廣電將怎樣建5G網絡?

2020-12-22 騰訊網

過去幾十年來，廣播電視不斷發展，經歷了從模擬電視到數位電視再到網絡電視的創新曆程。

但你有沒有發現一個問題？

這幾十年來，廣播電視網絡與3G/4G為代表的移動通信網絡始終相互隔離——廣播電視網絡不能直連你的手機，移動通信網絡也不能直通你家的電視。

如果這兩張網絡融合在一起，將會發生怎樣的一場變革？

首先，從技術角度看，廣播電視網絡的特點是將相同的內容同時單向廣播（Broadcast）給大量用戶，這對於擁有大量觀眾的直播節目來說，是一種非常高效的網絡傳送方式，但它不能提供按需點播服務。

而移動通信網絡的特點是將內容單獨傳送給每一臺手機，這是一種單播（Unicast）模式，它能提供按需服務，但存在網絡效率較低的問題。

其次，廣播電視網絡的特點是「固定」的，其終端電視機的位置是固定不動的；而移動通信網絡的特點是「移動」的，其終端手機的位置是隨時變化的。

顯然，若將這兩張網絡融合為一張網絡，並在同一張網絡上同時提供廣播和單播能力，使兩者優缺互補，一定是一件極好的事吧。

這意味著一張融合的網絡能無縫連通你的手機、平板、電視機和汽車等，讓你能隨時隨地都能無縫觀看精彩豐富的高清視頻內容。比如，你正在家裡通過電視觀看球賽直播，突然有事需外出，關掉電視，拿起手機一邊出門一邊繼續觀看就行了。

是的，廣播電視網絡與5G網絡融合，這是廣電5G值得期待之處。

但值得期待的廣電5G不止於此，現在讓我們慢慢講來…

廣播電視網絡與3G融合

說到廣播電視網絡與移動通信網絡融合，這一想法早在本世紀初就提出來了。

DVB-H

2004年，標準組織ETSI發布了DVB-H（手持數字視頻廣播）標準，其定義了可兼容行動裝置的附加模塊，使得手持終端可穩定地接收廣播電視信號。

早年支持DVB-H的終端

但由於缺乏設備支持和可持續盈利的商業模式，這個美好的想法很快就破裂了。

MBMS

3GPP也認同了這樣的趨勢，隨後定義了MBMS標準，即Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒體廣播多播業務。

MBMS擴展了3G UMTS的網絡能力，以支持點對多點（PMP）的內容分發。

儘管與DVB-H僅聚焦於終端側不同，MBMS實現了網絡支持，但它對頻譜帶寬分配做了嚴格的限制。

廣播電視網絡與4G融合

eMBMS/LTE Broadcast

進入4G時代後，3GPP在R9版本對MBMS的功能做了進一步增強，定義了eMBMS，也被稱為LTE Broadcast。有了eMBMS後，運營商可以將小區60%的下行帶寬用於向多部手機單向廣播相同的內容。

隨後，3GPP為了進一步提升資源使用效率，新增了MooD（MBMS Operation On Demand，MBMS按需操作）機制。

MooD可以通過設定閾值來動態切換單播和多播模式，比如，如果閾值設置為3，當同一區域內有三臺手機同時單播觀看相同的內容時，網絡可切換為多播模式，將相同的內容同時單向多播給三臺手機。

eMBMS可支持的商業用例包括移動電視直播、視頻點播（內容預加載）、廣告推送、車載娛樂、公共安全等。

一種被稱為「Venue casting」的用例曾經被業界廣泛看好，它主要應用於體育賽事、演唱會等直播場景。

以全球最火的足球比賽直播為例，運營商可以通過eMBMS同時向很多觀眾的終端設備單向廣播視頻流，以提升網絡資源使用效率，讓用戶隨時隨地都能觀看高質量的直播；同時，運營商還可以通過預加載和緩存內容、大批量的定製廣告等方式，讓用戶在邊觀看直播的同時，還能按需實時回放內容、多角度觀賽，以及在線視頻購物和博彩等。

Venue casting用例

eMBMS推出後，一些運營商對此服務表現出了較大的興趣。

2013年，美國運營商Verizon宣布將於2014年在其LTE網絡上推出eMBMS服務。

隨後，美國另一家運營商AT&T也宣布將採用700MHz LTE網絡推出eMBMS服務。

2014年1月，韓國運營商KT推出了首個LTE Broadcast服務。

2014年7月，英國運營商EE在大英國協運動會上展示了LTE Broadcast服務。

2014年8月，波蘭運營商Polkomtel在世界排球錦標賽上成功測試了LTE Broadcast服務。

2015年6月，英國運營商EE在足總杯決賽期間展示了LTE Broadcast服務。

2015年10月，美國運營商Verizon商用Go90 eMBMS服務。Go90是一款視頻APP，可同時支持廣播和單播模式下的視頻直播和點播服務。

…

但令人惋惜的是，eMBMS在2014前後風靡一時之後便沉寂了下來。

儘管eMBMS技術實現簡單，只需在4G核心網通過軟體升級即可，但技術往往不是商業成功的首要因素。

eMBMS為什麼未能成功？原因無非兩點：

終端支持不給力。

手機要支持eMBMS需要專用晶片組。

沒有找到盈利模式。

eMBMS的盈利模式主要靠付費觀看和廣告收入，但考慮成本和潛在用戶規模因素，網際網路OTT視頻的單播和接近實時直播方式比eMBMS模式更加有利可圖。

但行業並未因此而停滯不前，業界相信廣播電視網絡與移動通信網絡融合一定是未來的必然趨勢，只是時機未到，只欠東風而已。

enTV

2017年，3GPP在R14版本中進一步增強了eMBMS功能，推出了enTV（增強型電視）。

這一次主要增強的功能包括：

支持HPHT（High Power High Tower，大功率高塔）方案，這可基於700MHz頻段廣覆蓋優勢，進一步擴展覆蓋範圍，從而降低站點建設數量和成本。

支持高達100％的eMBMS載波資源分配，這意味著可以建設獨立專用的廣播網絡。

支持僅接收模式，即使終端沒有SIM卡，也能觀看廣播內容。

支持多家運營商可共享使用廣播網絡，可創建公共分發平臺而無需複製內容。

一種傳輸模式，無需轉碼就可重用廣播服務，確保了前後兼容性。

enTV支持兩種模式：

一是獨立的地面廣播服務，即利用蜂窩網絡技術使能一張獨立的地面廣播網絡，這張獨立的網絡將作為一個公共平臺，傳送來自不同內容提供商的內容和服務。

二是混合廣播模式，即利用單播與廣播之間動態切換，以更有效的傳送相同的內容。

通過enTV，3GPP首次系統性地定義如何通過移動通信網絡廣播數位電視內容，可以說是實現移動通信網絡與電視廣播網絡融合之路上的一次重大跨越。這對於電信業重耕700MHz黃金頻段也意義重大。

廣播電視網絡與5G融合

可以說，enTV已滿足了大部分5G需求，但5G相對於4G又是一次技術和應用跨越，為了不斷跟進時代需求，3GPP將在R16版本以及更高版本進一步增強enTV功能。

目前，3GPP正在研究基於LTE的5G地面廣播的enTV演進，該研究項目主要是為了匹配目前enTV與5G需求的差異，將於2020年3月R16版本凍結時更新到標準裡。

至於原生於5G的廣播模式設計估計將在後續版本中定義。

這意味著完全基於5G-NR的廣播電視服務將會晚一些到來，也就是說，如果廣電現在要建設5G網絡，只能從enTV開始，再等一兩年演進至5G-NR廣播網絡。

不過，業界沒有坐等標準完成，目前已有許多項目正在研究使用5G-NR來進行廣播電視服務，比如歐盟的5G-Xcast項目。

事實上，隨著5G時代的到來，所有人都預測到5G更大帶寬、更低的時延，以及萬物互聯能力，必將激發一波內容和應用革命，而5G廣播必將在這場革命中扮演重要的角色。

發揮一下想像力…

未來的VR/AR直播需要高效的5G廣播模式。

大量物聯網終端的OTA固件升級需要高效的5G廣播模式。

車聯網的無數汽車之間要實時傳送信息，需要高效的5G廣播/混播模式。

防災、搶險、公共安全等領域需要高效的5G廣播模式。

…

此外，5G網絡本身將大大簡化電視媒體內容的製作和傳輸流程。比如，大帶寬、低時延的5G無線網絡可以替代傳統直播中採用的光纖、微波和衛星等複雜的傳輸，只需在一個背包裡放上5G CPE終端，再連上超高清攝像機就可以完成現場採編和傳輸了。