通信业务项目。

1.2 应用优势

相比于上一代4G 技术，5G 技术具有性能、成本等方面的优势。在性能方面，5G 技术的优势主要体现在通信传输速度、联网范围指标上，具体见表1，性能水平远非4G 技术可比。在成本方面，5G 技术的通信频次更高，因此资源利用率同样非常较高，有助于提升数据传播效果，同时5G 技术资源消耗速度更慢，设备上可沿用4G技术，且无须额外增加资金投入，故5G 技术的运营成本更较低[2]。

表1 5G 技术主要性能优势

依托于5G 技术的性能优势，当其进入广电网络，性能优势就能转换为应用优势，具体应用优势内容如下。

1.2.1 加快提高信号传输效率

广电网络在5G 技术通信技术的支持下，广电网络组织可以通过信号传输的方式为用户提供服务，因此信号传输时的效率会对服务质量造成影响，即假设信号传输效率慢，那么在用户端就会出现信号卡顿等问题，会给用户带来不好的体验，是服务质量低的一种表现。反之，该问题基本不会发生，即使发生也会在瞬时恢复，表明广电网络服务质量良好。

由此出发，相比于4G 技术，当5G 技术成为广电网络的通信支撑时，其极高的传输效率能够有效加快信号传输，可解决4G 时代下广电网络传输中普遍存在的画面延时、音画不同步等问题。同时，利用5G 技术在进行信号传输时会将信号分发到不同机房、融媒体中心，再通过解码设备将信号转换为数字格式。在这种方式下，即使信号收发两端距离很远，也能做到信号无损转换。值得一提的是，5G 技术在加快信号传输效率的同时，其应用能降低信号干扰影响，还能进一步提高信号传输稳定性，如该项技术能降低信号干扰影响，因此信号传输更加流畅、稳定。

1.2.2 画面优化

现代广电网络用户对于画面质量有较高的要求，但在4G 时代中，广电网络并不能很好地有效保障画面质量，如4G 技术支持下，广电网络电视画面在播放过程中依然会发生出现图像失真问题，说明画面质量有待提升[3]。而在5G 技术的支持下，人们可以在信号传输过程中安装相关程序，依靠程序进行滤网修复，由此解决图像失真问题，代表电视画面得到优化。

除此以外，5G 技术的应用还能从清晰度角度出发对画面进行优化，即4G时代人们开发出了在线直播、电视直播2 种实时画面服务，二者在理论上能让画面清晰度达到4K，但受限于4G 网速，2 种服务的实际视频分辨率大体约为1 080P。着眼于对此，5G 技术的加入应用将能突破网速限制，实现确保画面清晰度达到4K，给用户带来优质体验。

2 融合基于了5G 技术的新型广电网络技术分析

2.1 网络切片技术

广电网络在实际应用过程中需要灵活组装服务，这样才能满足用户的个性化需求，但以往该项任务的完成度达不到预期，整体有待提升。对此，人们可以依靠利用5G 技术研发网络切片技术来解决问题。网络切片技术是以网络虚拟化功能为基础开发得到的一种新型技术，其与传统网络技术有很大的不同，即网络切片技术会将原本为一个整体的网络划分为硬件、软件2 个部分，然后网络应用中采用统一化的服务器管理模式对硬件进行管理，采用差异化网络功能对软件进行控制，这种方式能让广电网络业务组装更加灵活，也便于管理者进行安全管理[4]。

另外，任何类型的网络切片技术都有对应的隔离机制，具体见表2。依靠隔离机制，能让广电网络空间与外部其他网络的业务主体保持独立，并实现选择性连接，因此可以在兼顾实际应用的前提下，有效提高广电网络组合的组装灵活性。

表2 常见网络切片技术及隔离机制

2.2 小颗粒硬隔离切片技术

广电网络的业务范围非常广泛，而不同业务存在不同的控制需求，导致以往广电网络业务管理不统一，缺乏定性规范。针对该问题，依托于5G 技术开发的小颗粒硬隔离切片技术能提供帮助改善该问题。该项技术主要作用于10 MHz 信号业务，具体应用方式多种多样。例如，在SPN 小颗粒技术上采用两极复用固定时隙方案，能够改变原有Flex E/MTN 接口，在其N×5Gb/s 通道中划分出10M 粒度时隙，使得人们可以依托于小粒度时隙对带宽进行灵活分配[5]。这种应用方式可以解决以往因广电网络硬隔离切片最小颗粒为5 Gb/s，所以无法满足高效、低成本小带宽控制类业务承载需求的问题。

2.3 新型保护技术

广电网络在实际应用中会受到来源于外部的安全威胁，因此需要采取对应的保护技术来保障网络安全，但以往的保护技术不够完善，许多缺陷也已经暴露，故对于广电网络而言，其保护技术亟待加强更新。在该需求下，依托于5G技术的新型保护技术应运而生，其具有高安全性的技术标准，能进一步提高广电网络安全水平[6]。新型保护技术主要采用的安全技术标准为IEEE TSN 802.1CB、IETF Det Net-PREOF，两大标准中分别包含了L2 业务帧、LE 数据包复制消除机制，因此当网络安全问题爆发，引发网络故障之后时，将自动触发无损保护功能，由此保障网络安全。另外，新型保护技术并不特指某一项技术，而是一系列保护技术的统称，而且不同的保护技术具有不同的作用。例如，一些新型保护技术能在5G 网络中简化数据包复制过程，同时确保复制过程中的任意操作不会引发风险或故障；部分新型保护技术能很好地在有效规避随机事件中规避数据包丢失等问题，实现传输无损化。因此合理运用应用这些保护技术，能全方位提高广电网络的安全性。

2.4 段路由技术

目前，在南北向、东西向建设指引下，我国广电网络的业务连接已经实现了全网状连接，该目标实现过程中5G 技术下引入的段路由技术起到了至关重要的作用。例如，该项技术为网络提供了更加便捷的技术操作空间，使得网络连接更加灵活。同时，依靠段路由技术能实现不用主体的转发、优化，因此网络与网络之间的同步性显著增强，这是广电网络服务质量全面提升的一个标志。

2.5 其他新型技术

在广电网络发展过程中，5G 技术的应用面非常广泛，因此依托于5G 技术可开发出多种新型技术，除以上4 种以外，还有eMBMS 技术、数据分析技术等。

2.5.1 eMBMS 技术

eMBMS 技术可以对广电网络信号传播方式、逻辑调整的过程进行优化，满足相关业务在语音、视频画面等多方面的需求，同步加快信号通道调整速度、提高提高带宽利用率。eMBMS 技术在实际应用中还能与LTE Video 技术相互结合，这使得5G 时代下的广电网络业务推送能力、准确性都得到显著提升，并增强了用户、管理者、运营商等方面之间的互动，更好地兼顾了多方需求。

2.5.2 数据分析技术

数据分析技术可帮助广电网络管理者更好地运用大数据。目前，大数据是庞大数据体，其具有极高的应用价值，但要发挥其价值，就要对其进行分析，而无论是人工，还是其他技术工具，在大数据分析处理中都存在一些问题，如人工分析难以兼顾保证分析效率，其他技术应用于大数据分析处理难以保障分析结果的质量[7,8]。针对这一问题，数据分析技术是目前唯一可以同时兼顾分析效率且保障分析结果质量的工具技术，其在5G 技术的支持下能快速采集数据源中的数据，储存后形成专门大数据，然后再对其进行快速分析，通过数据揭露相关主体的内在需求，如采集广电网络中的天线数据，可以知道天线配置、受干扰情况等，便于开展广电网络运维工作。除此以外，依靠5G技术与数据分析技术，还能实现数据三维跟踪，做到动态化管理[9,10]。

3 结 论

5G 技术可以推动新型广电网络技术的发展，使广电网络服务质量、效率得到提升。5G 技术能帮助广电网络引入多项新型技术，在5G 技术与新型广电网络技术的帮助支持下，广电网络将进入全面升级态势。升级后的广电网络不仅在服务质量、效率上会有显著提升，而且能实现许多新的服务功能，以更好地满足不同用户的需求。