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摘要：5G移动通信技术的到来是这个时代的机遇，然而在多媒体领域、尤其是超高清多媒体行业的应用正在加速展开。依托5G通信技术的超大带宽、广泛链接、低时延传输特性，在面向多媒体超高清视频传输应用方面具有非常广泛的应用场景和需求，多媒体超高清视频技术与5G移动通信技术的结合可以形成很多核心应用模式。5G移动通信技术为新媒体产业迭代升级带来重大机遇，驱动新媒体产业发展[5]应用的飞跃提升。

关键词：5G通信技术、多媒体、媒体融合、高清

引言：在信息化时代，5G通信技术在融合多媒体行业研究和实践具有重要意义。随着5G等新一代信息技术以及社会的高速发展，越来越多的行业都依赖5G通信技术，然而媒体行业对高清视频、音频及移动采编等需求更为迫切。要以先进技术引领驱动融合发展，加强5G、大数据、云计算等新技术在媒体传播领域的前瞻性研究和应用，推动关键核心技术自主创新【1】。

1 媒体融合必要性

随着融媒和全媒变革深入，媒体行业头部聚拢行业资源的效应明显，市场竞争激烈。媒体行业的内容视频化、视频超高清化、全媒体与精准传播趋势越发明显，在此趋势下，媒体单位为赢得市场竞争，不断学习超越彼此，将引起行业的同质化问题。5G高新视频系列技术标准不断健全，研发应用更深融入制作传播体系，5G通信技术将深度融合多媒体转型升级，打造推出一批各具特色的融媒体中心、融媒体服务，媒体融合传播力大幅提升【2】，支持媒体深度融合发展。

2 传统多媒体中心痛点

传统多媒体中心存在以下几大痛点：

网络传输性能受限：采用有线网络传输多媒体数据，网络速度和带宽有限，无法满足大容量、高清晰度、实时性要求较高的多媒体数据传输需求。

缺乏智能分析能力：在数据分析方面缺乏智能化的支持，对大规模多媒体数据的快速分析和挖掘受到限制。

灵活性和移动性不足：传统多媒体终端受网络限制，通常布置在固定场所，移动性和灵活性有限。

3 5G赋能融合多媒体

基于5G、大数据、云计算等新一代信息技术，融合推进5G多媒体控制中心和多媒体应用中心建设。

3.1 5G融合多媒体控制中心

随着信息技术的不断发展，参与多媒体中心使用、管理的人员对环境的要求也越来越高，除了要满足多场景的管理控制要求外，还应具备优美音质及演示清晰图像等功能。这将使得集成的电子设备越来越多样化系统化，繁杂的电子设备系统虽然提供丰富多彩的功能，但控制起来也相当繁琐，因此5G融合多媒体集中控制系统的建设就显得尤为重要。

5G融合多媒体集中控制系统是多媒体控制中心系统的灵魂，他不仅集成灯光、高清音视频控制于一体，还为使用者提供简单、容易操作的控制界面，可以让使用者方便地掌握整个系统中各设备状态及功能。5G融合多媒体中心同时纳管了大屏显示系统、信号系统、音频系统、超高清视频显示系统等，每套系统中又有很多设备、软件需要进行控制。在多媒体中心中集成了5G集中控制系统后，将大大简化操作过程，系统就会按事先设定好的程序分别控制显示、信号、音视频等各个子系统，而不需要繁琐地去单独控制每一台设备。

5G集中控制系统包括5G专网、5G网关、5G CPE、触摸屏、平板电脑、控制终端等设备，实现对音频和视频实时切换调度功能。5G集中控制系统采用5G网络接入、无线触摸屏操作，通过5G网关/5G CPE和无线触屏编辑控制程序，下载到系统中控主机和无线控制终端运行，达到实时控制的效果。

3.1.1 5G网络建设

聚焦5G融合媒体中心需求特点，梳理出5G专网整体网络架构如下图所示：

总体思路：无线侧采用宏站和分布式皮基站混合组网，可以采用2.6GHz/3.5GHz组网模式。传输侧采用SPN组网，核心侧考虑到数据不出本地和低时延需求，UPF下沉至客户机房。

（1） 组网规划方案

a.无线网

基于融媒体新闻宣传、指挥调度、及应用场景复杂性，室外场景选择5G基站进行复用公网基站，进行公网专用或建设专网。对于多媒体中心办公室、公共区域需要在楼宇内部建设室内分布系统；在演播厅、采编室等业务容量要求高、局部大上行业务区域，部署分布式皮站。

b.传输网

前传网络OpenWDM方案采用半有源架构，支持前传网络的OAM，支持链路保护倒换，实现前传网络的统一管控。5G回传SPN网络需满足带宽大、时延低、网络分片、灵活连接要求，支持更高精度时间同步，满足SDN统一管控要求。

c.核心网【3】

1）UPF部署：为满足客户业务数据不出本地，业务数据传输低时延需求，数据面采用共享UPF方案。

2）网络切片【4】：5G融合多媒体中心选用DNN方案进行分流，会基于不同DNN进行网络访问，在会话创建时由SMF基于DNN选择不同UPF。终端选用支持多DNN的配置，并将对应的业务绑定在不同的DNN已进行DNN切换。

3）语音业务：5G融合媒体中心有着“大数据、语音、视频、数据”融合组网需求，涉及高清语音通话、语音调度指挥等应用场景，满足终端语音业务。

d.切片规划

1）专用切片：采用常规切片和端到端硬切片实现，保证多媒体业务的高可靠性和安全性。

2）切片及DNN部署：网元部署信息包括无线、传输和核心网模板信息。业务编排中心将网元部署信息和切片初始配置信息发送无线、传输和核心网进行部署和配置。

（2） 网络安全

a.可靠性保障及容灾：为进一步提高5G专网的端到端整个链路的可靠性，选择CPE的双备份，用以数据流的负载分担及CPE可靠性保障。

b.5G终端安全接入：对接入5G的终端支持5G-AKA认证及灵活的二次认证和密钥管理，保证终端合法接入网络和数据安全机密性。

c.5G切片数据安全：5G基站开启空口PDCP加密和完整性保护，为终端或用户提供接入切片的认证，保证空口数据安全。

d.安全服务：基于抗DDoS攻击防护能力，提供DDoS攻击防护。

（3） 多种信源互为灾备

在5G网络出现突发故障的情况下，系统自动按照4G/wifi/3G的优先级进行接入信源回落，保证5G媒体控制中心的网络连通性、运行稳定性。

3.1.2 5G赋能多媒体

多媒体控制中心的5G媒体集中控制系统配置有5G集中控制终端（平板触摸屏）作为融合媒体中心的中央集中控制系统核心设备，实现对融合媒体中心的5G视频管理控制、5G摄像机控制、电源控制、音量控制、播放机控制、音视频切换控制等功能。

（1） 5G视频管理控制

5G视频管理控制是一种高效、智能的技术手段，能够提升音视频服务的品质和用户体验。5G媒体集中控制终端可通过串口对音视频信号进行控制，实现控制视频输入/输出通道功能切换，5G网络的大容量和低延迟特性使得远程操作、维护成为可能。

（2） 5G摄像机控制

融合多媒体中心配置有5G高清摄像机，5G媒体集中控制终端通过5G网关和串口协议控制5G摄像机动作，实现由集中控制系统控制5G摄像机的转动、镜头变焦、聚焦等功能，并将信号输出到各类显示终端或录像存储设备。还可以与5G多媒体系统对接，实现摄像动态捕捉跟踪，并对发言者进行镜头抓拍特写。

（3） 电源管理

融合多媒体中心的电源可以由系统统一管理，实现全部设备电源一键开启和关闭，轻按5G触摸屏上电源按键，系统电源便会依次打开，关闭系统时执行相反程序。

（4） 5G音量控制

融合多媒体中心可以根据不同的需求和场景，对多媒体内容进行音量调整和控制，提供简单、直观、易用的音量控制体验。5G多媒体中控系统可以实时调节融合多媒体中心的5G话筒、5G音箱等音频设备音量，所有音量电平值及数字百分比都可以显示在5G终端触摸屏上，使系统管理者/操作者对系统音量控制一目了然。

（5） 播放机控制

基于5G网络的DVD播放机控制将为用户带来更加高效、智能、便捷的体验。可以将DVD播放遥控器的控制系统写入5G媒体集中控制系统，录入5G网关。工作人员操作5G触摸屏时，5G网关连接DVD播放器，实现对多媒体中心的音乐切换、音量调节、暂停、快进、快退等操作，还可以通过5G手机、平板电脑等5G终端设备对DVD播放机进行远程操作。

（6） 音视频切换控制

利用5G网络的大带宽和低延迟特性，用户可以在任何地方、任何时间对音视频切换器进行远程控制。控制终端连接到5G网络，可以实现对音视频设备的操作，实时传输音视频信号，监控不同源的音视频信号状态，实现音视频传输和切换更加高效、灵活和稳定，提高了音视频应用的质量和效率。

3.2 5G融合多媒体应用中心

基于5G宏站与室分建设的5G融合媒体专网，利用5G网络超大带宽、超低时延、海量连接等应用特性，融合物联网等技术，提供相比有线/WIFI连接速率更快、时延更低、连接更广、干扰更小的5G融合媒体专网，也为各类信息化管理平台及各种5G+应用创新夯实了网络基础。

3.2.1 5G音频系统

需要结合音视频引擎、多媒体引擎以及超高清技术等技术手段，通过配置无线话筒、语音终端等音频拾取终端，通过5G CPE，接入5G无线网络至5G网关，实现5G语音系统传输。

3.2.2 5G视频系统

通过部署5G高清摄像机，支持4K+8K超高清画面实时传送至融合多媒体应用中心大屏显示，实现以下系统功能：

智能调节亮度：系统可以根据周边环境光线强度和用户偏好自动调整屏幕亮度，确保用户在不同光线条件下都能获得清晰、舒适的观看体验，减少眼睛疲劳。通过智能亮度调节，5G视频系统可以在保证观看效果的前提下，有效降低屏幕功耗，实现节能减排，有助于减少电能浪费和减轻对环境的不良影响。

智能配电：通过5G网络，可以实现对LED显示屏的远程上下电控制，实现LED显示屏定时开关，降低整体能耗，实现高能效的电能利用，确保系统稳定、高效运行。

3.2.3 5G超高清直播

面对重要演出、新闻报道、活动宣传等需要超高清移动直播的场景，借助5G网络大带宽、低时延的特性，通过5G+AI摄像机+MEC，将直播现场的画面实时传输至边缘计算节点及融媒体平台、融合多媒体中心可视化大屏及直播平台，从而完成超高清节目的制作和播出。

4 5G融合多媒体优势

基于5G的融合多媒体中心可提升以下几方面优势：

多媒体数据共享协同：通过5G多媒体中心，实现不同系统之间的数据共享，将不同类型的多媒体数据整合到一个统一平台上，提高数据管理和协同分析的效率。

数据智能分析挖掘：结合多媒体智慧中台技术，可以自动化处理和挖掘多媒体数据，提升数据分析的效率和准确性。

高效应急响应部署：5G多媒体终端的移动性和灵活性强，可以根据需要迅速部署和调整，支持媒体行业在突发事件处理和应急响应中的快速决策和行动。

5 5G融合多媒体特色

5G的大带宽、低时延、高速率等特点为5G在融合多媒体中心应用中奠定坚实基础。主要以下几个方面特色：

信息共享协同：通过建设融合媒体应用平台，实现各级媒体机构之间的信息共享和协同，相关人员可以通过视频会议、实时通讯等功能进行快速沟通和决策，提高工作效率和响应速度。

移动灵活办公：通过建设移动办公平台，支持多媒体从业人员在任何时间、任何地点进行工作。可以通过移动终端设备随时随地的获取和处理相关信息，大大提高工作灵活性和办公效率。

文化传播与记录：5G融合多媒体中心的建设在文化领域具有重要意义。通过高速、稳定的5G网络传输，可以更好地记录和传播重要文化活动、历史事件以及社会变迁等信息。

大数据分析和人工智能应用：通过建设强大的数据处理平台，包括大数据分析、人工智能等技术，实现对大规模数据的快速处理和分析。

结束语

本文基于5G通信技术赋能融合多媒体的研究与实践，提出了5G网络环境下多媒体业务应用形态，为5G与媒体生产的深度结合和快速发展打下坚实的基础。我将持续跟进5G技术进步和媒体领域应用领域的拓展与演进，探索5G融合多媒体更多发展路径，面向4K/8K超高清和5G移动媒体的融合发展，丰富各类基于5G的媒体应用场景，全方位赋能5G+4K/8K+AI的产业化发展[6]，为拉动经济发展做出贡献。

参考文献

[1]中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于加快推进媒体深度融合发展的意见》

[2]广播电视和网络视听“十四五”发展规划

[3]王振世.一本书读懂5G技术[M]-机械工业出版社.5G核心网架构，2020-10

[4]张传福等.5G移动通信系统及关键技术[M]-电子工业出版社.6.6网络切片技术

[5]刘颖.新媒体融合发展新论[M]-重庆大学出版社.第一章 5G时代的新媒体发展.2023-04

[6]中央广播电视总台5G媒体应用白皮书（2020年7月版）

作者简介：孔令刚（1988-），男，汉族，安徽宣城人，本科，工程师，研究方向：通信方面