5G時代背景下8K超高清視頻的發展展望

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8K電視的水平觀看視角能夠達到100°，擁有更加寬廣的可視角度，對用戶更加友好。但是，8K超高清視頻的傳輸要求更高的傳輸速率，5G技術的發展為8K超高清視頻的發展提供了更加良好的環境，本文對5G時代背景下8K超高清視頻的發展進行了展望，僅供參考。

關鍵詞：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為觀眾展現更多視頻信息和細節，隨著人們對于視頻性能要求的不斷提升，8K超高清視頻已經成為當前我國各個視頻業務運營商備受青睞的重點對象，因此技術壓力也隨之而來。5G技術的發展為8K超高清視頻產業的發展提供更好的環境。

進入新世紀以來，移動通信技術取得了巨大的進步，并迅速成為人們日常生活中重要的組成部分，并且，隨著智能機的迅猛發展，移動通信技術已經與傳統的移動通信平臺存在了巨大的差異，其當前的表征，更像是一種集合了各種服務與信息于一體的綜合化服務終端，而互聯網+ 時代的到來，更是讓傳統獲取諸如視頻等信息資源的方式產生了巨大的變革。

5G 通信與電視視頻網絡的融合，對于移動通信行業及電視視頻網絡行業，同時具有戰略意義。同時，這一融合過程在技術上是完全可以實現的。在兩者進行融合過程中，對應的網絡需要兩種數據傳遞模式，分別為同步支持雙向點對點以及單向單點對多點，同步將業務與傳輸方式相互匹配，根據實際的應用場景進行切換，達到網絡的靈活優化，對應的服務也將更有針對性。近幾年，3GPP 組織所全面推行的5G 通信技術具有前向兼容的全新接口，并且，其網絡架構更是基于實際服務而進行設定，這些技術為不同通信網絡之間的融合提供了強有力的支持，同時，也讓5G 通信與電視視頻網絡的融合提供了平臺與發展機會。

隨著視頻技術的蓬勃發展，多屏互動、網絡電視以及互聯網移動視頻的出現，極大的滿足了受眾的娛樂需求，同時也為工作與生活方式注入了新的活力。所以在視頻技術不斷推陳出新的今天，受眾對觀看視頻時的流暢性與清晰度，提出了更加明確的要求。網絡支持作為影響視頻傳輸質量的重要因素，因此需要一種保持網絡性能高度穩定的傳輸技術，才能滿足受眾對視頻流暢性與清晰度的要求。8K超高清視頻傳輸中5G技術的發展和利用，可以有效保證視頻傳輸質量，被廣泛應用于機頂盒中，成為當前視頻業務迅速發展的不竭動力。8K超高清視頻需要依托于較大的網絡寬帶與傳輸速度，因此也會受到服務器傳輸質量的影響，所以電視端的管理活動的有效開展，也是維持超高清視頻平穩運行的重點內容。與此同時，各個視頻運營商也逐漸意識到監測超高清視頻的傳輸效率，對提高視頻傳輸質量的重要作用。這就需要運營商通過對視頻傳輸質量監測體系的構建與完善，為視頻傳輸狀態的穩定性起到有效的保駕護航作用，在提高其傳輸質量與效率的同時，增加自身的行業領域市場核心競爭力，從而在復雜的市場經濟條件背景下，獲得長久的發展。5G 移動通信技術的最突出特點就是快，其數據傳輸速度遠超以往，甚至以數十倍來計算。所以，將5G 通信與電視視頻網絡融合，可以極大的改善當前電視視頻網絡播放質量，實現高速視頻點播與傳輸，并可優化速率，實現8K 超高清視頻資源的全面普及，對電視視頻網絡的全面發展有著不可替代的作用。

通俗來講，5G 就是指第五代數據通信技術，是一種將無線接入技術與其他輔助性技術相互融合而誕生的全新數據通信解決方案，可以讓物聯網的設想得到真正的實現，其對于技術的充分融合與全面利用，已經遠遠超越了傳統的4G 通信技術，為所有可以接觸到互聯網的人，提供了更為高效穩定的數據傳輸與通信途徑，同時也有力推動了8K 技術、VR 技術以及增強現實技術等各類新技術的應用范圍及發展速度，讓整個信息社會邁向全新的臺階，極大的改變了人們的日常生活。同時，對于電視視頻網絡的發展，5G通信技術的作用更是不可取代。

從速度上分析，5G 的數據傳輸速度在一秒內可以達到10G甚至更高的層級，因此，為5G 通信與電視視頻網絡之間的融合提供足夠的技術支撐，更是滿了8K 超高清視頻資源在傳輸過程中對于速度方面的硬性需求，進而可以實現三維立體、多視角視頻等業務功能的發展，讓電視視頻網絡業務更為豐富多彩，與觀眾之間的互動更為緊密。

3.1.1 5G網絡部署策略

2019年5G預商用試點，新建5G NR（SA），CU/DU合設部署。5G NR優先部署在密集市區、熱點區域;64TR AAU部署在密集城區、CU/DU合設部署在站點機房;面向eMBB，并進行低時延業務探索，如：超/高清視頻、AR/VR、無人機等。2020年5G商用推廣，5G NR商用，加快虛擬化平臺建設。5G 16TR AAU部署在一般城區，滿足覆蓋和 容量的同時，兼顧性價比;采用4TR的5G QCELL設備完善室內覆蓋;進行VoNR技術驗證，面向eMBB大帶寬、低時延業務，如：AR/VR、無人機、遠程控 制、輔助駕駛。

3.1.2 5G建設關鍵問題探討

（1）覆蓋問題

5G相對于4G的覆蓋能力提升的關鍵技術：終端增強（單天線發射變為雙天線發射）、多天線技術（多天線技術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）、帶寬優勢（帶寬資源優勢，可以通過降低基站間干擾以及為邊緣UE分配更長的發 射時長而轉換為覆蓋優勢）。

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

3.5G NR下行優勢（①單載波100M資源優勢②基站16/64天線發射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DAS中的無源器件帶來三大問題：

1）現網DAS無源器件不支持3.5G頻段（現在DAS支持800M～2.7GHz）;

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

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DAS中給新業務部署及運維帶來的挑戰：

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，無法支撐室內大帶寬業務。

2）精確定位：5G時代室內定位精度要求預計1m;DAS無源系統無法實現精準的室內定位，無法實現基于室內LBS新業務的部署。

3）E2E運維：DAS無源系統無法實現端頭可視化，故障監控和排查帶來極大的困難，運維 復雜，成本高。傳統DAS不適合5G時代的室內部署場景，Qcell數字化室分是最好的選擇。5G室分QCELL方案，基本可與4G Qcell同點部署，簡化工程及維護。

3.2.1 8K超高清電視視頻的發展

從技術角度分析，5G 不僅擁有著雙向性的優勢，讓電視視頻網絡資源與觀眾之間形成全新的互動，同時，還兼容著單向廣播的模式，將通信資源的調動模式徹底改變，以智能化滿足觀眾對于電視視頻網絡業務的各類需求。傳統通信模式中，單向基站受到嚴苛的傳輸距離限制，所以，這種模式下其通信數據質量與地面的高功率數字電視技術有著天地之差，5G 通信在解決這一問題的基礎上，更是極大拓展了廣播線路在覆蓋范圍上的優勢，所以，從這個角度去分析，5G 移動是可以與電視視頻網絡形成組網的。對于融合網絡的設計，需要注意個性化服務的提供，實際的融合網絡架構，可以參考無漫游架構方式，HPHT 和LPLT 要進行同時部署，共同完成無線通信階段，對于有限網絡部分，需要根據實際情況進行區分，服務架構來實現控制面，而傳輸架構則可以實現用戶面，而這些結構中的數據來源，則是傳統廣播網絡的前端，這樣，充分發揮各方面的優勢，進而完成5G 移動以電視視頻網絡。

3.2.2 汽車高清視頻監控領域的發展

汽車的視頻監控在5G之前，主要用在行車記錄儀的視頻采集，倒車視頻的應用，視頻全方位采集，以及通過4G實現車內外的遠程監控，由于4G的帶寬和速率的局限性，更進一步的發展受到影響。5G的出現，帶來了汽車行業的革命，自動駕駛、遠程駕駛都得以實現，特別是汽車自動駕駛，現在很多公司已經實現了，它顛覆了汽車行業，不久的將來，就會沒有司機這個職業，由于自動駕駛會更安全、更可靠、更快捷，人工開車可能會被禁止。

3.2.3 視頻教學行業的發展

在視頻教學中，視頻監控的發展和在醫療的發展應用，非常相似，在有線高清數字監控中，主要是記錄老師的講課以及學生的學習情況，在考試中記錄考試紀律，為考試的公正性提供證據，也可以通過有線網絡、4G網絡，監控教室、考場情況，但由于有線網絡的延遲性，4G網絡的帶寬和速率達不到實時監控的條件，所以無線網絡的應用仍達不到理想的效果。而5G的開發應用，帶來了巨大變革，很多公司已經實現了實時授課、在線教育，5G網絡互動教學，等等，隨著5G的發展與普及，一些更多的方式方法會涌現出來，也會徹底改變這個行業。

綜上所述，面對未來8K超高清視頻網絡終端對于視頻資源以及互動模式的全新需求，5G 技術的發展為8K超高清視頻行業的發展提供了良好的技術支持，使其不僅僅具備著技術可行性，也將讓人們的生活變得更為信息化。

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