5G网络技术的演进无疑正为许多行业带来新的变革机遇，全球众多地区运营商已不同程度的持续推进着5G商用，对于广播电视行业而言，5G同样正为广电领域带来新的机遇与挑战。通信运营商的5G网络技术继续使得移动蜂窝网能力得到极大的扩充，广电运营商不可避免的面临OTT流媒体、IPTV等的视频业务冲击，但也在需求新技术的重构以增强广播服务能力。
伴随着国内外5G技术的应用及网络的部署，DVBCN笔者也在这几年间实时追踪了国内外广电运营商围绕着5G广播能力验证的动向，这几日注意到知名发射厂商罗德与施瓦茨（R&S）就5G广播的话题举行了多场研讨会，因此笔者大体从相关资料中选取了一些要点以梳理下欧美传统广播及国内的中国广电等运营商对于5G广播的两大技术体系下的未来业务能力憧憬。需要注意的是，5G广播是一个较为宽泛的技术概念，包含着LTE大塔广播、NR小塔广播与NR大塔三个体系，文中谈及的是整体上的5G广播，但偏向于5G技术对传统广电如大塔的技术赋能。
5G广播将重塑广电行业场景
对于广电领域而言，5G也是一项新的技术赋能，并且也能为行业业务创造商业机会。5G正在为整个生态系统带来新的广播和组播功能，从而发掘出新的行业应用。需要注意的是，虽然直播视频分发对广电来说很重要，但5G广播/组播并不一定意味着只能服务于手机移动电视/视频，传统广播电视业务也能从中获益。
5G不仅能够为智能手机提供更优的媒体和娱乐服务体验，还可以为智能汽车提供OTA更新、媒体和娱乐以及地图更新等拓展服务能力。在5G技术能力的保障下，各种应急、现场等场景亦能得到极大的满足，通过5G广播可以传输公共安全组播方面的信息，例如天气预警和社区信息等。
在其他的一些服务方面也可以通过5G多播（或称组播）来进行优化，包括用于集中配置和控制的OTA多播服务、直播带货以及为宽带通达率低的的农村地区提供远程教育等等新服务场景。此外，5G组播能力更能使得用户居家便能舒适的享受到全场景视频等极致新视听体验。
5G组播正在为广电网络运营商创造机会，使其基础设施更加动态，并帮助他们发现新的分发功能。它还能支持移动网络运营商摆脱掉繁重的流媒体数据负载，以避免基础设施过度配置。因此，也使得运营商可以为消费者提供更高质量的服务，同时降低了其支出成本负担。
5G广播能保障更广泛的覆盖范围及频谱传输效率。通过赋能运营商的覆盖网络，使得广播/多播信息比向移动网络的小区发散模式更有效。因为如广播电视大塔的发射能力极为强劲，可使信号频率全面的覆盖小区，这种经过5G技术改进的灵活性将大大降低运营商的部署和运营成本。
5G广播也将能提供更好的服务质量及更高的体验质量。能给消费者带来更高质量的高清 (HD)和超高清(UHD)分辨率以及高动态范围(HDR)的真实图像质量，另外借助5G组播的更低延迟和更高灵活性能力，可以改善消费者体验以提供更多的实时应用场景。
5G广播/组播技术：增强的一对多分发模型
作为移动通信领域的新一代技术标准，广电运营商可以借助其技术赋能构造全新的商业模式以向消费者提供内容或数据服务，并不会影响到5G蜂窝移动网络。5G广播可使用户能够通过一系列智能手机、无SIM卡设备访问高质量媒体内容，并且覆盖范围更大、延迟也更低。
在3GPP版本Real-14至16阶段，已将进一步增强的多媒体广播多播服务(FeMBMS) 指定为专用和混合模式的新广播/多播增强功能。通过5G广播和多播功能，移动网络运营商可以通过覆盖网络或SDL向移动用户提供优质内容，同时仍能保证蜂窝网络的更高质量服务 (QoS) 和更高质量体验 (QoE) 。
1）免SIM卡的仅接收模式
在5G广播服务中，运营商能实现下行链路模式下100%的广播/多播专用分配分发，使得各种适应设备均可以接收频率信号，不仅是智能手机，还包括智能汽车和智能家电等，无需SIM卡用户只需在仅接收模式(ROM)的覆盖区域内便能享受服务。
2）简化架构
除了接入网中的MFN或SFN传输方式外，届时广电运营商的核心网只需要少量的基础设施元素即可实现更低的时延和透明传输。
3）覆盖范围更广、频谱效率更高
如前面所言，通过覆盖网络中的高功率或中等功率传输或通过蜂窝SDL低功率广播/多播数据的传送比将数据发送到移动网络的小区蜂窝模式要高效得多。此外，子载波间隔和循环前缀的灵活性允许小区覆盖范围从1公里扩大到100公里，这种灵活性将大大降低部署和运营成本。
5G广播/组播的商业潜力一览
总体上来说，5G广播的应用不仅限于提供手机电视或视频等媒体和娱乐体验，更要考量其可提供OTA更新、车载媒体娱乐以及地图更新等智能车辆相关的应用方向。另外，5G广播也可以实现传输公共安全组播场景，如气象预警和社区信息等，可服务于许多公共场景。其他的一些实际性商用场景如：
1）现场直播
现场直播活动在全球范围内仍备受瞩目，特别是不同类型的设备能吸引广泛的用户目光，包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备，以及VR/AR等可穿戴设备等，在汽车、火车和公共汽车等公共交通工具场景中用户也需要实施直播服务。特别像体育赛事（如奥运会等），仍是广泛用户所需的大视频服务，全球用户驻留率、收视率多年来不降反增。
2）公共安全
保障公共安全是5G广播的基本功能服务之一，这也是5G组播/广播技术演进中全球运营商们持续认同的演进功能服务场景，一个典型的例子是多媒体预警，能借助于5G广播技术为用户提供信息预警说明、建议和其他附加信息等，使得用户更好地对警报做出反应。
3）车联网
车联网 (V2X) 是未来车辆通信协议的标准定义，随着对自动驾驶汽车的需求增加，特斯拉、宝马、奥迪和许多其他汽车制造商需要依靠安全、可靠的通信系统来连接数百万辆汽车和设备。
移动运营商正加速在其5G网络中引入V2X通信，然而这些运营商中的许多都忽略了多播功能。在5G热潮中，许多移动运营商未能在其不断增长的网络中加入LTE多播，当数百万自动驾驶汽车和物联网 (IoT)设备需要频繁的软件升级或紧急警报时，它们就会陷入困境。没有进一步发展的多媒体广播多播服务 (eMBMS)，电信运营商最终将耗尽他们的5G网络能力，因为他们还没有准备好利用多播的力量。一旦连接的用户中有一半是用于车辆或机器，他们的收入来源就会急剧减少。更不用说汽车行业已经在其V2X提案/报价请求(RFP/RFO)中涉及了对多播支持请求。
OTA实时流量正在成为未来汽车的一项基本功能，高通公司也曾表示，V2X技术不断发展，3GPP Release16/17 NR C-V2X直接通信模式（或侧链）规范将支持高级场景用例，从而再次增强自动驾驶，而无需使用蜂窝网络。根据高通的说法，NR C-V2X 侧链提供了更高吞吐量、更低延迟、增强可靠性和改进定位等形式的多项增强功能，所有这些都有望增强自动驾驶能力。此外，NR C-V2X 侧链还将默认操作模式从广播转移到可靠的多播通信，这是通过一些全新的创新实现的。这些用例示例可以在广播/多播和单播混合模式中以最优的逻辑去实施，其中，下行链路模式可在多播中实施，上行链路反馈信道则在单播模式中实施。
4）自由实时场景服务
观众通过现场家庭体验来增强场内氛围。5G组播将通过许多应用来增强体育场馆内的球迷体验，观众在家中也能享受到增强型的身临其境的现场体验，例如可以实现360度多角度观看、慢镜头模式、放大局部、定制的第一人称/第三人称视角等等。
5）OTA多播
OTA多播是一个成熟的商业案例，即物联网的概念。借助5G，罗德与施瓦茨预计未来每平方公里将有超过10000台智能且即插即用的设备。这些设备包括智能家电和可穿戴产品。借助数据卸载概念，罗德与施瓦茨建议使用一对多的方法来多播任何旨在同时到达多个设备的数据，例如软件和固件更新、远程错误补丁以及集中管理的配置和控制数据。
6）电子竞技
电子竞技被认为是电信行业的新兴商业案例之一。电子竞技概念正在全球范围内掀起一股新的兴趣浪潮，在电竞赛事中选手与观众可启动广播会话和分享游戏体验的选项以烘托气氛，其间动态广告可以插入到任何游戏中。
7）线上教育
线上教育并不是新兴的用例，但已经存在了10多年。特别是后疫情时代，远程学习的价值再次上升。突然间巨大的网络承载下，固定线路、无线连接和移动网络不一定能可靠地提供所需的实时服务。相比之下，5G 广播/多播则提供了一种方法，可以在互联网接入不便的情况下或在缺乏固定互联网基础设施和移动网络覆盖的农村地区，为用户提供可靠地虚拟教室。
8）实时商务（直播带货）
直播商务是一个用来描述流媒体视频和电子商务结合的新术语，有望彻底改变零售业和消费者的购物习惯。正如二十年前在线购物改变了零售业一样，直播有望改变今天的电子商务。这种被称为实时商务的视频和购物的融合有助于提高参与度，缩小客户与产品之间的差距，推动销售量，并且在涉及投标的情况下提高平均销售价格。在中国市场其已经显现出了其巨大的价值，直播带货为农民、企业主和个体经营者提供了与消费者互动的新空间。
9）数字农业
可以在使用广播/多播设计创建新服务的同时解决智能农业概念。自2017年以来，国际电联一直致力于垂直电子农业业务。已定义了几项服务，主要部署在非洲，但也部署在美国、加拿大、拉丁美洲和欧洲的一些地区，其中许多服务可以通过5G广播/多播来解决。
事实上，实时市场价格和更新的耕作技术等信息可以轻松地同时到达农业生产者端。通过这种方式可实现智能自动化，如远程控制农业机器等以进行灾害管理和预警系统等。还能辅助以建立食品安全、可追溯性和加强市场准入等。
10）视频点播
视频点播仍是居民日常生活的娱乐化需求之一，人们随时随地都在使用流媒体服务，但这些流媒体服务的质量各不相同。当从室外快速改变位置到室内或乘坐地铁等快速交通时，视频质量可能会从高清到标清变化产生像素化、帧数不稳定等情况。特别是移动网络的缓冲和抖动导致的延迟会给观众带来不佳的体验。
因此可以在智能设备处于空闲模式或夜间时将内容预加载到智能设备上，用户在通勤中可以轻松找到他们最喜欢的预加载流媒体内容，并且可以无缓冲、无延迟地以更高质量观看它们，从而享受更好的整体体验。罗德与施瓦茨的计算表明，移动网络中至少有35%的VoD流量可以实现分流，从而能较少网络承载压力。
