5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)無(wú)疑正為許多行業(yè)帶來(lái)新的變革機(jī)遇，全球眾多地區(qū)運(yùn)營(yíng)商已不同程度的持續(xù)推進(jìn)著5G商用，對(duì)于廣播電視行業(yè)而言，5G同樣正為廣電領(lǐng)域帶來(lái)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。通信運(yùn)營(yíng)商的5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)繼續(xù)使得移動(dòng)蜂窩網(wǎng)能力得到極大的擴(kuò)充，廣電運(yùn)營(yíng)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(guó)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(guó)內(nèi)外廣電運(yùn)營(yíng)商圍繞著5G廣播能力驗(yàn)證的動(dòng)向，這幾日注意到知名發(fā)射廠(chǎng)商羅德與施瓦茨（R&S）就5G廣播的話(huà)題舉行了多場(chǎng)研討會(huì)，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(guó)內(nèi)的中國(guó)廣電等對(duì)于5G廣播的兩大技術(shù)體系下的未來(lái)業(yè)務(wù)能力憧憬。
5G廣播將重塑廣電行業(yè)場(chǎng)景
對(duì)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(huì)。5G正在為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)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(duì)廣電來(lái)說(shuō)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(dòng)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(lè)服務(wù)體驗(yàn)，還可以為智能汽車(chē)提供OTA更新、媒體和娛樂(lè)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(chǎng)等場(chǎng)景亦能得到極大的滿(mǎn)足，通過(guò)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(guò)5G多播（或稱(chēng)組播）來(lái)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(chǎng)景。此外，5G組播能力更能使得用戶(hù)居家便能舒適的享受到全場(chǎng)景視頻等極致新視聽(tīng)體驗(yàn)。
5G組播正在為廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造機(jī)會(huì)，使其基礎(chǔ)設(shè)施更加動(dòng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)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(guò)度配置。因此，也使得運(yùn)營(yíng)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(guò)賦能運(yùn)營(yíng)商的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，使得廣播/多播信息比向移動(dòng)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(hào)頻率全面的覆蓋小區(qū)，這種經(jīng)過(guò)5G技術(shù)改進(jìn)的靈活性將大大降低運(yùn)營(yíng)商的部署和運(yùn)營(yíng)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(lái)更高質(zhì)量的高清 (HD)和超高清(UHD)分辨率以及高動(dòng)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(chǎng)景。
5G廣播/組播技術(shù)：增強(qiáng)的一對(duì)多分發(fā)模型
作為移動(dòng)通信領(lǐng)域的新一代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，廣電運(yùn)營(yíng)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(huì)影響到5G蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。5G廣播可使用戶(hù)能夠通過(guò)一系列智能手機(jī)、無(wú)SIM卡設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)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(zhuān)用和混合模式的新廣播/多播增強(qiáng)功能。通過(guò)5G廣播和多播功能，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)覆蓋網(wǎng)絡(luò)或SDL向移動(dòng)用戶(hù)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(yíng)商能實(shí)現(xiàn)下行鏈路模式下100%的廣播/多播專(zhuān)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(hào)，不僅是智能手機(jī)，還包括智能汽車(chē)和智能家電等，無(wú)需SIM卡用戶(hù)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(jiǎn)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(yíng)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(guò)覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的高功率或中等功率傳輸或通過(guò)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(dòng)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(yíng)成本。
5G廣播/組播的商業(yè)潛力一覽
總體上來(lái)說(shuō)，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(lè)體驗(yàn)，更要考量其可提供OTA更新、車(chē)載媒體娛樂(lè)以及地圖更新等智能車(chē)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(chǎng)景，如氣象預(yù)警和社區(qū)信息等，可服務(wù)于許多公共場(chǎng)景。其他的一些實(shí)際性商用場(chǎng)景如：
1）現(xiàn)場(chǎng)直播
現(xiàn)場(chǎng)直播活動(dòng)在全球范圍內(nèi)仍備受矚目，特別是不同類(lèi)型的設(shè)備能吸引廣泛的用戶(hù)目光，包括智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備，以及VR/AR等可穿戴設(shè)備等，在汽車(chē)、火車(chē)和公共汽車(chē)等公共交通工具場(chǎng)景中用戶(hù)也需要實(shí)施直播服務(wù)。特別像體育賽事（如奧運(yùn)會(huì)等），仍是廣泛用戶(hù)所需的大視頻服務(wù)，全球用戶(hù)駐留率、收視率多年來(lái)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(yíng)商們持續(xù)認(rèn)同的演進(jìn)功能服務(wù)場(chǎng)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(hù)提供信息預(yù)警說(shuō)明、建議和其他附加信息等，使得用戶(hù)更好地對(duì)警報(bào)做出反應(yīng)。
3）車(chē)聯(lián)網(wǎng)
車(chē)聯(lián)網(wǎng) (V2X) 是未來(lái)車(chē)輛通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)定義，隨著對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的需求增加，特斯拉、寶馬、奧迪和許多其他汽車(chē)制造商需要依靠安全、可靠的通信系統(tǒng)來(lái)連接數(shù)百萬(wàn)輛汽車(chē)和設(shè)備。
移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商正加速在其5G網(wǎng)絡(luò)中引入V2X通信，然而這些運(yùn)營(yíng)商中的許多都忽略了多播功能。在5G熱潮中，許多移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商未能在其不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)中加入LTE多播，當(dāng)數(shù)百萬(wàn)自動(dòng)駕駛汽車(chē)和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)設(shè)備需要頻繁的軟件升級(jí)或緊急警報(bào)時(shí)，它們就會(huì)陷入困境。沒(méi)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(yíng)商最終將耗盡他們的5G網(wǎng)絡(luò)能力，因?yàn)樗麄冞�沒(méi)有準(zhǔn)備好利用多播的力量。一旦連接的用戶(hù)中有一半是用于車(chē)輛或機(jī)器，他們的收入來(lái)源就會(huì)急劇減少。更不用說(shuō)汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)在其V2X提案/報(bào)價(jià)請(qǐng)求(RFP/RFO)中涉及了對(duì)多播支持請(qǐng)求。
OTA實(shí)時(shí)流量正在成為未來(lái)汽車(chē)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(jí)場(chǎng)景用例，從而再次增強(qiáng)自動(dòng)駕駛，而無(wú)需使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)高通的說(shuō)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(dòng)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(guò)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(chǎng)景服務(wù)
觀(guān)眾通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)家庭體驗(yàn)來(lái)增強(qiáng)場(chǎng)內(nèi)氛圍。5G組播將通過(guò)許多應(yīng)用來(lái)增強(qiáng)體育場(chǎng)館內(nèi)的球迷體驗(yàn)，觀(guān)眾在家中也能享受到增強(qiáng)型的身臨其境的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，例如可以實(shí)現(xiàn)360度多角度觀(guān)看、慢鏡頭模式、放大局部、定制的第一人稱(chēng)/第三人稱(chēng)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(lái)每平方公里將有超過(guò)10000臺(tái)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(duì)多的方法來(lái)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(jìng)技
電子競(jìng)技被認(rèn)為是電信行業(yè)的新興商業(yè)案例之一。電子競(jìng)技概念正在全球范圍內(nèi)掀起一股新的興趣浪潮，在電競(jìng)賽事中選手與觀(guān)眾可啟動(dòng)廣播會(huì)話(huà)和分享游戲體驗(yàn)的選項(xiàng)以烘托氣氛，其間動(dòng)態(tài)廣告可以插入到任何游戲中。
7）線(xiàn)上教育
線(xiàn)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(xiàn)路、無(wú)線(xiàn)連接和移動(dòng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的農(nóng)村地區(qū)，為用戶(hù)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(lái)描述流媒體視頻和電子商務(wù)結(jié)合的新術(shù)語(yǔ)，有望徹底改變零售業(yè)和消費(fèi)者的購(gòu)物習(xí)慣。正如二十年前在線(xiàn)購(gòu)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(chēng)為實(shí)時(shí)商務(wù)的視頻和購(gòu)物的融合有助于提高參與度，縮小客戶(hù)與產(chǎn)品之間的差距，推動(dòng)銷(xiāo)售量，并且在涉及投標(biāo)的情況下提高平均銷(xiāo)售價(jià)格。在中國(guó)市場(chǎng)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(yíng)者提供了與消費(fèi)者互動(dòng)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(lái)，國(guó)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(guó)、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(guò)5G廣播/多播來(lái)解決。
事實(shí)上，實(shí)時(shí)市場(chǎng)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(guò)這種方式可實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)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(chǎng)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(lè)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(huì)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)的緩沖和抖動(dòng)導(dǎo)致的延遲會(huì)給觀(guān)眾帶來(lái)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(hù)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(wú)緩沖、無(wú)延遲地以更高質(zhì)量觀(guān)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(dòng)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。
