構建智慧社會 超高清視頻成5G應用領域“頭號玩家”

作者:李潔 林鵬 王宇 張沛 責任編輯:蔣雅麗 2019.06.21 13:19 來源:通信世界全媒體

通信世界網消息(CWW)新一輪科技革命和產業變革正在世界范圍內興起,以信息技術為引領的重大顛覆性創新正在創造新產業新業態。作為新一代移動通信技術,5G以大帶寬、低時延、泛連接的特性賦能各行各業,推進全社會的數字化能力建設成效顯著。

5G將首先開啟超高清視頻應用新時代

2018年6月3GPP正式批準第五代移動通信(5G NR)獨立組網功能凍結,標志著5G第一階段全功能標準化工作的完成,5G產業進入了全面沖刺新階段。在當前技術和產業發展的整體趨勢下,超高清視頻將成為5G應用領域的首發應用,也將是5G成熟應用階段的核心應用場景。

全球加速5G技術發展和商用部署

2019年,全球各國全面加速5G商用部署,在戰略層面高度重視5G建設,都將5G建設作為其未來數字化、信息化的重要布局。5G將為未來經濟社會的發展提供基礎性支撐已成為共識,全球各國也在進一步加強5G的對話合作和產業界之間的技術合作。

我國政府也一直高度重視并積極推動5G的發展。在中央總體布局上,國家“十三五”規劃綱要指出要積極推進5G發展;《國家信息化發展戰略綱要》強調要積極開展5G技術研發、標準和產業化布局,并在2025年建成國際領先的移動通信網絡;2018年12月,中央經濟工作會議重點分析當前經濟形勢,明確提出2019年要發揮投資關鍵作用,加快5G商用步伐。

2019年6月6日,工信部向中國聯通等四家企業正式發放5G牌照,加快5G商用步伐,推進5G網絡共建共享,推動我國5G高質量發展。中國聯通目前已開通國內40個試點城市的5G網絡,搭建各種5G行業應用場景,為合作伙伴提供廣闊的試驗場景,推進5G應用孵化及產業升級。

超高清視頻是5G最先規模應用的業務場景

全球運營商在5G超高清視頻領域都有較多的應用示范。2018年2月,韓國平昌冬奧會開展了5G+VR的直播應用;2018年7月,日本NTT docomo宣布開發出世界上首個基于5G的8K虛擬現實直播系統。此外,日本NHK電視臺也曾表示,將在2020年東京奧運會舉辦期間實現8K電視節目的普及。

2018年12月,中央廣播電視總臺與中國電信、中國移動、中國聯通及華為公司在北京合作建設5G新媒體平臺,聚焦5G環境下的視頻應用和產品創新。2018年以來,國內三大運營商也都在5G+4K直播、5G+VR等超高清視頻領域開展應用創新和示范驗證工作,中國聯通成立5G創新中心,聚焦5G視頻融合創新,提前布局4K/8K、VR等視頻關鍵技術研究,發布“5G+視頻推廣計劃”,完成杭州5G+8K直播、江西5G+VR春晚、兩會5G新媒體中心、全國兩會5G超高清直播、重慶國際馬拉松5G+VR賽事級直播等多個首發行業應用實踐。

5G將加速推動超高清視頻產業的發展

超高清視頻具有非常高的信息承載能力和應用價值,是帶動我國信息產業發展實力的重要手段。當前,我國超高清視頻產業已形成終端先行、頻道建設穩步推進、行業應用初步興起的良好態勢,但在內容制作、編解碼等關鍵環節存在明顯短板,缺乏引領能力,仍處于跟隨狀態。

2019年3月,工信部、國家廣電總局、中央廣播電視總臺三部委聯合發布《超高清視頻產業發展行動計劃(2019-2022年)》,提出“4K先行、兼顧8K”的總體技術路線,推進內容生產、網絡傳輸、終端普及等超高清產業全鏈條發展,還將陸續推出行業基金、人員培訓、終端補貼等一系列優惠政策,大力推進超高清視頻應用的發展。預計到2022年,國內超高清視頻產業總體規模將超過4萬億元,超高清視頻用戶數達到2億。

超高清視頻產業的發展不僅是視頻分辨率的提升,更是一種全新的信息消費產業重構,將進一步與5G以及等各方面的創新緊密結合,極大豐富和提升現有產業技術水平。5G視頻是具有非常廣泛、極高價值的應用場景,5G視頻應用創新正在進入發展的快車道,多種新興產業正在爆發式增長。

5G視頻的應用場景不僅僅是視頻的傳輸和分發,5G視頻將與人工智能、大數據、云計算、物聯網等網絡信息技術共同構成多樣化的融合創新應用模式,2019年國內運營商與產業合作伙伴集中推出了超高清直播、融媒體、安防監控、工業制造、遠程醫療、圖像識別、高性能計算等5G視頻創新應用。未來5年,中國超高清視頻產業將進入技術發展和成果轉化的戰略機遇期,5G和超高清視頻的協同發展將共同加快我國智慧社會的建設,驅動5G視頻產業應用的飛躍提升。

5G賦能大視頻,全新應用和創新模式應運而生

5G網絡的上/下行峰值傳輸速率高達10/20Gbit/s,端到端時延可達到10毫秒以內,支持500km/h移動速度下的用戶可靠體驗。未來,面向單終端的上下行體驗速率將達到100Mbit/s以上,峰值速率將超過1Gbit/s。

基于5G網絡的超高帶寬上行傳輸能力,可以極大簡化和便捷視頻內容制作工作,通過5G網絡可以隨時隨地、快速高效的將超高清視頻內容回傳至內容制作中心。以5G網絡的視頻采集能力結合云端內容編輯制作能力,將推動未來視頻內容制作產業的新變革。

同時,基于5G網絡的超高帶寬下行傳輸能力,面向個人用戶的35Mbit/s以上的4K/8K、VR等超高清視頻內容傳輸分發成為可能,這將促進原有僅在固網領域應用的超高清視頻應用模式向5G超高清視頻的應用模式創新發展,5G將全面推進家庭大屏視頻業務場景的變革。

5G網絡切片打造大視頻“專用網絡”

傳統無線移動通信網絡的所有業務都是共享無線側資源,忙時資源擠占情況嚴重,重點業務的體驗無法得到充分保障。而在5G時代,eMBB(增強移動寬帶)、mMTC(海量機器通信)和uRLLC(高可靠低時延連接)三大場景的業務需求有著較大差異,為了保障不同場景的業務質量,5G網絡切片應運而生(見圖1)。

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圖1 5G網絡切片應用

網絡切片可以將網絡資源靈活分配、網絡能力按需組合,基于一個5G網絡虛擬出多個具備不同特性的邏輯子網,通過網絡切片使運營商能夠在一個通用的物理平臺之上構建多個專用、虛擬化、互相隔離的邏輯網絡,滿足不同客戶、不同場景對網絡能力的差異化需求。

一方面,5G網絡切片有助于運營商解決接口數量不斷激增導致的部署和維護成本問題,同時也將更好地適配未來虛擬化環境下的生命周期管理行為,最大程度上發揮5G網絡虛擬化技術的優勢。另一方面,對于垂直領域租戶和第三方OTT,將通過5G網絡切片技術更方便、快捷地使用網絡資源和能力,并得到按需的業務保障。未來,5G網絡切片將促進垂直領域租戶、第三方OTT和運營商進一步的深化合作,促成新的商業模式和新的網絡能力生態環境。

在超高清視頻應用方面,可以將網絡切片應用進一步細分,為不同的超高清視頻業務應用需求提供不同的網絡服務。例如,針對超高清視頻直播業務大帶寬、穩定、可靠、低時延的網絡需求,通過獨立的5G網絡切片,提供獨占性的網絡帶寬、定制化的網絡參數和網絡優化配置,建立可靠的“5G直播通道”;針對VR/AR低延時、高吞吐量的沉浸式業務體驗,可以通過5G網絡切片提供端到端的網絡保障,確保VR/AR用戶能夠隨時隨地享受到百兆以上的無線帶寬、幾毫秒的端到端網絡延時;而對于在交通樞紐、體育館等密集接入場景,通過獨立的5G網絡切片,可以在保證用戶正常業務的前提下體驗超高清視頻業務。

邊緣計算提供全新應用模式

MEC(Multi-Access Edge Computing,多接入邊緣計算)是一種網絡架構,在無線接入網絡內通過部署軟硬件資源,就近提供電信用戶IT所需服務和云端計算能力,而創造出一個具備高性能、低延遲與高帶寬的電信級服務環境,加速網絡中各項內容、服務及應用的快速下載,讓消費者享有不間斷的高質量網絡體驗(見圖2)。

圖片 2.png

圖2 5G網絡與MEC融合架構圖

基于邊緣計算特性,結合5G網絡低時延、大帶寬等能力,將各類業務能力部署在邊緣云,可產生大量的創新應用模式。如云VR/AR業務,通過部署在5G邊緣云才可以實現云VR/AR業務端到端時延20ms以內的用戶最佳感知體驗;車聯網業務,通過將業務平臺部署在邊緣云,結合5G網絡1ms以內的時延,實現針對車輛的實時控制,全面提升車聯網安全性。

在大型的電競、球賽、F1賽車、演唱會等超高清視頻業務應用場景,用戶對時延及沉浸式體驗有較高的要求,MEC可以實現超高清視頻源的本地映射和分發,為用戶提供與賽事活動現場觀眾相同的4K/8K/VR等視頻體驗(見圖3)。

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圖3 基于MEC平臺實現VR超高清視頻直播

如圖3所示,距離球場較遠位置的球迷可以通過4K/8K電視或者通過實時VR體驗坐在VIP位置的觀看感覺。另外,MEC的低時延、高帶寬優勢可避免在觀看VR等超高清視頻時因帶寬和時延受限帶來的眩暈感,并且可減少對回傳資源的消耗。

5G視頻應用創新全面加速

隨著科技的創新、信息技術的發展,5G視頻將進一步加快與垂直應用領域的融合創新,以全新的服務形態、更高的服務品質、更廣的服務范圍、更便捷的使用方式為智慧社會的構建提供新動能,為個人用戶的日常生活提供新方式。

在廣播電視領域,5G+4K/8K、5G+VR等全新的直播業務模式正在形成,解決了傳統直播業務的清晰度低、有線回傳部署方案受限、傳輸帶寬受限、業務交互時延高等問題。

在文教娛樂領域,基于5G的遠程教學、AR教學系統、數字博物館、虛擬現實景區等各類應用模式都將成為社會、文化、教育、娛樂等方面提供全新的應用模式。

在安防監控領域,基于5G的超高清視頻監控系統、基于5G MEC的超高清圖像實時識別技術的應用,將為廣場、景點、客運、物流等帶來更加安全可靠的監控能力及手段。

在醫療領域,基于5G網絡的超高清遠程醫療應用,打破地域限制,為廣大群眾提供足不出戶的專家醫療診斷服務,全面提升醫療保障服務能力。

在智能交通領域,基于5G網絡的超高清車載圖像傳感器,將為自動駕駛帶來更高的安全性;基于5G超高清的車載娛樂設施,為長途旅行用戶提供多樣化的娛樂體驗,提升旅行舒適度。

在工業制造領域,基于5G的4K/8K/AR/VR等超高清視頻技術應用,將在工業可視化、缺陷檢測、產品組裝定位引導、機器人巡檢、人機協作等方面發揮作用,助力工業制造水平全面提升。

黨的十九大報告提出要建設數字中國、智慧社會,而以5G為代表的下一代信息網絡是未來智慧社會建設的重要基礎設施,以5G視頻為代表的應用模式將成為構建智慧社會的重要形式之一。在我國發布5G牌照之際,中國聯通將在5G規模化應用的征程上,繼續秉持開放合作的理念,與產業鏈各方共同推進我國5G產業的快速高質量發展。


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