超清視頻對帶寬的需求
超高清電視的優(yōu)點是非常強的臨場感和實物感,對現(xiàn)實場景有最為細膩逼真的還原,尤其是對要求極高的體育賽事轉(zhuǎn)播來說,超高清顯示可實現(xiàn)極為真切的視感。超高清電視通常要在合適的觀看距離使用大屏幕觀看才能表現(xiàn)出其巨大優(yōu)勢,觀看4K超清視頻需要55英寸以上的屏幕,如果是8K超清視頻,通常需要用82英寸以上的屏幕觀看。
中國通信標準化協(xié)會所發(fā)布的《4K視頻傳送需求研究報告》,寫明了傳輸入門級4K、運營級4K、極致4K、8K的帶寬需求,帶寬要求最高的8K視頻需要135Mbps的帶寬,帶寬要求最低的入門級4K也需要18Mbps到24Mbps的帶寬。
另外,《4K視頻傳送需求研究報告》中還寫明了4K超清視頻對于承載網(wǎng)端到端的總體要求為:端到端帶寬要大于50Mbps,往返時延(RTT)要小于20ms,丟包率PLR要小于10~5(通過端云優(yōu)化降低對網(wǎng)絡(luò)的要求)。
5G網(wǎng)絡(luò)如何承載超清視頻
國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布的5G網(wǎng)絡(luò)將要達到的一些性能參數(shù)如下:下行峰值數(shù)據(jù)速率為20Gbps,上行峰值數(shù)據(jù)速率為10Gbps,下行峰值頻譜效率為30Gbps,上行峰值頻譜效率為15Gbps,下行用戶體驗數(shù)據(jù)速率100Mbps,上行用戶體驗數(shù)據(jù)速率50Mbps。ITU報告還顯示,5G網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)延遲將大大降低,最高不超過4ms,最低僅為1ms,遠遠低于4G網(wǎng)絡(luò)的20ms。
而根據(jù)3GPP的標準規(guī)范TR 22.863, 5G移動網(wǎng)絡(luò)eMBB的用戶體驗速率下行為1Gbps,上行為500Mbps。
綜上所述,從理論上講,5G網(wǎng)絡(luò)對于4K乃至8K超清視頻有著良好的承載能力。
超清視頻的應用場景
基于5G網(wǎng)絡(luò)的超清視頻有各種應用場景。
首先是遠程超清直播,如大型賽事直播、大型演出直播、重要事件直播等。
——大型賽事直播。2018年,第23屆冬奧會在韓國平昌舉行。各大轉(zhuǎn)播機構(gòu)采用了最新的8K和VR技術(shù),精彩呈現(xiàn)美輪美奐的雪景,如實記錄各路健兒的激烈角逐。大量比賽采用了高清VR直播,包括高山滑雪、冰壺、花式滑冰、冰球、短道速滑、高臺滑雪、俯式冰橇、單板滑雪以及開閉幕式,沉浸式和交互式360°畫面,美到令人窒息。采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸各種戶外超清體育賽事將給觀眾帶來身臨其境的現(xiàn)場參與感。
——大型演出直播。2016年12月30日,王菲“幻樂一場”演唱會在上海舉辦。數(shù)字王國、騰訊視頻和微鯨VR聯(lián)手打造VR直播,為場外粉絲提供“身臨其境”的觀看體驗。據(jù)統(tǒng)計,微鯨4K VR視頻有9萬多用戶觀看,騰訊直播平臺累計有2000多萬用戶觀看,VR直播預約用戶超200萬。采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸各種大型演出活動的超清視頻會成功地吸引大批觀眾,成功擴大活動的影響力和受眾數(shù)量。
——重要事件直播。目前,國內(nèi)外各種城市慶典頗為盛行,比如,巴西圣保羅桑巴舞狂歡節(jié)、青島和大連的啤酒節(jié)等。采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸這些城市慶典的戶外超清直播轉(zhuǎn)播會給觀眾帶來富有沉浸感的視覺盛宴。
其次是遠程安防監(jiān)控,如戶外現(xiàn)場實時安防監(jiān)控。眾所周知,我國在火車站、著名景點等處經(jīng)常出現(xiàn)人流擁擠的情況,在春運、國慶等節(jié)假日期間上述場所的人員更為密集,極易造成人員傷亡事故。因此,上述重點場所的現(xiàn)場實時安防監(jiān)控是極為必要的。在火車站、著名景點等人員密集處部署4K/8K超清視頻安防監(jiān)控車,將有利于預防或及時處置人員傷亡事故、有利于打造智慧城管。結(jié)合4K/8K超清視頻監(jiān)控畫面,還可以開展高準確性的人臉識別、車牌識別等應用。此外還有危險或艱苦地點、工程工地實時監(jiān)控。大家知道,諸如天津濱海新區(qū)大爆炸現(xiàn)場、福島核電站放射性污染區(qū)以及地質(zhì)災害區(qū)域、自然保護區(qū)這些危險或艱苦地區(qū)不僅環(huán)境可能對人體健康十分不利,而且飲用水、食品等物資補給困難,生活條件十分艱苦,派人24小時駐守困難很多。如果能夠派出支持遠程操控的超清視頻拍攝車(車上按照需要裝載氣體、放射性及震動傳感器)并利用5G網(wǎng)絡(luò)回傳超清視頻及傳感器監(jiān)測的參數(shù)值,完全可實現(xiàn)遠程自動化操控下的現(xiàn)場無人值守,從而徹底解決了對危險及艱苦地點進行監(jiān)控的難題。另外,工程工地實時監(jiān)控也有很強的市場需求,便于人們及時掌握工程實時進展以及工地的各種實時情況。
再者是遠程超清醫(yī)療。采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸超清視頻在醫(yī)療領(lǐng)域也將造福大批患者,比如,在救護車上安裝4K攝像機拍攝車內(nèi)患者的高清視頻,有助于醫(yī)療專家遠程掌握患者的情況,指導車內(nèi)醫(yī)護人員進行急救,并根據(jù)患者實際情況提前在醫(yī)院內(nèi)準備手術(shù)方案和手術(shù)器材。
此外還有商業(yè)性遠程現(xiàn)場實時展示及街景采集。5G網(wǎng)絡(luò)和超清視頻的結(jié)合,將帶來一些新的商業(yè)模式,比如說海南的房地產(chǎn)開發(fā)商,可以把他的房地產(chǎn)項目,在北京等異地布置360度全景VR展廳進行實時超清視頻展示。獲邀嘉賓可以現(xiàn)場指揮房地產(chǎn)開發(fā)商的操作人員,駕駛5G超清拍攝車,在海南的小區(qū)內(nèi)部任意地方進行小區(qū)環(huán)境實時拍攝。當然,如果一些旅游景點有5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的話,同樣也可以進行旅游景點風景的遠程實時展示,以便推廣旅游項目。城市地圖網(wǎng)站的街景采集也是非常有前景的應用。目前,全國有百度地圖、360地圖、地球在線等城市街景及導航地圖網(wǎng)站上百家。國內(nèi)日新月異的城市建設(shè)要求這些商家不時地派出街景采集車,進行街景實時拍攝以便進行街景更新。采用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸這些城市的超清街景視頻將會起到事半功倍的效果。
超清視頻有望走進家庭
基于5G網(wǎng)絡(luò)的超清視頻對于家庭用戶來說,也有一些應用場景。在5G普及的時候,有固定住址的家庭用戶通常都已經(jīng)擁有了固網(wǎng)接入(主要是光纖)的寬帶服務,用不容易受到干擾的固網(wǎng)寬帶開展各種超清視頻業(yè)務是家庭用戶的首選。之所以還會有采用5G移動通信接入的家庭用戶(如:房車用戶、野營帳篷用戶、家庭WiFi短期補充覆蓋用戶),絕大多數(shù)是將5G作為固網(wǎng)寬帶接入的一種臨時的補充或者替代。
其具體用法將與現(xiàn)在的一些有著同樣需求的用戶使用4G MiFi來獲得接入一樣,將使用5G MiFi設(shè)備來共享5G寬帶接入,其所承載的超清視頻應用場景,主要是通過機頂盒來播放4K超清視頻(受限于家庭用戶的居住面積,8K視頻所需場地面積、82英寸以上屏幕等播放條件通常難以具備),再增加一些VR/AR以及VR/AR+AI的應用,用于娛樂和家庭成員的遠程教育、遠程保健及其培訓,應用前景也十分廣闊。