BBC的5G RuralFirst實驗計畫,首次公開4G / 5G live廣播實驗結果。
BBC指出,5G廣播技術將有助未來的英國偏鄉行動接受和車輛接收,除了能夠更有效傳輸BBC的節目內容,還可打造BBC全新的服務平台。
BBC在5G時代除可提供更多元的公共服務,同時能夠穩定觸達傳統上因為無線接收不良,以致抱怨連連的BBC偏鄉使用者。BBC 5G實驗結果也將會做為英國未來5G移動接收標準。
歐洲廣電聯盟EBU指出,5G的技術特性具有超低延遲(very low latency)、超穩定(very high reliability)、改善頻譜使用(improved spectrum utilization)、增加能源使用效率(energy efficiency)。
5G主要是支持三項服務:增強行動寬頻(eMBB, enhanced mobile broadband),5G上網速率最快可達到10Gbps以上,甚至20Gbps,能夠處理4K影像和虛擬實境即時影音串流;穩定和低延遲通訊(uRLLC, ultra-reliable and low-latency communications),網路延時低於1毫秒,用戶間延時低於5毫秒;巨量聯網能力(massive machine type communications),5G網路所能負擔的聯網密度將可達到每平方公里100萬設備。這些特性都將遠遠超越現有傳輸設備。
圖左:5G可以和Wi-Fi、衛星進行切換,未來還可整合地面廣播。圖右:BBC的5G live廣播app。照片取自https://tech.ebu.ch/docs/factsheets/ebu_tech_fs_5G.pdf, file:///C:/Users/hwa3031/Desktop/supportingpaper093andrewmurphypefinal_475750.pdf
網路對BBC節目和服務的重要性與日俱增,BBC必須要滿足英國使用者透過網路近用BBC節目的需求,5G將可提供使用者無縫接軌的服務。
歐洲政策目標是2025年時,歐洲各大城市和主要交通路線都要提供5G服務。英國除了主要城市的5G建置之外,進一步希望在固網和行動寬頻不足的偏鄉地區,透過5G實驗可以突破弱勢者近用BBC節目的限制。
雖然DVB-H和DVB-NGH行動接受尚無法獲得業界的一致支持,但是行動終端使用則是已達成共識,此一發展將有利於BBC提供新的服務,經由IP傳輸將可提供新的節目內容和新的使用者體驗。
BBC的live廣播測試,屬於英國政府5G第一階段測試平台和試驗計劃補助的六個項目之一,目標包括農業、漁業和物聯網應用。
由於傳統上的單向廣播浪費資源和成本,以致於網路壅塞和不好的使用者體驗,就連3G和4G的行動內容接收也有其局限性。
因為農村地區建置密集的行動基地台並不符合成本效益,以致覆蓋範圍往往受到上鏈限制,BBC實驗目的不僅是提供人口稠密地區的網路超快連結(super-fast connections)服務,主要是調查BBC傳統上難以觸達的地區,究應如何透過5G提供BBC的各項服務。
BBC的5G實驗場址,選定偏遠的蘇格蘭奧克尼郡(Orkney)的斯特羅塞島(island of Stronsay)。
BBC會選擇斯特羅塞島,是因為島上固網受限,幾乎沒有行動訊號和數位廣播(DAB),電波覆蓋率也相當的不理想。包括BBC在地服務的BBC Radio Orkney等13個live播出的廣播電台,透過此一計畫模擬5G廣播,利用專屬頻率和免費SIM卡,提供使用者4G廣播(eMBMS)和行動網路實驗,藉由簡單的使用者介面,利用BBC 5G Radio App就能夠接收到BBC所製播的現場節目。
BBC針對英國農村的5G廣播節目接收,使用軟體無線電(Software Defined Radio, SDR)架構,提供具高度靈活性的5G新無線電(New Radio, NR)實驗技術,測試使用者的地理位置、信號強度和傳輸品質,了解島上不同區域的5G網路特徵,目的是要極大化接收頻寬和降低建置成本。
圖說:BBC實驗室裡5G基地台和手機節目的接收測試。
取自file:///C:/Users/hwa3031/Desktop/supportingpaper093andrewmurphypefinal_475750.pdf
BBC在斯特羅塞島初中安裝了天線,利用鄰近的夏賓塞島(Shapinsay)的無線鏈路回傳網路訊號,BBC得以評估不同傳輸參數的數據。16支實驗手機平均每天收聽2小時,一個月可以累積1.5 GB數據,由於數據來自於使用者實測手機,可以更準確的了解技術應用。
BBC實驗證明,一個基地台的訊號就可以覆蓋及斯特羅塞島全島。
實驗結果也指出,二分之一的參與者表示,5G網路收聽流暢,三分之二表示,接收比以前更穩定,多數人也都滿意5G訊號。
由於DAB的穩定度不夠,有越來越多的人是使用Radio 1Xtra, Radio 4 Extra的全數位收聽。
BBC在今年二月中旬執行5G計畫之前,即積極進行在地社群的溝通,除了與奧克尼郡議會合作,同時結合當地社區理事會,舉行面對公民會議,具體說明實驗目的和5G對在地收視的影響,經過持續性努力,如今已有部分成績展現出來。
BBC的5G實驗廣播,服務英國偏鄉的同時,也開創了未來公共服務的新機遇和多元傳播通路。
BBC在5G Smart Tourism計畫的媒體使用體驗上,想要知道如何透過手機達到資訊、教育、娛樂的新形式。BBC利用Android手機上的VR應用程式,經由虛擬實境,重塑羅馬浴場(Roman Baths)歷史現場。
BBC的VR畫面是利用5G傳輸,程式並非內建在手機裡,而是類真實的3D圖像(aligned-to-the-real-world 3D graphics)。
VR講述羅馬浴場三個時期的故事,分別是布拉德(Bladud)國王發現溫泉的神話故事;羅馬人離開以後的羅馬浴場失修;維多利亞時期的整修過程。當然,羅馬浴場的VR體驗也具有互動功能。
圖說:BBC的羅馬浴場VR體驗,使用者將手機鏡頭對準特定位置,就可以追蹤觀看到特定時期的歷史故事。
取自file:///C:/Users/hwa3031/Desktop/supportingpaper093andrewmurphypefinal_475750.pdf
BBC在VR計畫中使用了360°影音 (4k x 2k解析度),另一種是使用H264 的5-40 Mbit/s進行場景編碼,重點在分辨下載/緩衝(loading/buffering)圖檔時間的差異。
BBC實驗發現,10 Mbit/s可以提供快速下載,不需要透過過多的緩衝時間,就可以取得不錯的影像品質,同時可以提供20個使用者透過Wi-Fi近用。
BBC指出,5G雖然仍處於早期標準的制訂階段,但是5G RuralFirst實驗結果顯示,多數的參與者都表達了使用滿意度。
BBC接著將進行更大規模實驗,評估擴大斯特羅塞島實驗成績。BBC也認為,5G實驗已經證明,5G將可加大廣電產業在內容和傳布上的新機遇。
EBU則是提醒,5G或許能夠促成廣電業者更有效的產製和發送節目內容,提高技術和運營效率,以及靈活性,改善使用者服務。但是,如要成就5G布局,充分的預算當然是少不了。
EBU也強調,公共廣電的5G應用,將會受益於超快速、低延遲、高可靠度的無線連接,但是也必須符合各國的規管要求,包括使用者無償近用和普遍性原則。
EBU認為,5G的未來與傳統廣電有可能會產生好幾種並行模式,5G行動傳輸的影響也可能需要較長的時間才會顯現出來。當然,前提必須在訊號覆蓋範圍內。
EBU強調,5G的廣泛應用是建立在規管條件確立,以及商業模式建立下,這將會改變現有的傳輸模式。
毫無疑問的,未來的5G將會建立起新的服務模式,同時擴大觸達範圍,公共廣電也必須預為綢繆,及早因應。
參考資料
Murphy, Weir, Waddell, Khokhar (2019.10). 5G for Broadcasters –New Opportunities for Distribution and Content.
EBU (2019.10). 5G Opportunities for Broadcasters.