5G與8K如何結緣

10月1日,中央廣播電視總臺的央視4K超高清頻道正式開播,同步落地13個省份,并計劃在未來三年投入80多億元支撐超高清發展,為用戶提供更多的超高清觀影體驗。在今年柏林國際電子消費品展(IFA2108)上,8K電視也亮相人前。同時,國內正在緊鑼密鼓測試的5G,計劃在2019年試商用、2020年正式商用。4K/8K這種超高清視頻,與5G具備的超大寬帶的傳輸能力相匹配,兩者結合可以產生巨大的商業潛力。

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運營商用5G試播8K視頻 

通信行業對視頻業務的重視程度前所未有。在4G時期得到蓬勃發展的視頻業務已成為運營商最主要的流量業務。“5G最初的驅動力應該是解決用戶的視頻體驗問題,所以我們的目標是達到人均接近100Mbps的速度。”華為5G產品線副總裁朱慧敏說。而未來5G采用毫米波技術,人均接入速度可以接近1Gbps。如此大的帶寬承載什么樣的視頻?4K、8K超高清視頻和AR、VR這樣需要大數據量的虛擬現實業務與之相符。

運營商對此也十分上心。

在今年北京通信展期間,中國聯通網絡技術研究院院長張涌表示,中國聯通正在積極推動大視頻產業發展,按其大視頻推進計劃,2018年發布“5G+VR白皮書”;2019年將發布“5G+8K白皮書”,推進5G+視頻試點;2020年推出5G和相應的視頻產品;2021年、2022年,通過冬奧專項計劃,實現全場景、全終端的應用。

今年9月初的云棲大會,成為5G+8K直播的首秀。中國聯通在云棲會場和展廳,用基于SDI的攝像機采集視頻數據,經過8K編碼器和推流服務器,將8K視頻信號通過5G CEP和5G基站搭建起來的5G網絡,傳送到云棲會場主屏幕上。

無獨有偶,9月初中國移動聯合華為、海信在中國移動5G聯合創新中心中央(北京)實驗室也完成業界首個基于3GPP標準R15版本的5G端到端8K超高清視頻業務演示。這次8K視頻業務演示環境由5G端到端系統構成,其中華為提供端到端網絡解決方案,海信提供8K ULED高清視頻電視。通過現場8k視頻業務演示,實測5G單用戶下行峰值速率約1Gbps,5G+ 8K高清視頻單路用戶峰值速率160Mbps,單小區可承載多路8K高清視頻業務,充分體現了5G eMBB業務的能力。

8K產業生態還待成熟 

是否在5G商用后,很快就能夠用上8K視頻呢?情況并不那么樂觀。與4K電視相比,8K電視的概念要火過市場表現,今年內能夠推出8K電視的廠商只有三星、索尼和夏普。

據IHS Markit預計,2018年8K將占據60英寸及以上尺寸面板市場的1%,到2020年將達到9%。但是8K電視的發展速度似乎比業界預計的要慢一些,很大程度上是因為受8K電視產業生態鏈不成熟的制約。

8K產業鏈非常長,包括芯片、顯示面板、拍攝設備、內容、存儲、網絡傳輸、編解碼等,其中任何一個環節掉隊都有可能拖8K電視的后腿。奧維云網分析師卞錚指出,電視產品規格的提升往往是先由面板廠商帶動,然后加速產業鏈其它環節的發展。當前,除了8K屏幕之外,8K產業鏈其它環節的發展速度都相對較慢。

據了解,目前,夏普、群創、三星、友達已經開始小批量生產8K液晶面板,京東方65英寸、75英寸8K液晶面板已經送樣,預計京東方明年正式向電視廠商提供8K液晶面板。華星光電也在馬不停蹄地推進8K液晶面板技術。但是8K液晶面板像素密度是4K的四倍,Array、曝光等制程都存在挑戰,8K液晶面板量產難度更高。目前,面板廠商8K面板生產良率還處于爬坡階段,產能都不是很大。

與8K液晶面板密切相關的T-Con和驅動IC、SoC等更加不成熟。由于8K液晶面板像素密度更高,需要更強的驅動能力,對驅動IC的處理能力和相關算法提出更高的要求。但是T-Con和驅動IC、SoC現在還沒有真正大規模量產,制約著8K的發展速度。三星8K電視解決方案較為完善,主要受益于三星全產業鏈布局,能夠較快推進驅動IC等8K電視供應鏈各個環節的發展。

同時,HDMI音視頻接口也制約著8K電視的發展進度。目前,HDMI2.0最高僅支持60Hz 4K內容傳輸,HDMI2.1才能支持60Hz 8K內容傳輸,但是HDMI2.1還沒有成熟。夏普去年為了盡快推出8K電視,采用了4路HDMI 2.0連接線方案。目前,還沒有支持120Hz 8K內容傳輸的接口技術,未來可能需要開發相應的新技術。

編解碼技術的發展可以降低對網絡環境的要求。為了實現8K信息的傳輸,需要有一個更高效率的壓縮技術。H.265比H.264的壓縮效率提升50%以上,可以進一步降低8K的傳輸帶寬。但是目前H.265的硬件開發主要集中在4K,對于8K硬件的開發不是很多。

此外,8K內容的匱乏一直被詬病。目前,8K內容制作難度比4K更難,在4K內容還不是非常多的情況下,8K內容更加稀少。而且8K設備門檻更高,IHS中國區消費電子研究總監張兵指出,一個8K攝像鏡頭價格超過200萬美元,通常一場體育直播需要20多個鏡頭。

5G+8K從大型賽事開始 

從畫質來講,4K的像素比2K提升4倍,8K比4K又提升4倍。每一次畫質的提升,其背后都需要產業鏈的支撐,目前4K的產業鏈剛剛成熟。但4K內容制做的成本還明顯高于2K,主要體現在拍攝設備和4K數據的后期處理上。但在央視4K頻道開通的刺激下,一個巨大的市場將喚起。

賽迪顧問發布的《2018年中國超高清視頻產業演進及投資價值白皮書》顯示,2018年中國超高清視頻產業將成為“萬億市場”。2022年,電視機、高清面板等硬件產業產值將達到15681.7億元,寬帶建設、視頻制作等相關產業產值將達到10386.2億元,有關應用和服務產業產值將達到7546.2億元。

4K頻道的開通,加上5G網絡預計于2020年正式商用,將為超高清的高速發展鋪好“最后一公里路”。

“其實5G+4K的用處很多,現在攝像頭市場爆發式增長,這些攝像頭如果能夠有更高的像素精度,例如在視頻監控、人臉識別等應用中,看得更清楚,準確率會更高、體驗會更好。這些數據就可以通過5G來傳。”愛立信東北亞區首席市場官張至偉說。

盡管8K在5G初期不會成為主流,但在特殊應用場景中,8K將是不可或缺的。相比4K視頻,8K超高清視頻對畫面質量將帶來質的提升,實現對現實場景的高程度還原,甚至接近于人眼的感受。在如奧運會、冬奧會這些大型賽事的直播中,5G的超高速率能力可以有效支撐8K超高清視頻通過無線環境進行傳播,不僅能夠促進8K超高清視頻在賽事/演出直播、游戲等消費娛樂領域的普及,還將會促進其在遠程醫療、安防監控等行業的廣泛應用,進而有效推動8K超高清視頻產業的加速發展。

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