移动优先5G赋能智慧媒体
文静 于晶
【摘要】本文分析了全球范围内5G网络技术的进展，并对中国移动通信集团在5G网络技术中的布局与发展进行了总结与阐述。文章还重点论述了中国移动5G赋能智慧媒体的实践，介绍了中国移动以“5G+4K+AI”为战略，深耕媒体行业新需求、新技术，打造媒体领域5G创新技术方案，携手中央广播电视总台实现两大5G关键技术突破。
【关键词】中国移动? ? 5G+4K+AI? ? 智慧媒体? ? 直播
【中图分类号】G202? ? ? 【文献标识码】A
一、5G网络技术进展
2019年是5G商用元年，5G将切实改变真实世界中的方方面面，未知大于已知。
（一）5G R15标准冻结，打响5G商用第一枪
2017年12月，第三代合作伙伴计划（3GPP，3rd Generation Partnership Project）宣布5G NSA（非独立组网）①标准冻结，该标准支持改造eNB②、新建NR③，核心网可传统升级，实现5G快速部署。2018年6月14日，3GPP全会（TSG#80）批准了5G SA（独立组网）④标准冻结，至此，3GPP首个5G标准（R15）正式冻结。5G标准呈现场景多维、组网多样以及核心网架构变革性重构的特点。3GPP定义了5G的三大应用场景：增强移动宽带（eMBB）场景、低时延高可靠（uRLLC）场景和海量物联网连接（mMTC）场景。5G核心网引入了虚拟化、服务化架构，用信息技术重构了5G核心网，5G核心网将向分离式的架构演进。一是网络功能的分离，以软件化、模块化、服务化的方式构建网络;二是控制面和用户面的分离，让用户面功能摆脱“中心化”约束。
（二）5G技术全球发展迅速，各国争先布局
5G相较于4G，其百倍的体验速率、毫秒级时延、百万级连接密度、强移动性等特点，成为赋能行业、提升国家竞争力的新引擎。在这场5G技术革命的浪潮中，世界各国及运营商、组织机构均积极探索，2019年全球颁发超过50个5G频谱试验牌照，超过60家运营商启动建设5G网络，超过50个5G商用终端面世。当前，全球5G正在进入商用部署的关键期，目前韩国、美国已推出5G商用服务，我国工业和信息化部也于6月发放商用牌照，我国正式进入5G商用元年。2019年中国运营商5G基站规模将达到约10万个，5G服务也会覆盖数十座城市。2020年，加拿大、墨西哥、澳大利亚、日本及亚太其他（除中日韩外）超过10个国家和地区、欧洲超过20个国家也将推出5G商用服务，至2025年，全球5G用户数预计将达到13.6亿。5G不仅是通信技术史上的升级，也是全球各国国力、产业、技术、经济竞争的一个重要因素。
二、中国移动在5G網络技术中的布局与发展
（一）中国移动在全球5G发展方面的新憧憬
在5G领域，中国移动通信集团有限公司（以下简称中国移动）从需求到标志性技术再到架构设计，成为国际标准主航道的主力军，牵头5G无线网场景与需求标准，发布“5G之花”5G标准的基本需求构架，8项指标成为国际电信联盟（ITU，International Telecommunication Union）标准，并成为全球共识。
中国移动始终坚持成为5G技术和产业方向的引领者，加速5G预商用政策，推动2.6GHz和4.9GHz加速成熟，在5个城市开展规模试验，在12个城市开展应用示范。
（二）中国移动牵头5G网络统一基础架构方案
2017年，国际移动通信标准组织（3GPP）专业会议上，3GPP正式确认5G核心网采用中国移动牵头并联合26家公司提出的基于服务的网络架构（SBA，Service-based architecture）作为统一的基础架构，意味着5G网络真正走向开放化、服务化、软件化方向，有利于实现5G与垂直行业融合发展。这意味着中国的通信技术实力已经获得国际认可，并在标准制定这一核心领域做出越来越大的贡献。
（三）打造立体、高性能的5G网络
中国移动构建的5G网络是创新、智慧的网络，创新的网络由四个层次组成，即颠覆式创新的核心网、定制化创新的传送网、开放式创新的无线网以及多形态的终端。智慧的网络将基于人工智能构建，基于这张网络，中国移动要打造两大平台，一是智慧能力开放平台，二是基于人工智能的智慧决策平台。目前，中国移动已经完成了多套5G无线网设备规范，明确了相关技术要求，将打造多频系统的立体的、高性能的5G无线网。
（四）17座城市规模试验，携手产业共进
5G与4G相比，业务场景更多元，端到端均有重大变化，技术选项更多样，垂直行业拓展更具挑战，试验复杂度远高于4G。依托工业和信息化部与国家发展和改革委员会牵头的重大专项，中国移动在全国17个城市开展规模试验和业务示范。其中，在杭州、广州、上海、苏州、武汉等地开展规模试验，进行通信层面的试验验证，面向商用进行技术攻关，摸索建设、组网和运营经验等;在北京、郑州、成都、深圳、重庆、福州、南宁、兰州、天津、南昌、沈阳等地开展业务示范，侧重应用创新，形成示范效应，拓展垂直行业，业务场景包括5G高性能4K直播、5G视频融合、5G智能电网、5G智慧工厂、5G智慧交通及自动驾驶、5G高清云游戏等。
中国移动携手行业龙头单位，打造多个全国首发5G应用：全球首场5G+4K体育赛事直播（CBA常规赛）、全国首例5G远程人体手术（联合301医院）、全国首个景区开放道路5G网联自动驾驶（杭州湘湖旅游度假区）、全国首个5G智慧电厂（联合国家电投）等，创新技术的应用不仅验证了5G带来的行业技术变革，也提供了对未来新的憧憬。
三、中国移动5G赋能智慧媒体的实践
中国移动不仅在5G SA组网、边缘计算、网络切片等技术上不断突破，打造了多个全国首家测试及标杆案例，同时以5G赋能智慧媒体为目标，以“5G+4K+AI”为战略，深耕媒体行业新需求、新技术，打造媒体领域5G创新技术方案，携手中央广播电视总台实现两大5G关键技术突破（如图1）。
（一）“5G+4K”轻量级演播室
中国移动结合4G/5G网络优势及对媒体行业的研究，研发打造“5G和背包”系列终端，包括“和背包”“和腰包”、互动导播台、融合互动服务器以及云端管理平台，设备轻易便携、搭建简便，可快速开展5G移动化采编和轻量级融媒体演播。“和背包”可充分利用5G网络优势，实时选取最优网络传输路径，将采访现场的高清画面通过5G网络即时传输到电视台，实现多机位、跨地点、低时延的直播采访、交互连线、赛事直播、信号回传与远程调度等功能，从而能够大大丰富节目的形式。此外，“和背包”还兼容支持最多6张4G卡的聚合传输，可有效支撑人群密集或复杂网络环境下的采编工作，真正实现随时随地移动化采编。
图1：5G+4K轻量级演播室
自2019年年初以来，“和背包”已支撑中央广播电视总台、安徽省广播电视台、天津市广播电视台、福建省广播影视集团、河南省广播电视台、青岛市广播电视台以及《厦门日报》等近20家大型媒体机构开展5G直播报道。尤其在2019年5月“数字中国建设峰会”期间，“和背包”支撑中央广播电视总台央视开展5G实时网络直播，画面清晰、信号稳定，支撑福建省广播影视集团实现首次“5G+4K+VR”直播。此外，5G“和背包”还适用于户外移动场景，5月4日，2019青岛马拉松赛事，80余个5G站点实现赛道100% 5G信号覆盖，支撑青岛电视台实现首次移动场景5G“和背包”全程移动电视直播。5月15日，中国移动联合华为公司使用“和背包”产品，配合中央广播电视总台成功开展全球首次5G SA网络下的4K超高清视频媒体切片测试，验证了网络切片的技术先进性。
（二）5G+云化智能采编
中国移动基于自身优质的新型基础设施资源，结合国家媒体融合相关政策要求，坚持移动优先策略，坚持探索人工智能等新技术，紧密与媒体行业的“采编发管存”流程相结合，规划中国移动面向媒体行业的媒体云——和媒云平台，承载“和背包”“和媒资”“和译声”、云图集等行业创新产品，助力创新传播形态。和媒云平台汇聚收录、转码、编目、非编、调度等媒体音视频处理能力，结合人工智能实现智能标签、智能字幕、智能稿件等业务功能，覆盖媒体行业的“采编发管存”等流程，具备满足业务发展快速迭代升级的能力（如图2）。
图2：5G+云化智能采编
（三）联合中央广播电视总台实现业界首次媒体网络切片、双频融合网络技术验证
网络切片类似逻辑网络或者虚拟专网，基于网络功能虚拟化（NFV，Network Function Virtualization）/软件定义网络（SDN，Software Defined Network）技术的引入，网络切片可以在一张物理网络上按需灵活地提供一种或多种网络服务，并且能为同一用户提供多个切片来实现不同资源需求下的多种带宽、时延、连接数和安全隔离服务。
中国移动不仅在媒体行业应用创新上提供了贴合采编播业务的端到端解决方案，并且在技术上也不断突破。2019年5月，中国移动联合中央广播电视总台央视、华为技术有限公司进行了全国首次媒体业务技术验证，这意味着网络切片技术、移动性双频融合网络切换直播业务等在媒体行业得到可靠验证（如图3）。
图3：5G媒体专业切片方案
一是业界首次实现在5G SA网络切片环境下的超高清视频直播技术突破。 2019年5月15日，中国移动联合中央广播电视总台在北京成功完成了全球首个基于3GPP标准的5G SA媒体4K直播切片。该技术方案基于中国移动的5G SA网络构建了专门用于央视4K视频直播业务的端到端网络切片，为央视打造了具备上下行超大带宽、超低时延等网络特征的“直播专用通道”，切实保障真4K高清视频的播放体验，即使在无线接入网、传输网及核心网分别进行大流量灌包的情况下，仍然不受影响，视频播放清晰、流畅。
二是业界首次实施移动场景下基于5G双频融合网络的4K超高清直播技术方案。中国移动联合中央广播电视总台在北京成功完成业界首次移动场景下基于5G双频融合网络的4K超高清直播技术方案验证。本次4K移动性直播联合测试，是基于中国移动搭建的“5G精品网络”线路，测试历经多个5G基站，有效地支持了央视在移动环境下40～60Mbps⑤码率的4K超高清直播需求。本次技术方案创新性地提出了2.6G+4.9G的5G双频组网+编解码器+多终端流量分担解决方案，将4K超高清直播信号分别通过2.6G及4.9G频段的5G信号流畅地输送到央视本部，充分保障4K超高清视频信号流畅、稳定。
（四）与中央广播电视总台及省级媒体展开多项5G合作
2018年12月28日，中央廣播电视总台与中国移动、华为公司等共5家公司共同签署了5G新媒体平台合作建设框架协议，合作建设总台“5G媒体应用实验室”以支持5G+4K超高清视频传输、4K+VR直播制作、4K视频移动编辑以及4K频道手机投屏等。
2019年1月13日，中央广播电视总台联合中国移动、华为公司在广东深圳成功开展了5G网络4K电视传输测试。本次传输测试工作，通过中国移动的5G试验网络，成功实现了将央视春晚深圳分会场4K超高清信号回传至中央广播电视总台北京机房，同时将总台4K超高清北京景观信号传送至位于深圳分会场的总台4K超高清转播车。这为2019年的深圳分会场历史性地实现4K超高清内容的5G网络传输提供试验，实现了春晚首次进行的5G网络4K传输。
2019年全国两会，中国移动全力保障“5G+两会直播”。
四、5G赋能智慧媒体思考
媒体将是5G赋能的首个行业并将首先享受5G红利。
《超高清视频产业发展行动计划（2019～2022年）》指出，超高清视频是继视频数字化、高清化之后的新一轮重大技术革新，将带动视频采集、制作、传输、呈现、应用等产业链各环节发生深刻变革。⑥加快发展超高清视频产业，对满足人民日益增长的美好生活需要、驱动以视频为核心的行业智能化转型、促进我国信息产业和文化产业整体实力提升具有重大意义。
5G网络是信息基础设施的又一次全面升级，能为跨领域、全方位、多层次的产业深度融合提供坚实支撑。5G技术“高速率、低时延、大容量”等特征，为超高清视频技术的大规模应用提供了必备基础，将促进数字内容制作、分发、呈现的全产业链升级。中国移动将携手合作伙伴共筑新媒体产业生态，推动自主可控的5G新媒体平台达到国际领先水平，加快超高清产业的高质量发展。此外，随着R16等相关标准的冻结，低时延、高可靠应用场景和海量物联网连接应用场景将为实现更加立体化、沉浸式、互动式、高保真的媒体入口提供新一轮技术手段。届时，低时延特性保障VR互动、远程全息互动，达到非眩晕、无时延感知情况下的远程沉浸式交互，将创新媒体的新闻播报方式、节目制作方式，实现更加绚烂、创新的媒体产业。
中国移动将以5G技术和产业方向为牵引，践行 “5G+4G”“5G+AICDE”⑦“5G+生态”的5G+计划，通过一系列举措和技术共振促进技术繁荣、产业繁荣和应用繁荣，充分理解媒体业务形态、理解行业需求，联手合作伙伴，共创媒体行业新生态。
注释
①王庆扬、谢沛荣、熊尚坤等：《5G关键技术与标准综述》，《电信科学》，2017年第11期。
②eNB：Evolved Node B，即演进型Node B，简称eNB，LTE中基站的简称。
③NR：New Radio，新空口，即终端与基站的对接。
④IMT-2020（5G）推进组：《5G网络架构设计白皮书》，2006年。
⑤bps，bits per second，每秒传输的比特数，每秒传送數据越多，画质就越清晰。
⑥工业和信息化部、国家广播电视总局、中央广播电视总台：《超高清视频产业发展行动计划（2019～2022年）》。
⑦5G+AICDE：中国移动5G+计划的一个方面，指推动5G与人工智能、物联网、云计算、大数据、边缘计算等新信息技术紧密融合。
（本文编辑：李静）
