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超高清視頻應用成為現階段5G商用探索的最大亮點 | 前沿觀察
2019-06-11 00:06
來源:中國戰略新興產業

 

  本文首發于2019年6月1日期

  《中國戰略新興產業》

  | 本文共 2,448 字 閱讀需 6 分鐘

  超高清視頻作為未來信息呈現和傳播的主要載體,將占到個人消費和行業應用網絡流量的70%-80%以上,為消費升級、行業創新、社會治理提供新場景、新要素、新工具。超高清視頻的大流量、高速率、低時延需求與5G網絡傳輸特性高度吻合,二者融合應用實踐更已先行展開。超高清視頻應用正成為現階段運營商及相關方5G商用探索的最大亮點,有望成為5G前期部署的主要應用場景和業務拉動的重要驅動力。

  基于5G傳輸的超高清視頻應用加速落地

  過去一年來,超高清視頻與5G融合應用加速推進,在廣播電視、新媒體、遠程醫療、智能工業控制等領域形成眾多標桿型案例。

  廣播電視與新媒體方面,超高清視頻與5G技術融合,增加了視頻采集端設備的可移動性,優化現場空間布局,同時豐富了分發手段,促進了媒體內容形態創新和生產效率提升。2018年12月中國電信、中國移動、中國聯通等與中央廣播電視總臺簽署框架協議,共同建設“5G媒體應用實驗室”,推進5G在4K超高清節目傳輸中的技術測試和應用驗證;2019年春晚直播中,深圳、長春分會場的4K超高清電視信號通過5G試驗網絡進行了實時回傳;2019世界移動通信大會(WMC)上,中國聯通、華為、京東方等企業協同合作實現了8K拍攝、5G傳輸、8K呈現的遠程直播;今年3月的全國兩會期間,中央廣播電視總臺采用5G+4K直播方式對大會進行了全程報道,開啟了兩會信息化服務新模式。

  遠程醫療方面,通過5G網絡傳輸超高清晰度、低延時的醫學影像資料,加速遠程會診、遠程B超、醫學觀察、遠程手術指導等醫療應用模式創新。2018年7月中國聯通、阿里云、京東方等在云棲大會上展示了5G+8K遠程會診解決方案,通過專業級8K攝像機拍攝現場患者眼部,將實時編碼的8K視頻通過5G網絡、跨省專線傳輸至上海直播中心,同時推送至浙江大學附屬邵逸夫醫院,由眼科專家基于8K超高清視頻為患者進行遠程會診。2019年3月16日,中國移動、華為聯合中國人民解放軍總醫院,成功完成全國首例基于5G的遠程帕金森病“腦起搏器”植入手術。位于海南的神經外科專家通過觀看5G網絡實時傳送來的301醫院視頻畫面,為手術執行提供全程指導。

  智能工業控制方面,超高清視頻技術與工業物聯網結合,通過5G網絡可支持大流量、高速率、低時延傳輸視頻圖像,也可支持大連接、低時延的傳感器和控制信號業務,可以實現精細原材料識別、精密定位測量等環節,將超高清視頻應用于工業可視化、機器人巡檢、人機協作交互等場景,與機器視覺、人工智能結合,提高工業自動化、智能化水平。中國聯通在山東青島開展全球首例基于5G的自動化港口試點,驗證了低延時工業控制信號與高清視頻數據在5G網絡的混合承載,成功實現了復雜環境下集裝箱遠程抓取與自動化運輸。

  超高清視頻成為5G商用初期的主要承載內容

  5G網絡可針對性解決超高清視頻大數據量傳輸痛點。超高清視頻大信息量、大數據流量傳輸對現有傳輸網絡構成較大挑戰。以H.265標準為例,4K視頻傳輸速率一般要求在25Mpbs-40Mbps,具備較好視覺體驗的4KHDR則需要達到45Mbps-60Mbps,8K視頻傳輸碼率需要更高至100Mbps以上。我國目前盡管100M及其以上光纖寬帶普及率超過47%,但用戶實際體驗帶寬遠低于這一數字。據電視臺和運營商調研數據,我國80%的百兆光纖用戶僅能實現約4M的體驗帶寬,遠遠無法支撐4K視頻的基本傳輸。5G無線通信技術標準支持100Mbps-1000Mbps的傳輸速率,可有效解決超高清視頻傳輸速率的痛點。

  超高清視頻5G應用有望短期內形成商業成效。隨著2020年5G商用臨近,5G網絡的應用場景主要集中于面向超高清視頻的增強移動寬帶業務(eMBB),面向物聯網的大連接廣覆蓋業務(mMTC),面向車聯網、工業互聯網的低時延、高可靠連接業務(URLLC)。相對車聯網、工業互聯網、物聯網等應用場景,超高清視頻在技術產品研發、產業鏈建設方面成熟度最高,與廣播電視、文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業制造等領域結合的應用解決方案步伐較快,且應用推廣不需要在制度機制方面形成突破。對以應用驅動為主的5G網絡投資建設來說,以超高清視頻業務作為突破口,更易在較短的2-3年內形成規模化、爆發式增長,取得可觀的投資商業回報。

  5G網絡的超高清視頻應用已開啟在廣播電視的應用落地

  應用場景還應進一步固化。5G網絡對于4K乃至8K超清視頻有著良好的承載能力。目前基于5G網絡的超高清視頻應用已開啟在廣播電視、遠程直播的應用落地,5G+央視4K電視節目直播是一次成功的開始,后續仍需固化多種應用場景,使超高清視頻內容制作的投入和產出成正比。

  產業協同生態體系尚未形成。一是超高清產業鏈各環節發展不均衡。終端呈現處于領先地位,網絡傳輸能力初步具備,但超高清內容供給不足,前端設備仍未實現產業化支撐,產業鏈標準體系仍未建立,同時各方投入意愿有差異,產業推進步調不一致,缺乏協同合作,放大了產業鏈短板效應。二是通訊和視頻產業鏈融合仍需進一步加強。5G+超高清應用需拉通網絡傳輸、芯片、顯示面板、拍攝設備、內容、存儲、編解碼等環節,但可商用的8K編碼器、解碼器較少。5G+超高清視頻的發展,對于傳統電視形成較大沖擊,也對廣電領域的內容監管形成新的挑戰。

  產業化支撐能力不足。行業應用標準體系未建立。超高清視頻產業的國內外標準尚未形成完整體系,現有標準主要集中在信源編解碼、顯示終端等領域,信道、接口、安全、應用等相關標準仍處于探討階段。與5G相結合的超高清視頻傳輸,從內容制作、編解碼技術、網絡傳輸、終端應用、用戶感知質量評估體系等端到端技術仍需要進一步深入研究,開展相關技術成果的落地驗證。HDR、全景聲等視頻音頻編解碼領域也難以繞開國外企業。

  關鍵核心設備產業化支撐能力不足。電視臺、內容制作公司使用的超高清攝像機、相機、攝像頭中的CMOS感光器件等幾乎全部采購自索尼,制作、編碼、播出設備等也基本被國外企業壟斷。目前,我國超高清視頻芯片、面板配套自給率較低,支持8K解碼能力的芯片尚處于研發階段。

  針對以上問題,未來要開展超高清視頻5G傳輸關鍵技術協同攻關及實驗驗證。組織產業界各方,在超高清視頻采、編、播、傳各個環節應用中開展5G技術的協同攻關,加強4K、8K、VR等超高清視頻5G傳輸的試驗驗證,促進超高清視頻與5G融合業務不斷成熟。

  加快5G新媒體平臺建設。支持電視臺、運營商、電子信息企業共同建設5G新媒體平臺,提升4K超高清內容生產效率,構建多屏、多視角等超高清直播全新場景,加快超高清電視頻道建設。

  加快基于5G傳輸的超高清視頻應用推廣。將超高清視頻應用作為現階段5G商用的主要突破口,加大支持力度,引導運營商及相關方開展超高清視頻5G傳輸在影視制作、遠程醫療、無人巡檢、視頻通話、勘探測繪等方面的應用,盡快形成一批典型案例并應用推廣。(作者系中國電子信息產業發展研究院電子所副所長)

 

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