5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)無疑正為許多行業(yè)帶來新的變革機(jī)遇，全球眾多地區(qū)運(yùn)營商已不同程度的持續(xù)推進(jìn)著5G商用，對于廣播電視行業(yè)而言，5G同樣正為廣電領(lǐng)域帶來新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。通信運(yùn)營商的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)繼續(xù)使得移動蜂窩網(wǎng)能力得到極大的擴(kuò)充，廣電運(yùn)營商不可避免的面臨OTT流媒體、IPTV等的視頻業(yè)務(wù)沖擊，但也在需求新技術(shù)的重構(gòu)以增強(qiáng)廣播服務(wù)能力。
伴隨著國內(nèi)外5G技術(shù)的應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)的部署，DVBCN筆者也在這幾年間實(shí)時(shí)追蹤了國內(nèi)外廣電運(yùn)營商圍繞著5G廣播能力驗(yàn)證的動向，這幾日注意到知名發(fā)射廠商羅德與施瓦茨（R&S）就5G廣播的話題舉行了多場研討會，因此筆者大體從相關(guān)資料中選取了一些要點(diǎn)以梳理下歐美及國內(nèi)的中國廣電等對于5G廣播的兩大技術(shù)體系下的未來業(yè)務(wù)能力憧憬。
5G廣播將重塑廣電行業(yè)場景
對于廣電領(lǐng)域而言，5G也是一項(xiàng)新的技術(shù)賦能，并且也能為行業(yè)業(yè)務(wù)創(chuàng)造商業(yè)機(jī)會。5G正在為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)帶來新的廣播和組播功能，從而發(fā)掘出新的行業(yè)應(yīng)用。需要注意的是，雖然直播視頻分發(fā)對廣電來說很重要，但5G廣播/組播并不一定意味著只能服務(wù)于手機(jī)移動電視/視頻，傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務(wù)也能從中獲益。
5G不僅能夠?yàn)橹悄苁謾C(jī)提供更優(yōu)的媒體和娛樂服務(wù)體驗(yàn)，還可以為智能汽車提供OTA更新、媒體和娛樂以及地圖更新等拓展服務(wù)能力。在5G技術(shù)能力的保障下，各種應(yīng)急、現(xiàn)場等場景亦能得到極大的滿足，通過5G廣播可以傳輸公共安全組播方面的信息，例如天氣預(yù)警和社區(qū)信息等。
在其他的一些服務(wù)方面也可以通過5G多播（或稱組播）來進(jìn)行優(yōu)化，包括用于集中配置和控制的OTA多播服務(wù)、直播帶貨以及為寬帶通達(dá)率低的的農(nóng)村地區(qū)提供遠(yuǎn)程教育等等新服務(wù)場景。此外，5G組播能力更能使得用戶居家便能舒適的享受到全場景視頻等極致新視聽體驗(yàn)。
5G組播正在為廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商創(chuàng)造機(jī)會，使其基礎(chǔ)設(shè)施更加動態(tài)，并幫助他們發(fā)現(xiàn)新的分發(fā)功能。它還能支持移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商擺脫掉繁重的流媒體數(shù)據(jù)負(fù)載，以避免基礎(chǔ)設(shè)施過度配置。因此，也使得運(yùn)營商可以為消費(fèi)者提供更高質(zhì)量的服務(wù)，同時(shí)降低了其支出成本負(fù)擔(dān)。
5G廣播能保障更廣泛的覆蓋范圍及頻譜傳輸效率。通過賦能運(yùn)營商的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，使得廣播/多播信息比向移動網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)發(fā)散模式更有效。因?yàn)槿鐝V播電視大塔的發(fā)射能力極為強(qiáng)勁，可使信號頻率全面的覆蓋小區(qū)，這種經(jīng)過5G技術(shù)改進(jìn)的靈活性將大大降低運(yùn)營商的部署和運(yùn)營成本。
5G廣播也將能提供更好的服務(wù)質(zhì)量及更高的體驗(yàn)質(zhì)量。能給消費(fèi)者帶來更高質(zhì)量的高清 (HD)和超高清(UHD)分辨率以及高動態(tài)范圍(HDR)的真實(shí)圖像質(zhì)量，另外借助5G組播的更低延遲和更高靈活性能力，可以改善消費(fèi)者體驗(yàn)以提供更多的實(shí)時(shí)應(yīng)用場景。
5G廣播/組播技術(shù)：增強(qiáng)的一對多分發(fā)模型
作為移動通信領(lǐng)域的新一代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，廣電運(yùn)營商可以借助其技術(shù)賦能構(gòu)造全新的商業(yè)模式以向消費(fèi)者提供內(nèi)容或數(shù)據(jù)服務(wù)，并不會影響到5G蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)。5G廣播可使用戶能夠通過一系列智能手機(jī)、無SIM卡設(shè)備訪問高質(zhì)量媒體內(nèi)容，并且覆蓋范圍更大、延遲也更低。
在3GPP版本Real-14至16階段，已將進(jìn)一步增強(qiáng)的多媒體廣播多播服務(wù)(FeMBMS) 指定為專用和混合模式的新廣播/多播增強(qiáng)功能。通過5G廣播和多播功能，移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以通過覆蓋網(wǎng)絡(luò)或SDL向移動用戶提供優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，同時(shí)仍能保證蜂窩網(wǎng)絡(luò)的更高質(zhì)量服務(wù) (QoS) 和更高質(zhì)量體驗(yàn) (QoE) 。
1）免SIM卡的僅接收模式
在5G廣播服務(wù)中，運(yùn)營商能實(shí)現(xiàn)下行鏈路模式下100%的廣播/多播專用分配分發(fā)，使得各種適應(yīng)設(shè)備均可以接收頻率信號，不僅是智能手機(jī)，還包括智能汽車和智能家電等，無需SIM卡用戶只需在僅接收模式(ROM)的覆蓋區(qū)域內(nèi)便能享受服務(wù)。
2）簡化架構(gòu)
除了接入網(wǎng)中的MFN或SFN傳輸方式外，屆時(shí)廣電運(yùn)營商的核心網(wǎng)只需要少量的基礎(chǔ)設(shè)施元素即可實(shí)現(xiàn)更低的時(shí)延和透明傳輸。
3）覆蓋范圍更廣、頻譜效率更高
如前面所言，通過覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的高功率或中等功率傳輸或通過蜂窩SDL低功率廣播/多播數(shù)據(jù)的傳送比將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)蜂窩模式要高效得多。此外，子載波間隔和循環(huán)前綴的靈活性允許小區(qū)覆蓋范圍從1公里擴(kuò)大到100公里，這種靈活性將大大降低部署和運(yùn)營成本。
5G廣播/組播的商業(yè)潛力一覽
總體上來說，5G廣播的應(yīng)用不僅限于提供手機(jī)電視或視頻等媒體和娛樂體驗(yàn)，更要考量其可提供OTA更新、車載媒體娛樂以及地圖更新等智能車輛相關(guān)的應(yīng)用方向。另外，5G廣播也可以實(shí)現(xiàn)傳輸公共安全組播場景，如氣象預(yù)警和社區(qū)信息等，可服務(wù)于許多公共場景。其他的一些實(shí)際性商用場景如：
1）現(xiàn)場直播
現(xiàn)場直播活動在全球范圍內(nèi)仍備受矚目，特別是不同類型的設(shè)備能吸引廣泛的用戶目光，包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動設(shè)備，以及VR/AR等可穿戴設(shè)備等，在汽車、火車和公共汽車等公共交通工具場景中用戶也需要實(shí)施直播服務(wù)。特別像體育賽事（如奧運(yùn)會等），仍是廣泛用戶所需的大視頻服務(wù)，全球用戶駐留率、收視率多年來不降反增。
2）公共安全
保障公共安全是5G廣播的基本功能服務(wù)之一，這也是5G組播/廣播技術(shù)演進(jìn)中全球運(yùn)營商們持續(xù)認(rèn)同的演進(jìn)功能服務(wù)場景，一個(gè)典型的例子是多媒體預(yù)警，能借助于5G廣播技術(shù)為用戶提供信息預(yù)警說明、建議和其他附加信息等，使得用戶更好地對警報(bào)做出反應(yīng)。
3）車聯(lián)網(wǎng)
車聯(lián)網(wǎng) (V2X) 是未來車輛通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)定義，隨著對自動駕駛汽車的需求增加，特斯拉、寶馬、奧迪和許多其他汽車制造商需要依靠安全、可靠的通信系統(tǒng)來連接數(shù)百萬輛汽車和設(shè)備。
移動運(yùn)營商正加速在其5G網(wǎng)絡(luò)中引入V2X通信，然而這些運(yùn)營商中的許多都忽略了多播功能。在5G熱潮中，許多移動運(yùn)營商未能在其不斷增長的網(wǎng)絡(luò)中加入LTE多播，當(dāng)數(shù)百萬自動駕駛汽車和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)設(shè)備需要頻繁的軟件升級或緊急警報(bào)時(shí)，它們就會陷入困境。沒有進(jìn)一步發(fā)展的多媒體廣播多播服務(wù) (eMBMS)，電信運(yùn)營商最終將耗盡他們的5G網(wǎng)絡(luò)能力，因?yàn)樗麄冞�沒有準(zhǔn)備好利用多播的力量。一旦連接的用戶中有一半是用于車輛或機(jī)器，他們的收入來源就會急劇減少。更不用說汽車行業(yè)已經(jīng)在其V2X提案/報(bào)價(jià)請求(RFP/RFO)中涉及了對多播支持請求。
OTA實(shí)時(shí)流量正在成為未來汽車的一項(xiàng)基本功能，高通公司也曾表示，V2X技術(shù)不斷發(fā)展，3GPP Release16/17 NR C-V2X直接通信模式（或側(cè)鏈）規(guī)范將支持高級場景用例，從而再次增強(qiáng)自動駕駛，而無需使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)高通的說法，NR C-V2X 側(cè)鏈提供了更高吞吐量、更低延遲、增強(qiáng)可靠性和改進(jìn)定位等形式的多項(xiàng)增強(qiáng)功能，所有這些都有望增強(qiáng)自動駕駛能力。此外，NR C-V2X 側(cè)鏈還將默認(rèn)操作模式從廣播轉(zhuǎn)移到可靠的多播通信，這是通過一些全新的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的。這些用例示例可以在廣播/多播和單播混合模式中以最優(yōu)的邏輯去實(shí)施，其中，下行鏈路模式可在多播中實(shí)施，上行鏈路反饋信道則在單播模式中實(shí)施。
4）自由實(shí)時(shí)場景服務(wù)
觀眾通過現(xiàn)場家庭體驗(yàn)來增強(qiáng)場內(nèi)氛圍。5G組播將通過許多應(yīng)用來增強(qiáng)體育場館內(nèi)的球迷體驗(yàn)，觀眾在家中也能享受到增強(qiáng)型的身臨其境的現(xiàn)場體驗(yàn)，例如可以實(shí)現(xiàn)360度多角度觀看、慢鏡頭模式、放大局部、定制的第一人稱/第三人稱視角等等。
5）OTA多播
OTA多播是一個(gè)成熟的商業(yè)案例，即物聯(lián)網(wǎng)的概念。借助5G，羅德與施瓦茨預(yù)計(jì)未來每平方公里將有超過10000臺智能且即插即用的設(shè)備。這些設(shè)備包括智能家電和可穿戴產(chǎn)品。借助數(shù)據(jù)卸載概念，羅德與施瓦茨建議使用一對多的方法來多播任何旨在同時(shí)到達(dá)多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)，例如軟件和固件更新、遠(yuǎn)程錯(cuò)誤補(bǔ)丁以及集中管理的配置和控制數(shù)據(jù)。
6）電子競技
電子競技被認(rèn)為是電信行業(yè)的新興商業(yè)案例之一。電子競技概念正在全球范圍內(nèi)掀起一股新的興趣浪潮，在電競賽事中選手與觀眾可啟動廣播會話和分享游戲體驗(yàn)的選項(xiàng)以烘托氣氛，其間動態(tài)廣告可以插入到任何游戲中。
7）線上教育
線上教育并不是新興的用例，但已經(jīng)存在了10多年。特別是后疫情時(shí)代，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的價(jià)值再次上升。突然間巨大的網(wǎng)絡(luò)承載下，固定線路、無線連接和移動網(wǎng)絡(luò)不一定能可靠地提供所需的實(shí)時(shí)服務(wù)。相比之下，5G 廣播/多播則提供了一種方法，可以在互聯(lián)網(wǎng)接入不便的情況下或在缺乏固定互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋的農(nóng)村地區(qū)，為用戶提供可靠地虛擬教室。
8）實(shí)時(shí)商務(wù)（直播帶貨）
直播商務(wù)是一個(gè)用來描述流媒體視頻和電子商務(wù)結(jié)合的新術(shù)語，有望徹底改變零售業(yè)和消費(fèi)者的購物習(xí)慣。正如二十年前在線購物改變了零售業(yè)一樣，直播有望改變今天的電子商務(wù)。這種被稱為實(shí)時(shí)商務(wù)的視頻和購物的融合有助于提高參與度，縮小客戶與產(chǎn)品之間的差距，推動銷售量，并且在涉及投標(biāo)的情況下提高平均銷售價(jià)格。在中國市場其已經(jīng)顯現(xiàn)出了其巨大的價(jià)值，直播帶貨為農(nóng)民、企業(yè)主和個(gè)體經(jīng)營者提供了與消費(fèi)者互動的新空間。
9）數(shù)字農(nóng)業(yè)
可以在使用廣播/多播設(shè)計(jì)創(chuàng)建新服務(wù)的同時(shí)解決智能農(nóng)業(yè)概念。自2017年以來，國際電聯(lián)一直致力于垂直電子農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)。已定義了幾項(xiàng)服務(wù)，主要部署在非洲，但也部署在美國、加拿大、拉丁美洲和歐洲的一些地區(qū)，其中許多服務(wù)可以通過5G廣播/多播來解決。
事實(shí)上，實(shí)時(shí)市場價(jià)格和更新的耕作技術(shù)等信息可以輕松地同時(shí)到達(dá)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者端。通過這種方式可實(shí)現(xiàn)智能自動化，如遠(yuǎn)程控制農(nóng)業(yè)機(jī)器等以進(jìn)行災(zāi)害管理和預(yù)警系統(tǒng)等。還能輔助以建立食品安全、可追溯性和加強(qiáng)市場準(zhǔn)入等。
10）視頻點(diǎn)播
視頻點(diǎn)播仍是居民日常生活的娛樂化需求之一，人們隨時(shí)隨地都在使用流媒體服務(wù)，但這些流媒體服務(wù)的質(zhì)量各不相同。當(dāng)從室外快速改變位置到室內(nèi)或乘坐地鐵等快速交通時(shí)，視頻質(zhì)量可能會從高清到標(biāo)清變化產(chǎn)生像素化、幀數(shù)不穩(wěn)定等情況。特別是移動網(wǎng)絡(luò)的緩沖和抖動導(dǎo)致的延遲會給觀眾帶來不佳的體驗(yàn)。
因此可以在智能設(shè)備處于空閑模式或夜間時(shí)將內(nèi)容預(yù)加載到智能設(shè)備上，用戶在通勤中可以輕松找到他們最喜歡的預(yù)加載流媒體內(nèi)容，并且可以無緩沖、無延遲地以更高質(zhì)量觀看它們，從而享受更好的整體體驗(yàn)。羅德與施瓦茨的計(jì)算表明，移動網(wǎng)絡(luò)中至少有35%的VoD流量可以實(shí)現(xiàn)分流，從而能較少網(wǎng)絡(luò)承載壓力。
