從春晚4K高清直播出發(fā)淺析5G技術(shù)的應(yīng)用場景

馮芃博

摘要：己亥豬年春晚實(shí)現(xiàn)4K高清直播，為觀眾提供了前所未有的視聽盛宴。如此清晰的畫面直播，離不開5G網(wǎng)絡(luò)提供的高速度、低延時的傳輸渠道。本文從春晚4K高清直播出發(fā)，探討了5G技術(shù)的應(yīng)用場景。首先介紹了4K技術(shù)需求，然后對于5G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的影響和特點(diǎn)、5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要介紹。接著從車聯(lián)網(wǎng)和自動駕駛、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)以及隨處可連接的網(wǎng)絡(luò)三個方便闡述了5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：4K高清;5G技術(shù);應(yīng)用場景

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）02-0233-02

0 引言

隨著游子歸家匆匆的腳步，春節(jié)的腳步也越來越近。說到過年，最令人期待的要數(shù)全家圍坐一起觀看春晚的團(tuán)圓時刻。隨著春節(jié)的臨近，2019己亥豬年春節(jié)聯(lián)歡晚會的大幕也即將拉開，2019年1月31日下午，中央廣播電視總臺召開了新聞發(fā)布會，對2019年春節(jié)聯(lián)歡晚會的亮點(diǎn)以及應(yīng)用的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行了介紹。以“奮進(jìn)新時代 歡樂中國年”為主題的春晚響應(yīng)時代號召，除了在節(jié)目題材上緊扣民生、接地氣，還積極擁抱互聯(lián)網(wǎng)和各類新科技，最亮眼的要數(shù)依靠5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行內(nèi)容傳輸?shù)?K高清直播。

據(jù)悉，本次春節(jié)聯(lián)歡晚會依然設(shè)置3個分會場，依次是江西井岡山、吉林長春、廣東深圳，其中在深圳分會場的制作系統(tǒng)中配置了兩臺基于5G的4K機(jī)位，屆時，深圳分會場的現(xiàn)場情況將通過4K高清形式經(jīng)由5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖本┑闹醒霃V播電視臺演播室，通過5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)4K高清直播和視頻內(nèi)容回傳，用戶則可以通過各類終端收看節(jié)目。經(jīng)過測試，4K高清信號的通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸后，端對端平均時延低于40毫秒，畫面穩(wěn)定度高。在強(qiáng)大的技術(shù)支持下，這種集多樣態(tài)、多終端、立體式、全覆蓋的春節(jié)聯(lián)歡晚會會以5G等高科技的形式向全球展現(xiàn)中國風(fēng)采。為確保此次春晚4K高清信號的順利直播，中國電信、華為等相關(guān)單位設(shè)置了“5G現(xiàn)場基站+5G應(yīng)急車、1+1核心網(wǎng)”的雙備案，同時還投入了全國第一臺具備2G、3G、4G、5G移動網(wǎng)絡(luò)一站式應(yīng)急覆蓋能力的全網(wǎng)通應(yīng)急通信車。

1 4K技術(shù)

2019年春晚深圳分會場配置了兩臺4K高清機(jī)位，視頻信號將通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)直播，觀眾可通過各類終端觀看節(jié)目。“4K高清”這個詞對大眾來說可能不是很了解，以往我們觀看的都是高清畫面，畫面的分辨率是1080P，而4K高清畫面的分辨率將達(dá)到高清畫面分辨率的4倍。其實(shí)早在幾年前4K技術(shù)就已經(jīng)開始被應(yīng)用在電視機(jī)屏幕中，是基于消費(fèi)者對電子設(shè)備畫面清晰度需求越來越高的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。4K技術(shù)使得電視節(jié)目從拍攝到傳輸，再到解碼和顯示的過程實(shí)現(xiàn)全過程高清化，從根本上提升了畫面的畫質(zhì)，讓用戶在觀看節(jié)目時能享受更多的視覺沖擊，猶如身臨其境極大地提升了娛樂效果。

4K技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依賴于超高清4K×2K解碼芯片，該芯片會對已有的高清信號從信號的輸入、解碼以及顯示3個環(huán)節(jié)進(jìn)行超高清處理，使得信號流暢、穩(wěn)定、細(xì)膩地顯示在超高清顯示屏上，達(dá)到無損解碼的效果。說到4K技術(shù)就不得不提到4K電視機(jī)了，用戶能享受4K高清畫面，還得益于屏幕上設(shè)置的硅晶體反射裝置，這種裝置能夠?qū)⒔?85萬像素集成在一個僅有8.5微米大小的硅晶體反射芯片上，在如此小面積上集成了如此多的像素點(diǎn)，這些像素點(diǎn)微小的程度難以想象，經(jīng)過比較可知這些像素點(diǎn)是2K分辨率系統(tǒng)像素的1/4。如此密集的像素點(diǎn)還能夠?qū)崿F(xiàn)多幅畫面模式，并且保證每個畫面的質(zhì)量和精度。另外，通過“垂直排列液晶”和“超細(xì)液晶單元間隙”技術(shù)有效地避免了傳統(tǒng)液晶設(shè)備因?qū)蚰び绊懏a(chǎn)生的光線泄露現(xiàn)象，極大地提高了屏幕的對比度。國際上對4K技術(shù)的規(guī)范要求分辨率為3840×2160像素，色深為10bit，色域?yàn)榇笥?0%DCI-P3色彩空間，信號輸入能夠支持BT.2020，并支持高動態(tài)范圍影像光電轉(zhuǎn)換。因此從信號源頭看，HDR超畫質(zhì)顯示技術(shù)就已經(jīng)提供了高質(zhì)量畫面，為提供更加逼真、更加出色的畫質(zhì)提供了先決條件，而能夠輸出4K分辨率的HDMI和DP接口則為4K高清畫面展現(xiàn)在用戶眼前打開了傳輸?shù)拇箝T。

2 5G技術(shù)

用戶能夠觀看4K高清畫面的主要原因除了4K信號捕捉、信號轉(zhuǎn)化及信號顯示等相關(guān)技術(shù)之外，信號的傳輸網(wǎng)絡(luò)也至關(guān)重要。超高清畫面也意味著傳輸容量非常大，普通的傳輸渠道無法保證信號穩(wěn)定傳輸，5G技術(shù)的出現(xiàn)則有效解決了這個問題。

2.1 5G技術(shù)的特點(diǎn)及影響

過去的2018年，無論科技圈還是新聞消息中“5G”都是一個熱門詞匯。物聯(lián)網(wǎng)時代，龐大的數(shù)據(jù)傳輸需求對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說是一個巨大挑戰(zhàn)，在這個背景中產(chǎn)生的5G技術(shù)在承載能力、獨(dú)立性、私密性、即時性等各方面能力上，較之前都有顯著的提升。從1G到5G給人的直觀感受是速度更快了，但5G能帶給我們的不僅僅是高速傳輸，基于OFDM化的波形和多址接入技術(shù)、云計(jì)算/邊緣計(jì)算技術(shù)、靈活的框架設(shè)計(jì)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等多重先進(jìn)技術(shù)的加持下，5G能夠帶給我們的有高速度、泛在網(wǎng)、低功耗、低延時、高安全的網(wǎng)絡(luò)時代。

眾多高科技實(shí)現(xiàn)的5G網(wǎng)絡(luò)峰值傳輸速率將是4G網(wǎng)絡(luò)的100倍，也就是峰值速率能夠達(dá)到10Gbps-20Gbps，這對于世界萬物互聯(lián)的意義來說可不僅僅高速度，而是打開了技術(shù)發(fā)展新世界的大門。隨處可見的信號中繼器讓各類智能終端連接網(wǎng)絡(luò)更加便捷，5G網(wǎng)絡(luò)搭載的終端數(shù)量將呈指數(shù)增長。更寬的頻譜傳輸速度更快的同時也讓用戶上網(wǎng)速度更加快，下載電影的時間將以秒計(jì)算，云很可能替代目前用戶手中的各類存儲設(shè)備?？梢灶A(yù)見，很多終端廠家為了能夠搭上5G網(wǎng)絡(luò)的快車，為用戶提供更加智能、便利的生活必然會推出各種各樣的終端設(shè)備。車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)自動化、智能城市等各行各業(yè)都將進(jìn)一步智能化，人們的生活品質(zhì)將得到質(zhì)的飛躍。

2.2 5G技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

正如前文提到的，5G網(wǎng)絡(luò)將為用戶打造高速度、泛在網(wǎng)、低功耗、低延時、高安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使得我們能夠隨時隨地、放心安全地使用移動網(wǎng)絡(luò)。無需質(zhì)疑，5G技術(shù)是下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心，而令人驕傲的是，目前中國的5G技術(shù)水平已經(jīng)躋身全球第一梯隊(duì)，正在引領(lǐng)著5G技術(shù)的發(fā)展，美國調(diào)研公司ABI研究專家得出結(jié)論認(rèn)為，未來中國將成為全球最大的5G生態(tài)系統(tǒng)。