鄭革

摘要：與4K視頻相比，8K視頻擁有更高的分辨率與清晰度，同時(shí)8K電視的水平觀看視角能夠達(dá)到100°，擁有更加寬廣的可視角度，對(duì)用戶更加友好。但是，8K超高清視頻的傳輸要求更高的傳輸速率，5G技術(shù)的發(fā)展為8K超高清視頻的發(fā)展提供了更加良好的環(huán)境，本文對(duì)5G時(shí)代背景下8K超高清視頻的發(fā)展進(jìn)行了展望，僅供參考。

關(guān)鍵詞：5G;8K超高清視頻;分辨率

與4K超高清視頻相比，8K超高清視頻畫面中能夠?yàn)橛^眾展現(xiàn)更多視頻信息和細(xì)節(jié)，隨著人們對(duì)于視頻性能要求的不斷提升，8K超高清視頻已經(jīng)成為當(dāng)前我國各個(gè)視頻業(yè)務(wù)運(yùn)營商備受青睞的重點(diǎn)對(duì)象，因此技術(shù)壓力也隨之而來。5G技術(shù)的發(fā)展為8K超高清視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更好的環(huán)境。

進(jìn)入新世紀(jì)以來，移動(dòng)通信技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，并迅速成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾慕M成部分，并且，隨著智能機(jī)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)與傳統(tǒng)的移動(dòng)通信平臺(tái)存在了巨大的差異，其當(dāng)前的表征，更像是一種集合了各種服務(wù)與信息于一體的綜合化服務(wù)終端，而互聯(lián)網(wǎng)+ 時(shí)代的到來，更是讓傳統(tǒng)獲取諸如視頻等信息資源的方式產(chǎn)生了巨大的變革。

5G 通信與電視視頻網(wǎng)絡(luò)的融合，對(duì)于移動(dòng)通信行業(yè)及電視視頻網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，同時(shí)具有戰(zhàn)略意義。同時(shí)，這一融合過程在技術(shù)上是完全可以實(shí)現(xiàn)的。在兩者進(jìn)行融合過程中，對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)需要兩種數(shù)據(jù)傳遞模式，分別為同步支持雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及單向單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，同步將業(yè)務(wù)與傳輸方式相互匹配，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場景進(jìn)行切換，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的靈活優(yōu)化，對(duì)應(yīng)的服務(wù)也將更有針對(duì)性。近幾年，3GPP 組織所全面推行的5G 通信技術(shù)具有前向兼容的全新接口，并且，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更是基于實(shí)際服務(wù)而進(jìn)行設(shè)定，這些技術(shù)為不同通信網(wǎng)絡(luò)之間的融合提供了強(qiáng)有力的支持，同時(shí)，也讓5G 通信與電視視頻網(wǎng)絡(luò)的融合提供了平臺(tái)與發(fā)展機(jī)會(huì)。

隨著視頻技術(shù)的蓬勃發(fā)展，多屏互動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)電視以及互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)視頻的出現(xiàn)，極大的滿足了受眾的娛樂需求，同時(shí)也為工作與生活方式注入了新的活力。所以在視頻技術(shù)不斷推陳出新的今天，受眾對(duì)觀看視頻時(shí)的流暢性與清晰度，提出了更加明確的要求。網(wǎng)絡(luò)支持作為影響視頻傳輸質(zhì)量的重要因素，因此需要一種保持網(wǎng)絡(luò)性能高度穩(wěn)定的傳輸技術(shù)，才能滿足受眾對(duì)視頻流暢性與清晰度的要求。8K超高清視頻傳輸中5G技術(shù)的發(fā)展和利用，可以有效保證視頻傳輸質(zhì)量，被廣泛應(yīng)用于機(jī)頂盒中，成為當(dāng)前視頻業(yè)務(wù)迅速發(fā)展的不竭動(dòng)力。8K超高清視頻需要依托于較大的網(wǎng)絡(luò)寬帶與傳輸速度，因此也會(huì)受到服務(wù)器傳輸質(zhì)量的影響，所以電視端的管理活動(dòng)的有效開展，也是維持超高清視頻平穩(wěn)運(yùn)行的重點(diǎn)內(nèi)容。與此同時(shí)，各個(gè)視頻運(yùn)營商也逐漸意識(shí)到監(jiān)測超高清視頻的傳輸效率，對(duì)提高視頻傳輸質(zhì)量的重要作用。這就需要運(yùn)營商通過對(duì)視頻傳輸質(zhì)量監(jiān)測體系的構(gòu)建與完善，為視頻傳輸狀態(tài)的穩(wěn)定性起到有效的保駕護(hù)航作用，在提高其傳輸質(zhì)量與效率的同時(shí)，增加自身的行業(yè)領(lǐng)域市場核心競爭力，從而在復(fù)雜的市場經(jīng)濟(jì)條件背景下，獲得長久的發(fā)展。5G 移動(dòng)通信技術(shù)的最突出特點(diǎn)就是快，其數(shù)據(jù)傳輸速度遠(yuǎn)超以往，甚至以數(shù)十倍來計(jì)算。所以，將5G 通信與電視視頻網(wǎng)絡(luò)融合，可以極大的改善當(dāng)前電視視頻網(wǎng)絡(luò)播放質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高速視頻點(diǎn)播與傳輸，并可優(yōu)化速率，實(shí)現(xiàn)8K 超高清視頻資源的全面普及，對(duì)電視視頻網(wǎng)絡(luò)的全面發(fā)展有著不可替代的作用。

通俗來講，5G 就是指第五代數(shù)據(jù)通信技術(shù)，是一種將無線接入技術(shù)與其他輔助性技術(shù)相互融合而誕生的全新數(shù)據(jù)通信解決方案，可以讓物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想得到真正的實(shí)現(xiàn)，其對(duì)于技術(shù)的充分融合與全面利用，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)的4G 通信技術(shù)，為所有可以接觸到互聯(lián)網(wǎng)的人，提供了更為高效穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸與通信途徑，同時(shí)也有力推動(dòng)了8K 技術(shù)、VR 技術(shù)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等各類新技術(shù)的應(yīng)用范圍及發(fā)展速度，讓整個(gè)信息社會(huì)邁向全新的臺(tái)階，極大的改變了人們的日常生活。同時(shí)，對(duì)于電視視頻網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，5G通信技術(shù)的作用更是不可取代。

從速度上分析，5G 的數(shù)據(jù)傳輸速度在一秒內(nèi)可以達(dá)到10G甚至更高的層級(jí)，因此，為5G 通信與電視視頻網(wǎng)絡(luò)之間的融合提供足夠的技術(shù)支撐，更是滿了8K 超高清視頻資源在傳輸過程中對(duì)于速度方面的硬性需求，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)三維立體、多視角視頻等業(yè)務(wù)功能的發(fā)展，讓電視視頻網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)更為豐富多彩，與觀眾之間的互動(dòng)更為緊密。

3.1.1 5G網(wǎng)絡(luò)部署策略

2019年5G預(yù)商用試點(diǎn)，新建5G NR（SA），CU/DU合設(shè)部署。5G NR優(yōu)先部署在密集市區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)域;64TR AAU部署在密集城區(qū)、CU/DU合設(shè)部署在站點(diǎn)機(jī)房;面向eMBB，并進(jìn)行低時(shí)延業(yè)務(wù)探索，如：超/高清視頻、AR/VR、無人機(jī)等。2020年5G商用推廣，5G NR商用，加快虛擬化平臺(tái)建設(shè)。5G 16TR AAU部署在一般城區(qū)，滿足覆蓋和 容量的同時(shí)，兼顧性價(jià)比;采用4TR的5G QCELL設(shè)備完善室內(nèi)覆蓋;進(jìn)行VoNR技術(shù)驗(yàn)證，面向eMBB大帶寬、低時(shí)延業(yè)務(wù)，如：AR/VR、無人機(jī)、遠(yuǎn)程控 制、輔助駕駛。

3.1.2 5G建設(shè)關(guān)鍵問題探討

（1）覆蓋問題

5G相對(duì)于4G的覆蓋能力提升的關(guān)鍵技術(shù)：終端增強(qiáng)（單天線發(fā)射變?yōu)殡p天線發(fā)射）、多天線技術(shù)（多天線技術(shù)帶來的靈活波束賦形 能力，可以極大提高基站的接收 靈敏度，降低用戶之間的干擾）、帶寬優(yōu)勢(shì)（帶寬資源優(yōu)勢(shì)，可以通過降低基站間干擾以及為邊緣UE分配更長的發(fā) 射時(shí)長而轉(zhuǎn)換為覆蓋優(yōu)勢(shì)）。

3.5GHz連續(xù)覆蓋能力討論：3.5G NR上行優(yōu)勢(shì)（①UE 26dBm高發(fā)功②UE 雙發(fā)Pre-coding③基站16/64天線接收④ 基站高維抗干擾及MU-MIMO）

3.5G NR下行優(yōu)勢(shì)（①單載波100M資源優(yōu)勢(shì)②基站16/64天線發(fā)射③基站多天線抗干擾④基站 MU-MIMO）

（2）室分覆蓋解決方案

傳統(tǒng)DAS中的無源器件帶來三大問題：

1）現(xiàn)網(wǎng)DAS無源器件不支持3.5G頻段（現(xiàn)在DAS支持800M～2.7GHz）;

2）5G 4T4R@Sub6GHz流信源形態(tài)給DAS部署帶來的成本和工程挑戰(zhàn);

3）大量無源器件引入巨大的傳播損耗，要求RRU滿足更高的功率。

傳統(tǒng)DAS中給新業(yè)務(wù)部署及運(yùn)維帶來的挑戰(zhàn)：

1）3D Video/VR：DAS通常只支持SISO;由于期間損耗鏈路不平衡，MIMO性能急劇惡化，無法支撐室內(nèi)大帶寬業(yè)務(wù)。

2）精確定位：5G時(shí)代室內(nèi)定位精度要求預(yù)計(jì)1m;DAS無源系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的室內(nèi)定位，無法實(shí)現(xiàn)基于室內(nèi)LBS新業(yè)務(wù)的部署。

3）E2E運(yùn)維：DAS無源系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)端頭可視化，故障監(jiān)控和排查帶來極大的困難，運(yùn)維 復(fù)雜，成本高。傳統(tǒng)DAS不適合5G時(shí)代的室內(nèi)部署場景，Qcell數(shù)字化室分是最好的選擇。5G室分QCELL方案，基本可與4G Qcell同點(diǎn)部署，簡化工程及維護(hù)。

3.2.1 8K超高清電視視頻的發(fā)展

從技術(shù)角度分析，5G 不僅擁有著雙向性的優(yōu)勢(shì)，讓電視視頻網(wǎng)絡(luò)資源與觀眾之間形成全新的互動(dòng)，同時(shí)，還兼容著單向廣播的模式，將通信資源的調(diào)動(dòng)模式徹底改變，以智能化滿足觀眾對(duì)于電視視頻網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的各類需求。傳統(tǒng)通信模式中，單向基站受到嚴(yán)苛的傳輸距離限制，所以，這種模式下其通信數(shù)據(jù)質(zhì)量與地面的高功率數(shù)字電視技術(shù)有著天地之差，5G 通信在解決這一問題的基礎(chǔ)上，更是極大拓展了廣播線路在覆蓋范圍上的優(yōu)勢(shì)，所以，從這個(gè)角度去分析，5G 移動(dòng)是可以與電視視頻網(wǎng)絡(luò)形成組網(wǎng)的。對(duì)于融合網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，需要注意個(gè)性化服務(wù)的提供，實(shí)際的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以參考無漫游架構(gòu)方式，HPHT 和LPLT 要進(jìn)行同時(shí)部署，共同完成無線通信階段，對(duì)于有限網(wǎng)絡(luò)部分，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行區(qū)分，服務(wù)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制面，而傳輸架構(gòu)則可以實(shí)現(xiàn)用戶面，而這些結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)來源，則是傳統(tǒng)廣播網(wǎng)絡(luò)的前端，這樣，充分發(fā)揮各方面的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而完成5G 移動(dòng)以電視視頻網(wǎng)絡(luò)。

3.2.2 汽車高清視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展

汽車的視頻監(jiān)控在5G之前，主要用在行車記錄儀的視頻采集，倒車視頻的應(yīng)用，視頻全方位采集，以及通過4G實(shí)現(xiàn)車內(nèi)外的遠(yuǎn)程監(jiān)控，由于4G的帶寬和速率的局限性，更進(jìn)一步的發(fā)展受到影響。5G的出現(xiàn)，帶來了汽車行業(yè)的革命，自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程駕駛都得以實(shí)現(xiàn)，特別是汽車自動(dòng)駕駛，現(xiàn)在很多公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，它顛覆了汽車行業(yè)，不久的將來，就會(huì)沒有司機(jī)這個(gè)職業(yè)，由于自動(dòng)駕駛會(huì)更安全、更可靠、更快捷，人工開車可能會(huì)被禁止。

3.2.3 視頻教學(xué)行業(yè)的發(fā)展

在視頻教學(xué)中，視頻監(jiān)控的發(fā)展和在醫(yī)療的發(fā)展應(yīng)用，非常相似，在有線高清數(shù)字監(jiān)控中，主要是記錄老師的講課以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在考試中記錄考試紀(jì)律，為考試的公正性提供證據(jù)，也可以通過有線網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控教室、考場情況，但由于有線網(wǎng)絡(luò)的延遲性，4G網(wǎng)絡(luò)的帶寬和速率達(dá)不到實(shí)時(shí)監(jiān)控的條件，所以無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用仍達(dá)不到理想的效果。而5G的開發(fā)應(yīng)用，帶來了巨大變革，很多公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)授課、在線教育，5G網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)，等等，隨著5G的發(fā)展與普及，一些更多的方式方法會(huì)涌現(xiàn)出來，也會(huì)徹底改變這個(gè)行業(yè)。

綜上所述，面對(duì)未來8K超高清視頻網(wǎng)絡(luò)終端對(duì)于視頻資源以及互動(dòng)模式的全新需求，5G 技術(shù)的發(fā)展為8K超高清視頻行業(yè)的發(fā)展提供了良好的技術(shù)支持，使其不僅僅具備著技術(shù)可行性，也將讓人們的生活變得更為信息化。

[1]韓學(xué)周，劉瑞翔.5G背景下影視行業(yè)發(fā)展與變革研究[J].中國電視視頻網(wǎng)絡(luò)學(xué)刊，2020（1）：29-32.

[2]蔡瑋莎.5G時(shí)代8K超高清視頻發(fā)展展望[J].廣東通信技術(shù)，2019，039（001）：69-70，79.

[3]王經(jīng)緯，曹勇，劉斌.5G時(shí)代下的核心網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)[J].中國高新區(qū)，2019，000（005）：203.