5G+超高清：行业应用的破局实践论文

5G+超高清：行业应用的破局实践

文/温晓君

超高清视频应用正成为现阶段运营商及相关方5G商用探索的最大亮点，有望成为5G前期部署的主要应用场景和业务拉动的重要驱动力

超高清视频作为未来信息呈现和传播的主要载体，将占到个人消费和行业应用网络流量的70%～80%，为消费升级、行业创新、社会治理提供新场景、新要素、新工具。超高清视频的大流量、高速率、低时延需求与5G网络传输特性高度吻合，二者融合应用实践更已先行展开。超高清视频应用正成为现阶段运营商及相关方5G商用探索的最大亮点，有望成为5G前期部署的主要应用场景和业务拉动的重要驱动力。

一、基于5G传输的超高清视频应用加速落地

过去一年来，超高清视频与5G融合应用加速推进，在广播电视、新媒体、远程医疗、智能工业控制等领域形成众多标杆型案例。

互联网具有虚拟性，互联网金融是完全通过网络传输来实现的，对信息技术手段的要求很高。没有过硬的互联网技术就容易导致互联网金融的资金安全问题。例如，由于互联网操作技术的不过关造成黑客和病毒的入侵，导致计算机软硬件失去作用、信息泄露、资料被篡改等后果，这对资金的安全是极其不利的，容易使资金被盗[1]。此外，在我国互联网技术还不够成熟，我国的互联网金融机构的技术支撑大多是从国外购买的。由于我国互联网技术的核心技术的缺乏，大量的对外来软硬件的引进，使我国的金融信息安全失去了保障。

内蒙古锡盟～江苏泰州±800kV特高压直流输电线路天津段自东北向西南区跨越的防洪工程包括金水河、州河、青甸洼蓄滞洪区、漳河、泃河、武河、引泃入潮、潮白新河、青龙湾减河、北运河、北京排污河、龙河、新龙河、永定河泛区、永定河、中泓故道、中亭河、东淀蓄滞洪区、大清河、文安洼蓄滞洪区、子牙河、黑龙港河和贾口洼蓄滞洪区。本文针对以上防洪工程进行评价［1］。

（一）广播电视与新媒体方面

至于比赛，“说实话，比赛是我一直有打算的，包括考试。我的目标很明确，刚学葡萄酒，就知道我一定要考MS，这个我是看到这一天的，比赛也是，我一直想去。”他第一次参赛是2008年，当时还在加拿大，因为赛制的原因，他回国参赛，也拿了人生中第一个冠军。“肯定要比赛，因为我知道一个比赛能逼着你去更专注一点，学更多东西，推着往前走，谁都不想丢人嘛，对吧？”

（二）远程医疗方面

超高清视频技术与工业物联网结合，通过5G网络可支持大流量、高速率、低时延传输视频图像，也可支持大连接、低时延的传感器和控制信号业务，可以实现精细原材料识别、精密定位测量等环节，将超高清视频应用于工业可视化、机器人巡检、人机协作交互等场景，与机器视觉、人工智能结合，提高工业自动化、智能化水平。中国联通在山东青岛开展全球首例基于5G的自动化港口试点，验证了低延时工业控制信号与高清视频数据在5G网络的混合承载，成功实现了复杂环境下集装箱远程抓取与自动化运输。

（三）智能工业控制方面

通过5G网络传输超高清晰度、低延时的医学影像资料，加速远程会诊、远程B超、医学观察、远程手术指导等医疗应用模式创新。2018年7月中国联通、阿里云、京东方等在云栖大会上展示了5G+8K远程会诊解决方案，通过专业级8K摄像机拍摄现场患者眼部，将实时编码的8K视频通过5G网络、跨省专线传输至上海直播中心，同时推送至浙江大学附属邵逸夫医院，由眼科专家基于8K超高清视频为患者进行远程会诊。2019年3月16日，中国移动、华为联合中国人民解放军总医院，成功完成全国首例基于5G的远程帕金森病“脑起搏器”植入手术。位于海南的神经外科专家通过观看5G网络实时传送来的301医院视频画面，为手术执行提供全程指导。

1.行业应用标准体系未建立。超高清视频产业的国内外标准尚未形成完整体系，现有标准主要集中在信源编解码、显示终端等领域，信道、接口、安全、应用等相关标准仍处于探讨阶段。与5G相结合的超高清视频传输，从内容制作、编解码技术、网络传输、终端应用、用户感知质量评估体系等端到端技术仍需进一步深入研究，需开展相关技术成果的落地验证。HDR、全景声等视频音频编解码领域也难以绕开国外企业。

二、超高清视频成为5G商用初期的主要承载内容和应用场景

二是通讯和视频产业链融合仍需进一步加强。 5G+超高清应用需拉通网络传输、芯片、显示面板、拍摄设备、内容、存储、编解码等环节，但可商用的8K编码器、解码器较少。5G+超高清视频的发展，对于传统电视形成较大冲击，也对广电领域的内容监管构成新的挑战。

图5 G技术关键性能

5G网络对于4K乃至8K超高清视频有着良好的承载能力。目前基于5G网络的超高清视频应用已在广播电视、远程直播的应用落地方面开启，5G+央视4K电视节目直播是一次成功的开始，后续仍需固化多种应用场景，使超高清视频内容制作的投入和产出成正比。

三、5G+超高清视频应用存在的问题

（一）应用场景还应进一步固化

超高清视频5G应用有望短期内形成商业成效。随着2020年5G商用临近，5G网络的应用场景主要集中于面向超高清视频的增强移动宽带业务（eMBB），面向物联网的大连接广覆盖业务（mMTC），面向车联网、工业互联网的低时延、高可靠连接业务（URLLC）。相对车联网、工业互联网、物联网等应用场景，超高清视频在技术产品研发、产业链建设方面成熟度最高，与广播电视、文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域结合的应用解决方案步伐较快，且应用推广不需要在制度机制方面突破。对以应用驱动为主的5G网络投资建设来说，以超高清视频业务作为突破口，更易在较短的2～3年内形成规模化、爆发式增长，取得可观的商业投资回报。

（二）产业协同生态体系尚未形成

一是超高清产业链各环节发展不均衡。终端呈现处于领先地位，网络传输能力初步具备，但超高清内容供给不足，前端设备仍未实现产业化支撑，产业链标准体系仍未建立，同时各方投入意愿有差异，产业推进步调不一致，缺乏协同合作，放大了产业链短板效应。

5G网络可有针对性地解决超高清视频大数据量传输痛点。超高清视频大信息量、大数据流量传输对现有传输网络构成较大挑战。以H.265标准为例，4K视频传输速率一般要求在25Mpbs～40Mbps，具备较好视觉体验的4K HDR则需要达到45Mbps～60Mbps，8K视频传输码率需要更高至100Mbps以上。我国目前尽管100M及其以上光纤宽带普及率超过47%，但用户实际体验带宽远低于这一数字。据电视台和运营商调研数据，我国80%的百兆光纤用户仅能实现约4M的体验带宽，远远无法支撑4K视频的基本传输。5G无线通信技术标准支持100Mbps～1000Mbps的传输速率，可有效解决超高清视频传输速率的痛点。

（三）产业化支撑能力不足

国家对少数民族教育事业的重视，越来越凸显少数民族高考招生政策的特殊性，不仅允许内地民族班在内地参加高考，实行统一和单独相结合的办法，而且少数民族考生可根据情况降分投档。此外，在招生时还有预留名额等。[4]这些特殊的政策将对少数民族高考招生起着重要的导向作用。

超高清视频与5G技术融合，增加了视频采集端设备的可移动性，优化现场空间布局，同时丰富了分发手段，促进了媒体内容形态创新和生产效率提升。2018年12月中国电信、中国移动、中国联通等与中央广播电视总台签署框架协议，共同建设“5G媒体应用实验室”，推进5G在4K超高清节目传输中的技术测试和应用验证；2019年春晚直播中，深圳、长春分会场的4K超高清电视信号通过5G试验网络进行了实时回传；2019世界移动通信大会（WMC）上，中国联通、华为、京东方等企业协同合作实现了8K拍摄、5G传输、8K呈现的远程直播；今年3月的全国两会期间，中央广播电视总台采用5G+4K直播方式对大会进行了全程报道，开启了两会信息化服务新模式。

2.关键核心设备产业化支撑能力不足。电视台、内容制作公司使用的超高清摄像机、相机、摄像头中的CMOS感光器件等几乎全部采购自索尼，制作、编码、播出设备等也基本被国外企业垄断。目前，我国超高清视频芯片、面板配套自给率较低，支持8K解码能力的芯片尚处于研发阶段。

四、关于发展5G+超高清视频的建议

（一）开展超高清视频5G传输关键技术协同攻关及实验验证

组织产业界各方，在超高清视频采、编、播、传各个环节应用中开展5G技术的协同攻关，加强4K、8K、VR等超高清视频5G传输的试验验证，促进超高清视频与5G融合业务不断走向成熟。

（二）加快5G新媒体平台建设

支持电视台、运营商、电子信息企业共同建设5G新媒体平台，提升4K超高清内容生产效率，构建多屏、多视角等超高清直播全新场景，加快超高清电视频道建设。

（三）加快基于5G传输的超高清视频应用推广

将超高清视频应用作为现阶段5G商用的主要突破口，加大支持力度，引导运营商及相关方开展超高清视频5G传输在影视制作、远程医疗、无人巡检、视频通话、勘探测绘等方面的应用，尽快形成一批典型案例并应用推广。

（2）在质量方面，因路桥施工过程中涉及很多隐蔽工序，这些工序的质量能否得到保证，关键在于按照设计要求与现行规范来完成所有工序，并在此基础上落实三检制，即班组内自检、班组间互检和交接检查，把好质量大关，完成验收并确认合格后，才能正式进入到下一道工序当中，经过逐层检查与严格把关，保证工程整体质量[2]。

（作者系中国电子信息产业发展研究院电子所副所长）