從春晚4K高清直播出發淺析5G技術的應用場景

馮芃博

摘要：己亥豬年春晚實現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網絡提供的高速度、低延時的傳輸渠道。本文從春晚4K高清直播出發，探討了5G技術的應用場景。首先介紹了4K技術需求，然后對于5G網絡傳輸技術的影響和特點、5G網絡的發展現狀進行了簡要介紹。接著從車聯網和自動駕駛、增強現實和虛擬現實以及隨處可連接的網絡三個方便闡述了5G網絡的應用場景。

關鍵詞：4K高清;5G技術;應用場景

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：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，春節的腳步也越來越近。說到過年，最令人期待的要數全家圍坐一起觀看春晚的團圓時刻。隨著春節的臨近，2019己亥豬年春節聯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布會，對2019年春節聯歡晚會的亮點以及應用的多項創新技術進行了介紹。以“奮進新時代 歡樂中國年”為主題的春晚響應時代號召，除了在節目題材上緊扣民生、接地氣，還積極擁抱互聯網和各類新科技，最亮眼的要數依靠5G網絡進行內容傳輸的4K高清直播。

據悉，本次春節聯歡晚會依然設置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中配置了兩臺基于5G的4K機位，屆時，深圳分會場的現場情況將通過4K高清形式經由5G網絡傳輸到北京的中央廣播電視臺演播室，通過5G技術實現4K高清直播和視頻內容回傳，用戶則可以通過各類終端收看節目。經過測試，4K高清信號的通過5G網絡傳輸后，端對端平均時延低于40毫秒，畫面穩定度高。在強大的技術支持下，這種集多樣態、多終端、立體式、全覆蓋的春節聯歡晚會會以5G等高科技的形式向全球展現中國風采。為確保此次春晚4K高清信號的順利直播，中國電信、華為等相關單位設置了“5G現場基站+5G應急車、1+1核心網”的雙備案，同時還投入了全國第一臺具備2G、3G、4G、5G移動網絡一站式應急覆蓋能力的全網通應急通信車。

1 4K技術

2019年春晚深圳分會場配置了兩臺4K高清機位，視頻信號將通過5G網絡實現直播，觀眾可通過各類終端觀看節目?！?K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到高清畫面分辨率的4倍。其實早在幾年前4K技術就已經開始被應用在電視機屏幕中，是基于消費者對電子設備畫面清晰度需求越來越高的背景下應運而生的。4K技術使得電視節目從拍攝到傳輸，再到解碼和顯示的過程實現全過程高清化，從根本上提升了畫面的畫質，讓用戶在觀看節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技術的實現主要依賴于超高清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個環節進行超高清處理，使得信號流暢、穩定、細膩地顯示在超高清顯示屏上，達到無損解碼的效果。說到4K技術就不得不提到4K電視機了，用戶能享受4K高清畫面，還得益于屏幕上設置的硅晶體反射裝置，這種裝置能夠將近885萬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，這些像素點微小的程度難以想象，經過比較可知這些像素點是2K分辨率系統像素的1/4。如此密集的像素點還能夠實現多幅畫面模式，并且保證每個畫面的質量和精度。另外，通過“垂直排列液晶”和“超細液晶單元間隙”技術有效地避免了傳統液晶設備因導向膜影響產生的光線泄露現象，極大地提高了屏幕的對比度。國際上對4K技術的規范要求分辨率為3840×2160像素，色深為10bit，色域為大于90%DCI-P3色彩空間，信號輸入能夠支持BT.2020，并支持高動態范圍影像光電轉換。因此從信號源頭看，HDR超畫質顯示技術就已經提供了高質量畫面，為提供更加逼真、更加出色的畫質提供了先決條件，而能夠輸出4K分辨率的HDMI和DP接口則為4K高清畫面展現在用戶眼前打開了傳輸的大門。

2 5G技術

用戶能夠觀看4K高清畫面的主要原因除了4K信號捕捉、信號轉化及信號顯示等相關技術之外，信號的傳輸網絡也至關重要。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定傳輸，5G技術的出現則有效解決了這個問題。

2.1 5G技術的特點及影響

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。物聯網時代，龐大的數據傳輸需求對網絡技術來說是一個巨大挑戰，在這個背景中產生的5G技術在承載能力、獨立性、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、云計算/邊緣計算技術、靈活的框架設計、超密集異構網絡等多重先進技術的加持下，5G能夠帶給我們的有高速度、泛在網、低功耗、低延時、高安全的網絡時代。

眾多高科技實現的5G網絡峰值傳輸速率將是4G網絡的100倍，也就是峰值速率能夠達到10Gbps-20Gbps，這對于世界萬物互聯的意義來說可不僅僅高速度，而是打開了技術發展新世界的大門。隨處可見的信號中繼器讓各類智能終端連接網絡更加便捷，5G網絡搭載的終端數量將呈指數增長。更寬的頻譜傳輸速度更快的同時也讓用戶上網速度更加快，下載電影的時間將以秒計算，云很可能替代目前用戶手中的各類存儲設備?？梢灶A見，很多終端廠家為了能夠搭上5G網絡的快車，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備。車聯網、智能家居、工業自動化、智能城市等各行各業都將進一步智能化，人們的生活品質將得到質的飛躍。

2.2 5G技術的發展現狀

正如前文提到的，5G網絡將為用戶打造高速度、泛在網、低功耗、低延時、高安全的網絡環境，使得我們能夠隨時隨地、放心安全地使用移動網絡。無需質疑，5G技術是下一代互聯網技術的核心，而令人驕傲的是，目前中國的5G技術水平已經躋身全球第一梯隊，正在引領著5G技術的發展，美國調研公司ABI研究專家得出結論認為，未來中國將成為全球最大的5G生態系統。