张风雷

【摘要】    超高清视频图像细节更精细，信息承载能力更强，应用范围更广，其对传输网络大流量、高速率、低时延高可靠的需求与5G网络能力高度契合。5G与超高清融通创新，将为超高清视频产业应用提速，推动5G网络规模部署和商业应用。

【关键词】    超高清视频    5G    创新

前言

超高清视频是分辨率为4K（3840×2160像素）或8K（7680×4320像素）的新一代视频，具有更精细的图像细节、更强的信息承载能力和更广泛的应用前景。

5G网络有eMBB（增强移动宽带），mMTC（大规模物联网）和uRLLC（超可靠低延迟通信）三大应用场景，相比于4G网络在各项设计指标和性能上有大幅提升。5G通信传输带宽大，传输效率高，也存在传输距离近，易被遮挡，造价昂贵等缺点，由于传输距离缩短，5G基站布置密度需要远超过4G，另外5G基站的功耗可达到4G基站的3倍左右，综合5G基站功耗和布置密度带来了电费支出大幅增加，网络运营商需要付出高昂的建网和维护成本。结合5G技术能够做什么、怎么做是推进5G普及应用的关键。运营商发力5G，需要综合市场需求和网络能力，结合现有应用和5G场景和上下游生态特点，打造新应用场景，创造产业新合作模式，实现新商业模式。

超高清视频产业覆盖超高清视频的采集、制作、传输、展示、应用等各个环节，随着大众对超高清认知度的不断提高、超高清频道的相继开通，超高清视频技术助力消费升级、行业创新、社会治理，将有效推动终端产品、制播设备的更新升级，带动上游芯片和面板的发展，促进网络投资建设、5G网络商业化应用和业务发展。

一、我国超高清视频发展

2013年5月，中国电子商会、国家广播电视产品质量监督检验中心联合TCL发布了《4K超高清电视选购标准》，这是国内超高清电视行业首个统一标准，国内超高清电视产业进入标准化的发展阶段。

2017年11月，国家广播电视总局发布《关于规范和促进4K超高清电视发展的通知》，4K超高清电视的发展被纳入到“十三五”规划。伴随着5G技术的快速发展、大规模网络建设以及VR/AR产业的兴起，超高清视频产业迎来了快速发展期。

2018年9月，赛迪研究院发布《中国超高清视频产业发展白皮书（2018）》，文件指出超高清视频产业是我国视频行业发展的趋势，国内超高清视频产业终端先行探索，宽带网络建设稳步推进、行业应用已初步兴起。要大力推广超高清视频技术应用于广播电视、文化教育娱乐、医疗卫生、安防、智能交通、工业制造等领域，以视频为核心，推动工业产业的数字化转型。

2019年3月初，工信部联合国家广播电视总局、中央广播电视总台发布了《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》，根据我国超高清视频产业发展基础和实际，提出坚持“4K先行、兼顾8K”的总体技术路线，要统一产业共识，推进超高清视频产业链各环节协调发展。文件提出要积极推动超高清视频产业及相关应用的发展，在文化教育、娱乐、视频监控、医疗卫生、智能交通、工业制造等领域的大规模应用。

继2020年4K直播后，2021年央视春晚在全球首次实现8K直播。除夕当天，8K版的春晚在北京、上海、深圳等10个城市的30多个8K大屏或8K电视机同步播出。发展超高清视频产业，有利于培育出新的消费增长点，更好地满足人民美好生活需要。

二、5G网络适配超高清视频技术

根据宽带联盟发布的有关数据，超高清视频到8K视频后直播或者点播需要百兆以上的传输带宽，4G移动网络和无线接入网络传输速率有限、光纤宽带移动性不足，无法证8K视频流无卡顿的传输和播放。

各种类型的超高清视频终端，如高清攝像机、头戴式VR显示器、AR眼镜等不断涌现，已经远超传统手机的应用范围和需求。为保证大带宽、低时延和高可靠的视频传输，超高清视频终端需要集成5G通信模块以方便泛在接入5G网络进行数据传输。

5G网络下单用户体验速率可轻松达到百兆以上。5G网络的大带宽特点为超高清视频等大流量业务提供了技术保障，5G网络的切片功能可以为以8K、AR/VR为代表的高清视频提供VPN通道，保障服务质量;通过把网络功能和应用边缘部署，MEC实现了低时延，多接入实现了无处不在的一致性用户体验，云计算技术使大规模分布式网络的低成本建设成为可能。在靠近用户端，提供边缘智能服务，对高带宽业务进行本地分流，可以降低对核心网、骨干传输网的占用率，同时进一步提升业务速率，降低网络响应时延，这些都将使得5G网络成为超高清视频业务的首选传输通道。

2019年6月，工信部正式发布4张5G商用牌照，随着5G商用、超高清视频产业的不断发展，产业链各方将共同构建出一个开放型生态体系，有效解决行业需求痛点，推动超高清视频产业应用加速。

三、5G网络与超高清视频行业应用融通创新、协同发展

3.1 5G与安防监控

超高清视频技术可以弥补亮度不足和恶劣天气等环境缺陷，真实还原视频细节。智慧城市建设、宽带中国建设、平安城市建设、大型活动赛事等活动对超高清视频的需求不断提升。5G技术让视频监控不再局限于固定宽带网络，结合5G网络技术，可以满足以更广视野监控大型场景的需要，可广泛应用于家庭监控、可视对讲、天网监控、平安城市、制高点监控、广场监控以及森林防火等智能安防场景。

5G技术使得摄像机采集的视频可以在本地转移，大大减少了宽带资源占用率，减轻了移动核心网络的拥塞问题，也可以加快后端智能数据处理能力，减少网络传输和多级转发等因素导致的时延。

超高清视频所产生的超大数据量对传输速度提出了更高的要求，5G网络对4K、8K视频的良好承载力结合大数据分析及云计算、物联网、人工智能等技术以及人脸识别、行为识别、目标分类等基于超高清视频的应用，将推动安防监控系统的升级改造，提高监控范围、识别效率和准确率，进而逐步实现从看得清楚到会理解的转变，将为视频监控带来一个更为广阔的市场前景。

3.2 5G与工业智造

超高清视频技术可广泛应用于工业制造中图像识别、工业可视化、机器人巡检、人机交互协作等场景，提升工业电子自动化和智能化发展水平。随着智慧制造升级，设备间逐渐实现直接互联。从信息采集到生产控制，带来了海量低功耗、广覆盖、大連接的数据采集和控制需求。

工业智造升级对网络有着不同的时延、不同的安全等级、不同的场景和不同客户的质量需求。多样化的需求对于网络的带宽要求、网络资源消耗等要求不同，需要实现更快的业务定制、自助服务和可扩展性。

5G网络切片技术可以支持多业务场景、多业务质量、多用户、多行业的隔离保护。5G高频多天线技术满足了工厂园区内的精确定位和高宽带通信需求，大大提高了远程控制领域的操作精度。

5G与工业智造融合可提供广阔的应用场景，将加速工业IT及OT网络融合，推动产业各方积极探索5G应用的更多可能性，助力5G、AI、云计算等技术的发展。多元化的应用可以为网络运营商带来业务收入增长，促进其加快5G网络规模部署和商业应用，构建可复制、可推广的融合应用推进机制，赢得发展先机。同时技术协同将提高工业互联网服务的高可靠性、低时延等性能指标，优化资源共享和用户体验，可有助于企业优化资源配置，提升生产效率和质量，降低企业运营成本。

3.3 5G与医疗健康

5G网络为医疗行业提供了多种的信息化业务切入点，其中，高带宽特性可支持多路超高清晰度视频及VR/AR应用，低时延特性可对基于远程触觉传递的远程手术应用提供良好支持，大连接特性能够支持大量医疗设备联网，实现信息互通。

基于5G网络及相关新技术应用，可以实现移动用户无缝接入，可以打破原先在固定场所会诊的限制，医生外出时也可以通过5G终端接入，通过高清视频，有效判断，及时远程指导。各级医疗机构、区域医疗联合体、卫健委可实现急救指挥、远程协作与会诊、术中指导等高效衔接，可以完成多设备数据的协同、云端存储、大流量远程调用传输与实时获取。

基于5G技术的远程实时与高可靠性，未来医疗行业还可能实现移动查房、实时监测、病人定位、紧急求助等丰富多样的临床应用，为基层和偏远地区普惠医疗创造条件。

四、结束语

“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出加大5G网络和千兆光网建设力度，5G用户普及率提高到56%。

5G天然就是架构在云计算上的通信技术，云网深度融合，超高清视频将产生海量数据，计算和存储数据的需求也在飙升，为了更好满足超高清视频应用场景，需要加快5G网络规模部署和商业应用。

随着网络建设力度不断加大，应用场景不断丰富。高清视频产业应用是5G+4K/8K，5G+VR等在广电、文体教育、娱乐等领域的重要场景，边缘计算、网络切片、人工智能、编解码、网络安全、网络虚拟化等技术与媒体应用的融合，丰富了各类基于5G的媒体应用场景，扩大了5G网络应用范围。

目前5G与超高清协同创新应用已在含新媒体、工业互联网、车联网、医疗卫生行业、在线教育行业、旅游等行业落地。5G的大带宽、低延时以及大连接特性与超高清视频技术融合，将为超高清视频行业创新应用提供有力的数据分发服务（DDS）、AI智能计算和沉浸式交互服务，促进超高清行业技术标准、内容制播、传输分发、终端屏幕持续高速发展，将推进网络能力、业务能力、用户体验的全面升级。

参  考  文  献

[1]中国电信，《中国电信5G技术白皮书》，2018年

[2]赛迪研究院电子信息产业研究所、中国超高清视频产业联盟政策研究工作组，《中国超高清视频产业发展白皮书（2018）》，2018年

[3]赛迪研究院电子信息产业研究所、中国超高清视频产业联盟政策研究工作组，《超高清视频产业发展白皮书（2019版）》，2019年

[4]赛迪顾问电子信息产业研究中心贾姗姗，《2019-2020年中国超高清视频产业发展研究年度报告》

[5]中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，华为技术有限公司，《中国联通“5G+8K”技术白皮书》，2019年

[6] 中国工业互联网研究院徐晓兰《工业互联网：5G商用的主战场》，2019年

[7]中央广播电视总台、国联通、中国移动、中国电信、数码视讯、华为《中央广播电视总台5G媒体应用白皮书（2020版）》