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5G专访|广电总局广科院张宇:5G广播电视技术最大的优势是“低成本、广覆盖”“直接到手机”

导语:张宇表示,5G广播电视技术支持移动终端接收,移动速度可达250km/h。

  核心要点

   ·推进5G广播电视技术,广电总局广科院早有布局

  ·5G广播电视技术研发测试,中国正与欧洲国家“并跑”

  ·结合技术特点,5G广播电视技术可以承载应急广播

  ·5G广播电视技术需要与双向通信网联合,提供融合业务

  ·5G广播电视技术与5G NR组播广播的区别

  ·“成都试验网二期将拥有3个发射点,组成单频网”

 

  8月初,5G广播电视试验网(成都)正式启动。据了解,四川省广电局和广电总局广科院将负责组织产、学、研、用相关单位进行成都5G广播电视试验网建设。

   中广互联为此连线采访了国家广播电视总局广播电视科学研究院5G广播首席科学家张宇,就5G广播电视技术的发展情况做了进一步的关注。

  谈及5G广播电视技术优势,张宇做了详细的介绍:“5G广播电视技术支持移动终端接收,移动速度可达250km/h;能高效利用广播电视频谱资源,支持广电8MHz信道划分;具备低成本、广覆盖的特性,支持大塔大功率,支持广播单频网,站间距可达100km。”

  而关于推进5G广播电视技术的意义,张宇则认为有三点:首先是贯彻“移动优先策略”,推进主流媒体进入主战场;第二是新技术将赋能广播电视,实现大小屏终端全覆盖,支撑构建大视听发展格局;第三是在新时代应急广播中发挥广电特色资源优势,成为国家应急体系的重要组成部分。

图为:国家广播电视总局广播电视科学研究院5G广播首席科学家张宇

  推进5G广播电视技术,广电总局广科院早有布局

   中广互联:张老师,您好!首先请您先为我们科普一下5G广播电视技术。

  张宇:先说一下它的宏观概念,“5G广播电视”技术是采用基于5G国际标准的广播电视传输技术,结合广电业务需求和基础设施,形成的新一代的地面数字电视系统。由广播电视大塔发射信号,支持电视大屏和手机小屏接收,为用户提供包括广播电视、应急广播和数据传输在内的多种视听业务及公共服务。

  5G广播现在有两种技术路线,我们所说的5G广播电视技术特指3GPP第16版本(Release 16, R16)里面所制定的5G广播技术,和3GPP第17版本(Release 17, R17)中的5G NR组播广播是有区别的。

  中广互联:广电总局广科院在5G广播电视技术方面有哪些布局?

   张宇:广科院在2017年就牵头开展了国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”课题“5G移动通信网与广播电视网融合架构方案研究”,希望可以实现广播电视内容发送到移动终端,同时让移动终端既能接收广播也能进行双向通信,享受融合业务体验。因为是初期想法,属于软科学项目,所以并未形成标准、产品。

  到了2018年,按照总局工作部署,科技司牵头成立“无线交互广播电视工作组”,广科院作为秘书处依托单位具体组织开展5G广播电视技术研究,探索利用广播电视发射塔将电视节目内容直接传输到手机的途径和方法,为地面数字电视升级转型做好准备,并确保技术标准和产业链与移动通信产业一体化发展。

  当年4月,广科院加入国际移动通信标准化组织——第三代合作伙伴计划(3GPP),与相关单位合作,成功推动了5G广播电视技术标准立项。此前广科院曾推动CMMB、NGB-W,但是因为产业链的问题很难真正说把广播接收的功能做到手机中去。我们觉得单独做技术体系既然有点难,那就转化思路,直接加入国际标准化组织,实现“借船出海”、帮助广电打通手机看电视的壁垒。

  2019年,在国际标准制定的同时,广科院组织“无线交互广播电视工作组”的成员单位共同开展5G广播电视技术标准体系制定和产业化工作,部署启动了12项5G广播电视配套技术标准的研究制定工作。

  目前已制定完成总体技术要求、核心网技术要求、大塔与终端接口技术要求、数据广播业务数据封装与传输技术要求、电子业务指南数据封装与传输技术要求等5项标准草案,为构建5G广播电视标准体系奠定了良好基础。

  我们在合作伙伴的支持下,开发了5G广播激励器、接收测试样机。2019年5G广播北京试验网通过中央电视塔、京广大厦、名人广场三个站点进行了发射试验。

  2023年2月底,我们和高通、罗德与施瓦茨一起在巴塞罗那电信展上展出了5G广播电视系统;3月份在中国网络视听大会(CIAVC)、4月在CCBN上也展出了5G广播电视系统,一些参观者纷纷咨询相关情况。

  5G广播电视技术研发测试,中国正与欧洲国家“并跑”

  中广互联:7月20日,我国首张“5G广播电视试验网”在成都启动,此举有哪些意义?

  张宇:此前我们在广州越秀山也部署、测试过,那属于科研性质。而成都启动的重要意义在于这个“首张”是由广电总局红头文件批复的,利用哪个频段、部署多少台发射机、播放几套节目在红头文件中都有具体批复。可以说,这是政府主管部门批复的试验网,牵头单位中的四川省广播电视局代表了地方广电对5G广播电视的需求,这说明5G广播电视技术不仅仅是科研单位在做试验,而是有真实的行业需求,虽然这只是我们工作计划中的一小步,但对5G广播电视产业发展来说前进了一大步,是一个非常重要的环节。

  中广互联:目前我国5G广播电视技术在世界上处于什么地位?海外情况您也为我们做个普及吧?

   张宇:在标准制定方面,自从3GPP 5G广播标准立项,我们和高通、欧广联等欧洲广播机构、华为、中兴就共同参与了标准制定;

  在设备研发方面,国际上罗德与施瓦茨做了试验样机,在国内上海交大和成都凯腾做了试验样机;

  在网络试验方面,从2019年到现在,罗德与施瓦茨陆续在德国、意大利、法国、西班牙、英国等欧洲国家进行演示性试验,主要涉及演唱会、体育赛事等。我们也是从2019年起,陆续在北京、广州和成都进行试验测试,并在广电行业展会上宣传展示。

  因此,无论在标准、研发、试验网、测试和展示方面我们都和国际上是同步的,属于“并跑”

  结合技术特点,5G广播电视技术可以承载应急广播

  中广互联:5G广播电视技术有哪些优势呢?

  张宇:我们推动5G广播电视技术的初衷就是希望将广播电视节目传送到手机上。因为广播电视业务具有公共服务属性,所以要求传输覆盖网要做到低成本、广覆盖。

  5G广播电视技术单站的覆盖半径理论上可以达到100公里,实际部署或多或少有损耗,但比5G移动通信基站中频的100-200米覆盖半径,低频的500米-1公里覆盖半径(常规部署)都大得多。这个技术支持单频组网,相邻两个站点在相同频率发射信号,在交叠的位置两个信号不会相互干扰,反而有增益,使得信号更强。通过单频网技术,还可以实现连续大范围覆盖。同时,它还支持开放接收 (Free-to-Air, FTA),单向仅下行(Receive Only Mode, ROM)不需要有上传的能力。因此用这种技术组网具有低成本、广覆盖的优势。

  在这些特点之下,5G广播电视技术从根本上解决了广播电视传输到手机的问题,实现了“人人通”“终端通”。

  此外,利用这个技术还可以承载应急广播。因为广播技术具有“一对所有”的特性,不像手机短信的“轮播模式”逐个发送,且应急消息利用系统信令而不靠数据通道传送,在手机息屏、锁屏时也能被唤醒接收信息,因此可实现“强制唤醒,一键触发,全体到达”。在一般地质灾害的时候,很多通信网的链路或者站点被破坏,导致整片区域的移动通信中断。而广播电视塔的安全等级非常高、结构非常稳固、抗震抗毁,所以在灾害期间它能够发挥巨大的作用。即使某个电视塔坏了,我们也可以通过调整功率、调整运行参数,利用临近的电视塔扩大信号覆盖,做到“人无我有、人断我通”。

  5G广播电视技术需要与双向通信网联合,提供融合业务

   中广互联:希望落地哪些应用呢?

   张宇:主要是与广播电视和应急广播。此外我们还设想了更多丰富的应用,但需要与双向通信网联合。

  手机本身具有双向通信的能力,再支持广播的话,相当于手机可以支持多模式通信,手机APP可以从两个通道接收数据。不管手机是通过双向通道来访问服务,还是广播通道接收数据,业务源可以是统一的。目前移动通信网和广播电视网并没有实现深度融合,但如果能够在业务层实现融合的话,也可以提供新型的融合业务。

  例如,广播网络信号不好的地方,可以让移动通信信号为其做重传补包;我们还可以为一些直播带货场景提供低成本的传输服务,视频部分是共性的,可以通过广播网络传送;互动交流等是个性化的,可以通过移动通信网传送。个人觉得,利用我们的广播电视网络可以帮相关企业节省很多流量传输成本,这种融合的网络为交互性视频分发提供了低成本的解决方案。

  中广互联:手机APP具体页面呈现是什么样子呢?

   张宇:首先是“应急广播”,当灾害发生时手机会突然弹出对话框,进行强制唤醒。在应急广播里面有个链接,点击链接可以导引到APP并定位于应急广播频道,获取更多灾害信息。

  此外还提供广播电视直播、网络互动直播、数据广播、热点内容联播、视频点播VOD等服务。

  中广互联:该APP是否已经上线呢?

   张宇:目前用于试验的业务验证和演示,还未面向大众发布。

   中广互联:是否有具体的上线时间呢?

  张宇:5G广播电视产业化推进的瓶颈在于手机芯片商以及手机终端厂商。成都5G广播电视试验网的重要意义在于可以促进产业链发展,有了网,手机终端厂商、手机芯片商看到了未来的发展前景,才能有意愿制造芯片和具有此功能的手机,才能推动5G广播电视产业化落地。至于APP就是个软件程序,不会成为产业化的障碍。

  5G广播电视技术与5G NR组播广播的区别

  中广互联:麻烦您给科普一下5G广播电视技术与5G NR广播有哪些区别吧?

  张宇:这要说一下两者不同的演进路线。

  3GPP R12之前有一种多媒体组播广播服务(eMBMS),它是基于移动通信网来做的,当时国内外许多运营商都做过试验,用于开展视频业务,由于视频类应用数据密度高,占用了大量网络资源,运营成本高,没有找到商业模式,最终以失败告终。

  在R13的时候又出现了一种单小区点对多点技术(Single Cell Point To Multiploint, SC-PTM),支持单小区的组播广播服务。该技术在3GPP标准立项了,但是没有落地应用。在R14时,eMBMS这种技术有了“质”的飞跃,被称为进一步增强型多媒体广播多播业务(Further evolved Multimedia Broadcast Multicast Service, FeMBMS)或增强电视(enTV),演变为支持高功率高塔 (High Power High Tower, HPHT),所有无线资源用于单向下行广播,开放接收,可以不依托移动通信网而独立组网,类似地面数字电视的技术。

   图中绿色的部分属于5G阶段,R16中的5G广播电视技术是从R14中的FeMBMS/enTV演进而来,移动性上可以支持最高时速250公里/小时,覆盖半径扩展到100公里,为高功率高塔广播应用场景进行了增强设计。

  R17中的5G NR(New Radio)组播广播本身是从R13的SC-PTM演进而来的,几乎完全借用了SC-PTM的工作机理。可以说,SC-PTM和FeMBMS是两种技术、两条演进路径。到了5G时代,它的基本特性还是单站工作,可以进行组播也可以进行广播,但本身还是基于移动通信设计的,并不适合高功率高塔组网,也不支持单频网。

  “成都试验网二期将拥有3个发射点,组成单频网”

  中广互联:关于5G广播电视技术后续还有哪些重点工作在推进?

   张宇:我们将按照成都5G广播电视试验网的部署方案继续推进。这个试验网刚刚起步,目前在成都只有1个发射点,后续(试验网二期)我们要在成都拥有3个发射点,验证单频网功能。1个点没法组网,3个点就能组网了,这将是一个“质”的变化。

  3个点覆盖做出来之后,我们会丰富端到端的功能,包括从前端内容提供到后续与播控系统的拉通。当然也会争取芯片和终端厂商的支持,构建产业链。

  这些步骤都完成后,我们会部署覆盖成都整个行政区的5G广播电视网络,形成示范网,探索其商业模式,为全国部署起到示范作用,之后再推广到全国。

  中广互联:谢谢您接受我们的采访!

  张宇:谢谢!

【责任编辑: 苗梦佳 】

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