5G与8K如何结缘

10月1日,中央广播电视总台的央视4K超高清频道正式开播,同步落地13个省份,并计划在未来三年投入80多亿元支撑超高清发展,为用户提供更多的超高清观影体验。在今年柏林国际电子消费品展(IFA2108)上,8K电视也亮相人前。同时,国内正在紧锣密鼓测试的5G,计划在2019年试商用、2020年正式商用。4K/8K这种超高清视频,与5G具备的超大宽带的传输能力相匹配,两者结合可以产生巨大的商业潜力。

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运营商用5G试播8K视频 

通信行业对视频业务的重视程度前所未有。在4G时期得到蓬勃发展的视频业务已成为运营商最主要的流量业务!5G最初的驱动力应该是解决用户的视频体验问题,所以我们的目标是达到人均接近100Mbps的速度!被5G产品线副总裁朱慧敏说。而未来5G采用毫米波技术,人均接入速度可以接近1Gbps。如此大的带宽承载什么样的视频?4K、8K超高清视频和AR、VR这样需要大数据量的虚拟现实业务与之相符。

运营商对此也十分上心。

在今年北京通信展期间,中国联通网络技术研究院院长张涌表示,中国联通正在积极推动大视频产业发展,按其大视频推进计划,2018年发布“5G+VR白皮书”;2019年将发布“5G+8K白皮书”,推进5G+视频试点;2020年推出5G和相应的视频产品;2021年、2022年,通过冬奥专项计划,实现全场景、全终端的应用。

今年9月初的云栖大会,成为5G+8K直播的首秀。中国联通在云栖会场和展厅,用基于SDI的摄像机采集视频数据,经过8K编码器和推流服务器,将8K视频信号通过5G CEP和5G基站搭建起来的5G网络,传送到云栖会场主屏幕上。

无独有偶,9月初中国移动联合华为、海信在中国移动5G联合创新中心中央(北京)实验室也完成业界首个基于3GPP标准R15版本的5G端到端8K超高清视频业务演示。这次8K视频业务演示环境由5G端到端系统构成,其中华为提供端到端网络解决方案,海信提供8K ULED高清视频电视。通过现场8k视频业务演示,实测5G单用户下行峰值速率约1Gbps,5G+ 8K高清视频单路用户峰值速率160Mbps,单小区可承载多路8K高清视频业务,充分体现了5G eMBB业务的能力。

8K产业生态还待成熟 

是否在5G商用后,很快就能够用上8K视频呢?情况并不那么乐观。与4K电视相比,8K电视的概念要火过市场表现,今年内能够推出8K电视的厂商只有三星、索尼和夏普。

据IHS Markit预计,2018年8K将占据60英寸及以上尺寸面板市场的1%,到2020年将达到9%。但是8K电视的发展速度似乎比业界预计的要慢一些,很大程度上是因为受8K电视产业生态链不成熟的制约。

8K产业链非常长,包括芯片、显示面板、拍摄设备、内容、存储、网络传输、编解码等,其中任何一个环节掉队都有可能拖8K电视的后腿。奥维云网分析师卞铮指出,电视产品规格的提升往往是先由面板厂商带动,然后加速产业链其它环节的发展。当前,除了8K屏幕之外,8K产业链其它环节的发展速度都相对较慢。

据了解,目前,夏普、群创、三星、友达已经开始小批量生产8K液晶面板,京东方65英寸、75英寸8K液晶面板已经送样,预计京东方明年正式向电视厂商提供8K液晶面板。华星光电也在马不停蹄地推进8K液晶面板技术。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战,8K液晶面板量产难度更高。目前,面板厂商8K面板生产良率还处于爬坡阶段,产能都不是很大。

与8K液晶面板密切相关的T-Con和驱动IC、SoC等更加不成熟。由于8K液晶面板像素密度更高,需要更强的驱动能力,对驱动IC的处理能力和相关算法提出更高的要求。但是T-Con和驱动IC、SoC现在还没有真正大规模量产,制约着8K的发展速度。三星8K电视解决方案较为完善,主要受益于三星全产业链布局,能够较快推进驱动IC等8K电视供应链各个环节的发展。

同时,HDMI音视频接口也制约着8K电视的发展进度。目前,HDMI2.0最高仅支持60Hz 4K内容传输,HDMI2.1才能支持60Hz 8K内容传输,但是HDMI2.1还没有成熟。夏普去年为了尽快推出8K电视,采用了4路HDMI 2.0连接线方案。目前,还没有支持120Hz 8K内容传输的接口技术,未来可能需要开发相应的新技术。

编解码技术的发展可以降低对网络环境的要求。为了实现8K信息的传输,需要有一个更高效率的压缩技术。H.265比H.264的压缩效率提升50%以上,可以进一步降低8K的传输带宽。但是目前H.265的硬件开发主要集中在4K,对于8K硬件的开发不是很多。

此外,8K内容的匮乏一直被诟病。目前,8K内容制作难度比4K更难,在4K内容还不是非常多的情况下,8K内容更加稀少。而且8K设备门槛更高,IHS中国区消费电子研究总监张兵指出,一个8K摄像镜头价格超过200万美元,通常一场体育直播需要20多个镜头。

5G+8K从大型赛事开始 

从画质来讲,4K的像素比2K提升4倍,8K比4K又提升4倍。每一次画质的提升,其背后都需要产业链的支撑,目前4K的产业链刚刚成熟。但4K内容制做的成本还明显高于2K,主要体现在拍摄设备和4K数据的后期处理上。但在央视4K频道开通的刺激下,一个巨大的市场将唤起。

赛迪顾问发布的《2018年中国超高清视频产业演进及投资价值白皮书》显示,2018年中国超高清视频产业将成为“万亿市场”。2022年,电视机、高清面板等硬件产业产值将达到15681.7亿元,宽带建设、视频制作等相关产业产值将达到10386.2亿元,有关应用和服务产业产值将达到7546.2亿元。

4K频道的开通,加上5G网络预计于2020年正式商用,将为超高清的高速发展铺好“最后一公里路”。

“其实5G+4K的用处很多,现在摄像头市场爆发式增长,这些摄像头如果能够有更高的像素精度,例如在视频监控、人脸识别等应用中,看得更清楚,准确率会更高、体验会更好。这些数据就可以通过5G来传!卑⑿哦毖乔紫谐」僬胖廖八。

尽管8K在5G初期不会成为主流,但在特殊应用场景中,8K将是不可或缺的。相比4K视频,8K超高清视频对画面质量将带来质的提升,实现对现实场景的高程度还原,甚至接近于人眼的感受。在如奥运会、冬奥会这些大型赛事的直播中,5G的超高速率能力可以有效支撑8K超高清视频通过无线环境进行传播,不仅能够促进8K超高清视频在赛事/演出直播、游戏等消费娱乐领域的普及,还将会促进其在远程医疗、安防监控等行业的广泛应用,进而有效推动8K超高清视频产业的加速发展。

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