5G網(wǎng)絡技術的演進無疑正為許多行業(yè)帶來新的變革機遇，全球眾多地區(qū)運營商已不同程度的持續(xù)推進著5G商用，對于廣播電視行業(yè)而言，5G同樣正為廣電領域帶來新的機遇與挑戰(zhàn)。通信運營商的5G網(wǎng)絡技術繼續(xù)使得移動蜂窩網(wǎng)能力得到極大的擴充，廣電運營商不可避免的面臨OTT流媒體、IPTV等的視頻業(yè)務沖擊，但也在需求新技術的重構以增強廣播服務能力。
伴隨著國內(nèi)外5G技術的應用及網(wǎng)絡的部署，DVBCN筆者也在這幾年間實時追蹤了國內(nèi)外廣電運營商圍繞著5G廣播能力驗證的動向，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資料中選取了一些要點以梳理下歐美及國內(nèi)的中國廣電等對于5G廣播的兩大技術體系下的未來業(yè)務能力憧憬。
5G廣播將重塑廣電行業(yè)場景
對于廣電領域而言，5G也是一項新的技術賦能，并且也能為行業(yè)業(yè)務創(chuàng)造商業(yè)機會。5G正在為整個生態(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于手機移動電視/視頻，傳統(tǒng)廣播電視業(yè)務也能從中獲益。
5G不僅能夠為智能手機提供更優(yōu)的媒體和娛樂服務體驗，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能力。在5G技術能力的保障下，各種應急、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，例如天氣預警和社區(qū)信息等。
在其他的一些服務方面也可以通過5G多播（或稱組播）來進行優(yōu)化，包括用于集中配置和控制的OTA多播服務、直播帶貨以及為寬帶通達率低的的農(nóng)村地區(qū)提供遠程教育等等新服務場景。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。
5G組播正在為廣電網(wǎng)絡運營商創(chuàng)造機會，使其基礎設施更加動態(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)絡運營商擺脫掉繁重的流媒體數(shù)據(jù)負載，以避免基礎設施過度配置。因此，也使得運營商可以為消費者提供更高質(zhì)量的服務，同時降低了其支出成本負擔。
5G廣播能保障更廣泛的覆蓋范圍及頻譜傳輸效率。通過賦能運營商的覆蓋網(wǎng)絡，使得廣播/多播信息比向移動網(wǎng)絡的小區(qū)發(fā)散模式更有效。因為如廣播電視大塔的發(fā)射能力極為強勁，可使信號頻率全面的覆蓋小區(qū)，這種經(jīng)過5G技術改進的靈活性將大大降低運營商的部署和運營成本。
5G廣播也將能提供更好的服務質(zhì)量及更高的體驗質(zhì)量。能給消費者帶來更高質(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，可以改善消費者體驗以提供更多的實時應用場景。
5G廣播/組播技術：增強的一對多分發(fā)模型
作為移動通信領域的新一代技術標準，廣電運營商可以借助其技術賦能構造全新的商業(yè)模式以向消費者提供內(nèi)容或數(shù)據(jù)服務，并不會影響到5G蜂窩移動網(wǎng)絡。5G廣播可使用戶能夠通過一系列智能手機、無SIM卡設備訪問高質(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，已將進一步增強的多媒體廣播多播服務(FeMBMS) 指定為專用和混合模式的新廣播/多播增強功能。通過5G廣播和多播功能，移動網(wǎng)絡運營商可以通過覆蓋網(wǎng)絡或SDL向移動用戶提供優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，同時仍能保證蜂窩網(wǎng)絡的更高質(zhì)量服務 (QoS) 和更高質(zhì)量體驗 (QoE) 。
1）免SIM卡的僅接收模式
在5G廣播服務中，運營商能實現(xiàn)下行鏈路模式下100%的廣播/多播專用分配分發(fā)，使得各種適應設備均可以接收頻率信號，不僅是智能手機，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。
2）簡化架構
除了接入網(wǎng)中的MFN或SFN傳輸方式外，屆時廣電運營商的核心網(wǎng)只需要少量的基礎設施元素即可實現(xiàn)更低的時延和透明傳輸。
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公里擴大到100公里，這種靈活性將大大降低部署和運營成本。
5G廣播/組播的商業(yè)潛力一覽
總體上來說，5G廣播的應用不僅限于提供手機電視或視頻等媒體和娛樂體驗，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的應用方向。另外，5G廣播也可以實現(xiàn)傳輸公共安全組播場景，如氣象預警和社區(qū)信息等，可服務于許多公共場景。其他的一些實際性商用場景如：
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備能吸引廣泛的用戶目光，包括智能手機、平板電腦、筆記本電腦等移動設備，以及VR/AR等可穿戴設備等，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施直播服務。特別像體育賽事（如奧運會等），仍是廣泛用戶所需的大視頻服務，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之一，這也是5G組播/廣播技術演進中全球運營商們持續(xù)認同的演進功能服務場景，一個典型的例子是多媒體預警，能借助于5G廣播技術為用戶提供信息預警說明、建議和其他附加信息等，使得用戶更好地對警報做出反應。
3）車聯(lián)網(wǎng)
車聯(lián)網(wǎng) (V2X) 是未來車輛通信協(xié)議的標準定義，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)百萬輛汽車和設備。
移動運營商正加速在其5G網(wǎng)絡中引入V2X通信，然而這些運營商中的許多都忽略了多播功能。在5G熱潮中，許多移動運營商未能在其不斷增長的網(wǎng)絡中加入LTE多播，當數(shù)百萬自動駕駛汽車和物聯(lián)網(wǎng) (IoT)設備需要頻繁的軟件升級或緊急警報時，它們就會陷入困境。沒有進一步發(fā)展的多媒體廣播多播服務 (eMBMS)，電信運營商最終將耗盡他們的5G網(wǎng)絡能力，因為他們還沒有準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/報價請求(RFP/RFO)中涉及了對多播支持請求。
OTA實時流量正在成為未來汽車的一項基本功能，高通公司也曾表示，V2X技術不斷發(fā)展，3GPP Release16/17 NR C-V2X直接通信模式（或側鏈）規(guī)范將支持高級場景用例，從而再次增強自動駕駛，而無需使用蜂窩網(wǎng)絡。根據(jù)高通的說法，NR C-V2X 側鏈提供了更高吞吐量、更低延遲、增強可靠性和改進定位等形式的多項增強功能，所有這些都有望增強自動駕駛能力。此外，NR C-V2X 側鏈還將默認操作模式從廣播轉(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)的邏輯去實施，其中，下行鏈路模式可在多播中實施，上行鏈路反饋信道則在單播模式中實施。
4）自由實時場景服務
觀眾通過現(xiàn)場家庭體驗來增強場內(nèi)氛圍。5G組播將通過許多應用來增強體育場館內(nèi)的球迷體驗，觀眾在家中也能享受到增強型的身臨其境的現(xiàn)場體驗，例如可以實現(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，羅德與施瓦茨預計未來每平方公里將有超過10000臺智能且即插即用的設備。這些設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到達多個設備的數(shù)據(jù)，例如軟件和固件更新、遠程錯誤補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的選項以烘托氣氛，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。特別是后疫情時代，遠程學習的價值再次上升。突然間巨大的網(wǎng)絡承載下，固定線路、無線連接和移動網(wǎng)絡不一定能可靠地提供所需的實時服務。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)基礎設施和移動網(wǎng)絡覆蓋的農(nóng)村地區(qū)，為用戶提供可靠地虛擬教室。
8）實時商務（直播帶貨）
直播商務是一個用來描述流媒體視頻和電子商務結合的新術語，有望徹底改變零售業(yè)和消費者的購物習慣。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。這種被稱為實時商務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，并且在涉及投標的情況下提高平均銷售價格。在中國市場其已經(jīng)顯現(xiàn)出了其巨大的價值，直播帶貨為農(nóng)民、企業(yè)主和個體經(jīng)營者提供了與消費者互動的新空間。
9）數(shù)字農(nóng)業(yè)
可以在使用廣播/多播設計創(chuàng)建新服務的同時解決智能農(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。已定義了幾項服務，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)，其中許多服務可以通過5G廣播/多播來解決。
事實上，實時市場價格和更新的耕作技術等信息可以輕松地同時到達農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者端。通過這種方式可實現(xiàn)智能自動化，如遠程控制農(nóng)業(yè)機器等以進行災害管理和預警系統(tǒng)等。還能輔助以建立食品安全、可追溯性和加強市場準入等。
10）視頻點播
視頻點播仍是居民日常生活的娛樂化需求之一，人們隨時隨地都在使用流媒體服務，但這些流媒體服務的質(zhì)量各不相同。當從室外快速改變位置到室內(nèi)或乘坐地鐵等快速交通時，視頻質(zhì)量可能會從高清到標清變化產(chǎn)生像素化、幀數(shù)不穩(wěn)定等情況。特別是移動網(wǎng)絡的緩沖和抖動導致的延遲會給觀眾帶來不佳的體驗。
因此可以在智能設備處于空閑模式或夜間時將內(nèi)容預加載到智能設備上，用戶在通勤中可以輕松找到他們最喜歡的預加載流媒體內(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。羅德與施瓦茨的計算表明，移動網(wǎng)絡中至少有35%的VoD流量可以實現(xiàn)分流，從而能較少網(wǎng)絡承載壓力。
