5G和UHD 8K——正在形成共生關系

孫琳琳

為了加快美國5G部署，FCC正在推行它所謂的“5G FAST（促進美國在5G技術上的優勢）計劃”。該計劃的策略之一是向市場釋放更多頻譜。屆時將釋放約5GHz帶寬的高頻段頻譜，覆蓋24GHz、28GHz、37GHz、39GHz和47GHz頻段。

更具穿透性的中頻帶是一個在進行中的工作，目標帶寬為844MHz，覆蓋2.5GHz、3.5GHz和3.7-4.2GHz頻段。5G所需的這些頻譜帶寬將通過如正交調幅（QAM）、載波聚合（CA））和多輸入多輸出（MIMO）等技術，被用于每個基站提供20Gb/s下載和10Gb/s的上傳能力。

新興服務

5G技術具有新興服務必備的特征：增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）和超可靠低延遲通信（URLLC）。這些服務將提供一個“隨時隨地”訪問實時廣播媒體的平臺，用于內容采集和內容分配（5G和超高質量內容創建和分發、廣播和有線電視）。5G網絡中的服務質量（QoS）和彈性將從根本上提高終端用戶的體驗質量（QoE），這是決定用戶參與度和忠誠度的最重要因素，尤其是對于如UHD 8K這樣的高質量內容。

Q o E被定義為“衡量客戶服務體驗的愉悅或厭煩程度”，它關注的是整個服務體驗，而不僅僅是5G提供的服務質量。UHD 8K每幀有超過3300萬像素和680億種可能的顏色，包含了待被制作成藝術、新聞報道和知識模式節目的巨量數字比特。

事實上，UHD 8K幾乎產生一種“3D”效果，在像素密度、視場和色域方面都接近人類的視力。它提供了一種類似于“從開著的窗戶往外看”的體驗，并引起更強烈的QoE感官體驗（表1）。技術變革是觀眾習慣的驅動力，而UHD 8K提供了一個將觀眾帶回大屏幕的好機會。

驅動力

對5G提供的高速低延遲傳輸網絡的需求非常適合UHD 8K。在120Hz幀率、12位色深和4：4：4采樣時，UHD 8K數據速率為143Gb/s。采用HEVC編碼，可以達到200Mb/s的比特率。未來的視頻壓縮標準通用視頻編碼（VVC）的效率比HEVC高出40%，進一步降低了UHD 8K的比特率，并接近每臺設備100Mb/s的最小5G網絡容量。

很明顯，UHD 8K是5G商業投資的一個應用場景和驅動力，并且很可能作為最初的5G應用。此外，5G網絡架構確保了UHD 8K分發的QoS和QoE。觀眾的參與度和忠誠度將反過來提高5G網絡和UHD 8K內容創作的投資回報率。5G和超高清8K之間的互利關系使它們形成真正的共生關系。

廣播并不存在于真空中——它與環境共存，而5G和UHD 8K技術是未來和相關的環境。要想生存，廣播公司必須與它們共同發展和轉型（VSON管理網絡復雜性）。

為了管理這種轉換的復雜性，應該采用一種可行的系統方法。在可行系統（VSON）方法中，5G網絡和廣播網絡是VSON運行中的兩種服務。我們可以將VSON的這種特殊應用稱為“融合媒體系統”（CMS）（圖1）。

C M S為U H D 8K視頻用戶提供了從內容創建到分發的端到端解決方案。我們立即認識到策略、控制、編排、監測和智能在此轉換過程中的重要作用。換句話說，這種產業轉型絕非易事：它需要一個系統來改造一個系統。B&P