劉平利

（陜西廣電網(wǎng)絡(luò)傳媒（（集團(tuán)））股份有限公司 西安分公司，陜西 西安 710061）

0 引 言

5G 技術(shù)即為4G 技術(shù)的“升級(jí)版”，兩者在功能、特征上非常相似，但5G 技術(shù)結(jié)合了以往所有通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不僅安全性有所提高，而且覆蓋性和靈活性有了一定的發(fā)展。5G 技術(shù)的應(yīng)用不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)4G 技術(shù)的不足，滿足移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，而且能從根本上提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性和可靠性。5G 技術(shù)具有巨大優(yōu)勢(shì)，且巨大性能優(yōu)勢(shì)下可幫助實(shí)現(xiàn)一些4G 技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的目的。由此出發(fā)，基于5G 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，其在人們的生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，如在廣電網(wǎng)絡(luò)行業(yè)得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用，依托于該項(xiàng)技術(shù)，人們可以開(kāi)發(fā)出一系列新型廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這些技術(shù)的誕生將推動(dòng)促進(jìn)廣電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平朝前發(fā)展提高，不僅能滿足人們?nèi)粘Ｋ瑁€能很好地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。著眼于此，有必要對(duì)5G 技術(shù)下的新型廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行研究。

1 5G 技術(shù)概述與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 概 述

5G 是第五代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，也是繼4G、3G、2G 之后的延伸。5G 技術(shù)的本質(zhì)是一種移動(dòng)通信技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)“人與人”“人與物”之間的通信互聯(lián)，且相比于4G、3G、2G 同類(lèi)型技術(shù)，5G 能進(jìn)一步提升、保障互聯(lián)關(guān)系中通信兩端的信息傳輸效率和安全性。我國(guó)有關(guān)于5G 技術(shù)的研究起步于2015 年，當(dāng)時(shí)國(guó)際電信聯(lián)盟啟動(dòng)了5G 標(biāo)準(zhǔn)研究，我國(guó)也參與其中。直至2018 年，經(jīng)華為研發(fā)部之手，5G 技術(shù)正式進(jìn)入研發(fā)階段，同步國(guó)內(nèi)也向三大通信運(yùn)營(yíng)商分類(lèi)了5G 中低頻段，廣電在其中得到了被譽(yù)為“黃金頻段”的700 MHz，促使5G 技術(shù)開(kāi)始融入廣電網(wǎng)絡(luò)[1]。

在此基礎(chǔ)上，我國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)行業(yè)開(kāi)始積極投身于5G 技術(shù)建設(shè)的研究與應(yīng)用，截至目前，主要表現(xiàn)如下：一是廣電網(wǎng)絡(luò)組織積極參與了5G標(biāo)準(zhǔn)跟蹤研究，圍繞5G 技術(shù)開(kāi)展了各種大型科研項(xiàng)目；二是廣電總部早早成立專(zhuān)家小組，對(duì)5G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)行了研究，旨在建立與5G 技術(shù)完全吻合的廣電無(wú)線廣播標(biāo)準(zhǔn)；三是與運(yùn)營(yíng)商、其他技術(shù)部門(mén)等合作，協(xié)力開(kāi)發(fā)、推廣5G 廣電網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)項(xiàng)目。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

相比于上一代4G 技術(shù)，5G 技術(shù)具有性能、成本等方面的優(yōu)勢(shì)。在性能方面，5G 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在通信傳輸速度、聯(lián)網(wǎng)范圍指標(biāo)上，具體見(jiàn)表1，性能水平遠(yuǎn)非4G 技術(shù)可比。在成本方面，5G 技術(shù)的通信頻次更高，因此資源利用率同樣非常較高，有助于提升數(shù)據(jù)傳播效果，同時(shí)5G 技術(shù)資源消耗速度更慢，設(shè)備上可沿用4G技術(shù)，且無(wú)須額外增加資金投入，故5G 技術(shù)的運(yùn)營(yíng)成本更較低[2]。

表1 5G 技術(shù)主要性能優(yōu)勢(shì)

依托于5G 技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)，當(dāng)其進(jìn)入廣電網(wǎng)絡(luò)，性能優(yōu)勢(shì)就能轉(zhuǎn)換為應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)內(nèi)容如下。

1.2.1 加快提高信號(hào)傳輸效率

廣電網(wǎng)絡(luò)在5G 技術(shù)通信技術(shù)的支持下，廣電網(wǎng)絡(luò)組織可以通過(guò)信號(hào)傳輸?shù)姆绞綖橛脩籼峁┓?wù)，因此信號(hào)傳輸時(shí)的效率會(huì)對(duì)服務(wù)質(zhì)量造成影響，即假設(shè)信號(hào)傳輸效率慢，那么在用戶端就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)卡頓等問(wèn)題，會(huì)給用戶帶來(lái)不好的體驗(yàn)，是服務(wù)質(zhì)量低的一種表現(xiàn)。反之，該問(wèn)題基本不會(huì)發(fā)生，即使發(fā)生也會(huì)在瞬時(shí)恢復(fù)，表明廣電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量良好。

由此出發(fā)，相比于4G 技術(shù)，當(dāng)5G 技術(shù)成為廣電網(wǎng)絡(luò)的通信支撐時(shí)，其極高的傳輸效率能夠有效加快信號(hào)傳輸，可解決4G 時(shí)代下廣電網(wǎng)絡(luò)傳輸中普遍存在的畫(huà)面延時(shí)、音畫(huà)不同步等問(wèn)題。同時(shí)，利用5G 技術(shù)在進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)會(huì)將信號(hào)分發(fā)到不同機(jī)房、融媒體中心，再通過(guò)解碼設(shè)備將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。在這種方式下，即使信號(hào)收發(fā)兩端距離很遠(yuǎn)，也能做到信號(hào)無(wú)損轉(zhuǎn)換。值得一提的是，5G 技術(shù)在加快信號(hào)傳輸效率的同時(shí)，其應(yīng)用能降低信號(hào)干擾影響，還能進(jìn)一步提高信號(hào)傳輸穩(wěn)定性，如該項(xiàng)技術(shù)能降低信號(hào)干擾影響，因此信號(hào)傳輸更加流暢、穩(wěn)定。

1.2.2 畫(huà)面優(yōu)化

現(xiàn)代廣電網(wǎng)絡(luò)用戶對(duì)于畫(huà)面質(zhì)量有較高的要求，但在4G 時(shí)代中，廣電網(wǎng)絡(luò)并不能很好地有效保障畫(huà)面質(zhì)量，如4G 技術(shù)支持下，廣電網(wǎng)絡(luò)電視畫(huà)面在播放過(guò)程中依然會(huì)發(fā)生出現(xiàn)圖像失真問(wèn)題，說(shuō)明畫(huà)面質(zhì)量有待提升[3]。而在5G 技術(shù)的支持下，人們可以在信號(hào)傳輸過(guò)程中安裝相關(guān)程序，依靠程序進(jìn)行濾網(wǎng)修復(fù)，由此解決圖像失真問(wèn)題，代表電視畫(huà)面得到優(yōu)化。

除此以外，5G 技術(shù)的應(yīng)用還能從清晰度角度出發(fā)對(duì)畫(huà)面進(jìn)行優(yōu)化，即4G時(shí)代人們開(kāi)發(fā)出了在線直播、電視直播2 種實(shí)時(shí)畫(huà)面服務(wù)，二者在理論上能讓畫(huà)面清晰度達(dá)到4K，但受限于4G 網(wǎng)速，2 種服務(wù)的實(shí)際視頻分辨率大體約為1 080P。著眼于對(duì)此，5G 技術(shù)的加入應(yīng)用將能突破網(wǎng)速限制，實(shí)現(xiàn)確保畫(huà)面清晰度達(dá)到4K，給用戶帶來(lái)優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)。

2 融合基于了5G 技術(shù)的新型廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)

廣電網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要靈活組裝服務(wù)，這樣才能滿足用戶的個(gè)性化需求，但以往該項(xiàng)任務(wù)的完成度達(dá)不到預(yù)期，整體有待提升。對(duì)此，人們可以依靠利用5G 技術(shù)研發(fā)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)虛擬化功能為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)得到的一種新型技術(shù)，其與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有很大的不同，即網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)會(huì)將原本為一個(gè)整體的網(wǎng)絡(luò)劃分為硬件、軟件2 個(gè)部分，然后網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中采用統(tǒng)一化的服務(wù)器管理模式對(duì)硬件進(jìn)行管理，采用差異化網(wǎng)絡(luò)功能對(duì)軟件進(jìn)行控制，這種方式能讓廣電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)組裝更加靈活，也便于管理者進(jìn)行安全管理[4]。

另外，任何類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)都有對(duì)應(yīng)的隔離機(jī)制，具體見(jiàn)表2。依靠隔離機(jī)制，能讓廣電網(wǎng)絡(luò)空間與外部其他網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)主體保持獨(dú)立，并實(shí)現(xiàn)選擇性連接，因此可以在兼顧實(shí)際應(yīng)用的前提下，有效提高廣電網(wǎng)絡(luò)組合的組裝靈活性。

表2 常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)及隔離機(jī)制

2.2 小顆粒硬隔離切片技術(shù)

廣電網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)范圍非常廣泛，而不同業(yè)務(wù)存在不同的控制需求，導(dǎo)致以往廣電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)管理不統(tǒng)一，缺乏定性規(guī)范。針對(duì)該問(wèn)題，依托于5G 技術(shù)開(kāi)發(fā)的小顆粒硬隔離切片技術(shù)能提供幫助改善該問(wèn)題。該項(xiàng)技術(shù)主要作用于10 MHz 信號(hào)業(yè)務(wù)，具體應(yīng)用方式多種多樣。例如，在SPN 小顆粒技術(shù)上采用兩極復(fù)用固定時(shí)隙方案，能夠改變?cè)蠪lex E/MTN 接口，在其N(xiāo)×5Gb/s 通道中劃分出10M 粒度時(shí)隙，使得人們可以依托于小粒度時(shí)隙對(duì)帶寬進(jìn)行靈活分配[5]。這種應(yīng)用方式可以解決以往因廣電網(wǎng)絡(luò)硬隔離切片最小顆粒為5 Gb/s，所以無(wú)法滿足高效、低成本小帶寬控制類(lèi)業(yè)務(wù)承載需求的問(wèn)題。

2.3 新型保護(hù)技術(shù)

廣電網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到來(lái)源于外部的安全威脅，因此需要采取對(duì)應(yīng)的保護(hù)技術(shù)來(lái)保障網(wǎng)絡(luò)安全，但以往的保護(hù)技術(shù)不夠完善，許多缺陷也已經(jīng)暴露，故對(duì)于廣電網(wǎng)絡(luò)而言，其保護(hù)技術(shù)亟待加強(qiáng)更新。在該需求下，依托于5G技術(shù)的新型保護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其具有高安全性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能進(jìn)一步提高廣電網(wǎng)絡(luò)安全水平[6]。新型保護(hù)技術(shù)主要采用的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE TSN 802.1CB、IETF Det Net-PREOF，兩大標(biāo)準(zhǔn)中分別包含了L2 業(yè)務(wù)幀、LE 數(shù)據(jù)包復(fù)制消除機(jī)制，因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題爆發(fā)，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)故障之后時(shí)，將自動(dòng)觸發(fā)無(wú)損保護(hù)功能，由此保障網(wǎng)絡(luò)安全。另外，新型保護(hù)技術(shù)并不特指某一項(xiàng)技術(shù)，而是一系列保護(hù)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)，而且不同的保護(hù)技術(shù)具有不同的作用。例如，一些新型保護(hù)技術(shù)能在5G 網(wǎng)絡(luò)中簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)包復(fù)制過(guò)程，同時(shí)確保復(fù)制過(guò)程中的任意操作不會(huì)引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)或故障；部分新型保護(hù)技術(shù)能很好地在有效規(guī)避隨機(jī)事件中規(guī)避數(shù)據(jù)包丟失等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)傳輸無(wú)損化。因此合理運(yùn)用應(yīng)用這些保護(hù)技術(shù)，能全方位提高廣電網(wǎng)絡(luò)的安全性。

2.4 段路由技術(shù)

目前，在南北向、東西向建設(shè)指引下，我國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)連接已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)狀連接，該目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中5G 技術(shù)下引入的段路由技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。例如，該項(xiàng)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)提供了更加便捷的技術(shù)操作空間，使得網(wǎng)絡(luò)連接更加靈活。同時(shí)，依靠段路由技術(shù)能實(shí)現(xiàn)不用主體的轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)化，因此網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的同步性顯著增強(qiáng)，這是廣電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量全面提升的一個(gè)標(biāo)志。

2.5 其他新型技術(shù)

在廣電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中，5G 技術(shù)的應(yīng)用面非常廣泛，因此依托于5G 技術(shù)可開(kāi)發(fā)出多種新型技術(shù)，除以上4 種以外，還有eMBMS 技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等。

2.5.1 eMBMS 技術(shù)

eMBMS 技術(shù)可以對(duì)廣電網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳播方式、邏輯調(diào)整的過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，滿足相關(guān)業(yè)務(wù)在語(yǔ)音、視頻畫(huà)面等多方面的需求，同步加快信號(hào)通道調(diào)整速度、提高提高帶寬利用率。eMBMS 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還能與LTE Video 技術(shù)相互結(jié)合，這使得5G 時(shí)代下的廣電網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)推送能力、準(zhǔn)確性都得到顯著提升，并增強(qiáng)了用戶、管理者、運(yùn)營(yíng)商等方面之間的互動(dòng)，更好地兼顧了多方需求。

2.5.2 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

數(shù)據(jù)分析技術(shù)可幫助廣電網(wǎng)絡(luò)管理者更好地運(yùn)用大數(shù)據(jù)。目前，大數(shù)據(jù)是龐大數(shù)據(jù)體，其具有極高的應(yīng)用價(jià)值，但要發(fā)揮其價(jià)值，就要對(duì)其進(jìn)行分析，而無(wú)論是人工，還是其他技術(shù)工具，在大數(shù)據(jù)分析處理中都存在一些問(wèn)題，如人工分析難以兼顧保證分析效率，其他技術(shù)應(yīng)用于大數(shù)據(jù)分析處理難以保障分析結(jié)果的質(zhì)量[7,8]。針對(duì)這一問(wèn)題，數(shù)據(jù)分析技術(shù)是目前唯一可以同時(shí)兼顧分析效率且保障分析結(jié)果質(zhì)量的工具技術(shù)，其在5G 技術(shù)的支持下能快速采集數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存后形成專(zhuān)門(mén)大數(shù)據(jù)，然后再對(duì)其進(jìn)行快速分析，通過(guò)數(shù)據(jù)揭露相關(guān)主體的內(nèi)在需求，如采集廣電網(wǎng)絡(luò)中的天線數(shù)據(jù)，可以知道天線配置、受干擾情況等，便于開(kāi)展廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維工作。除此以外，依靠5G技術(shù)與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)三維跟蹤，做到動(dòng)態(tài)化管理[9,10]。

3 結(jié) 論

5G 技術(shù)可以推動(dòng)新型廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使廣電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、效率得到提升。5G 技術(shù)能幫助廣電網(wǎng)絡(luò)引入多項(xiàng)新型技術(shù)，在5G 技術(shù)與新型廣電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幫助支持下，廣電網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)入全面升級(jí)態(tài)勢(shì)。升級(jí)后的廣電網(wǎng)絡(luò)不僅在服務(wù)質(zhì)量、效率上會(huì)有顯著提升，而且能實(shí)現(xiàn)許多新的服務(wù)功能，以更好地滿足不同用戶的需求。