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中央广播电视总台5G媒体应用白皮书总结

核心内容概述

《中央广播电视总台5G媒体应用白皮书》（2020版）系统阐述了5G技术在媒体制作与传播中的应用需求与技术要求。白皮书聚焦于5G网络在超高清视频采集、传输、移动云制作及VR制作与分发等场景中的应用，旨在推动媒体融合创新，提升媒体内容制作与分发的效率和质量。白皮书由中央广播电视总台联合多家技术单位共同编写，涵盖了5G承载能力、视音频技术标准、传输协议、安全性及边缘云等关键技术内容。

主要观点与关键信息

5G媒体应用场景

• 5G技术在媒体领域具有广泛的应用前景，主要分为两类：
  • 一类场景：包括4K超高清视音频直播、新媒体直播、移动云制作、VR制作及分发等，对5G的上行和下行带宽及低时延有较高要求。
  • 二类场景：包括新媒体分发、视音频文件传输等，对网络性能和稳定性有明确要求。

5G网络性能指标

• 上行速率：一类场景需100Mbps以上，二类场景需60Mbps以上。
• 下行速率：一类场景需800Mbps以上，二类场景需400Mbps以上。
• 时延：端到端最大时延要求为45ms，平均时延根据网络状态分为30ms（好）、40ms（中）、50ms（差），空口时延要求为10ms。
• 稳定性：要求掉话率0%、丢包率≤1%、误码率≤0.001%。可通过纠错协议（如SRT、RTP、RIST）保障信号完整性。

移动性要求

• 5G网络支持移动速度达500km/h，切换成功率和接入成功率要求均为100%。
• 在移动切换过程中，丢包率最大不超过10%，时延最大不超过60ms。

5G媒体制播应用形态

• 5G支持的媒体制播业务包括：采集传输、移动云制作、VR制作及分发。
• 不同业务对5G网络的上行、下行带宽和低时延有不同要求，如采集传输需要上行带宽和低时延，移动云制作需要双向带宽和低时延保障，VR制作及分发需要上行带宽支持实时回传。

视音频技术要求

• 视频参数：分辨率3840×2160，帧率50Hz，色域BT.2020，支持HDR格式（如HLG、PQ），编码格式为H.265/AVS2。
• 音频参数：采样频率48kHz，支持16声道PCM音频，编码格式包括MPEG-1 Layer II、AC-3等。
• 编码码率控制：推荐范围为40Mbps-60Mbps，支持CBR（建议最大码率不超过平均码率的1.8倍）和VBR（建议峰均比不超过1.8）。

视频质量评估

• 主观评价依据：包括GB/T 7401-1987、ITU-R BT.500-13、T/CSMPTE 3-2018。
• 测试图像格式：3840×2160/50P/10bit/4:2:2，色域BT.2020，源码率4×3Gbps。
• 视频质量评估结果显示，随着编码码率提高，视频质量评分提升，如40Mbps得分为3.3分，60Mbps得分为3.9分，80Mbps得分为4.2分，100Mbps得分为4.5分。

采集传输技术要求

• 采集：支持4K/HD摄像机的视频与音频采集，需符合4K超高清电视节目制播技术规范。
• 音频加嵌：支持将音频信号加嵌为嵌入式音频，支持16声道PCM音频，输入采样频率48kHz，量化精度24bit。
• 前处理：包括编码、加密、分路、输出等，需满足特定协议（如UDP、RTP、SRT、RIST）和传输流连续性要求。
• 传输协议：支持多种协议（如UDP、RTP、SRT、RIST），并提供实时传输、重传、缓存等功能。

5G网络传输要求

• 网络接入设备：包括CPE、5G手机、5G模组，需支持5G NR、WAN、LAN、WLAN协议。
• 网络性能：要求协议兼容性、带宽、RTT（往返时延）及丢包率等指标，如上行带宽不低于60/80Mbps，下行带宽不低于400/800Mbps，RTT≤40ms。
• 网络安全性：包括终端接入设备的安全性、传输通道加密、防窃取等。

IP信号调度与解码技术要求

• IP信号调度：支持单播、组播，要求转发时延≤700ns，支持多路信号并行处理。
• 解码技术：支持4K/HD视频解码，要求延迟因子≤5ms，丢包率0%。
• 解码器接口：支持IP输入、3G-SDI输出、12G-SDI输出、HDMI2.0输出等。

移动云制作技术要求

• 多级云服务框架：包括公有云、边缘云，支持多种制作模式（本地、云端、混合）。
• 信号收录：支持源码录制和编码录制，支持多分段录制、边收边编、多码率录制。
• 内容平台：支持多种媒体文件存储、元数据管理、多码率体系、用户权限管理、API接口等。
• 高码率制作：要求5G下行带宽≥100Mbps，支持多种编码格式，支持实时编辑和合成。
• 代理码率制作：支持低码率代理编辑，如H.264编码，码率0.5-2Mbps，支持HTTP、HLS、RTP、SRT等协议。

边缘云与媒体的结合

• 边缘云可显著降低媒体传输时延，提升互动体验，节省带宽成本。
• 支持视频制作、分发、非编、导播等功能，可替代传统转播车，提升制作效率。

结论

本白皮书为5G在媒体领域的应用提供了全面的技术指导和规范，涵盖了从采集、传输、云制作到VR分发的完整流程。通过5G技术的高带宽、低时延、高稳定性等特性，中央广播电视总台在推动媒体融合创新、提升内容制作效率、优化观众体验等方面发挥了引领作用。