从春晚4K高清直播出发浅析5G技术的应用场景

冯芃博

摘要：己亥猪年春晚实现4K高清直播，为观众提供了前所未有的视听盛宴。如此清晰的画面直播，离不开5G网络提供的高速度、低延时的传输渠道。本文从春晚4K高清直播出发，探讨了5G技术的应用场景。首先介绍了4K技术需求，然后对于5G网络传输技术的影响和特点、5G网络的发展现状进行了简要介绍。接着从车联网和自动驾驶、增强现实和虚拟现实以及随处可连接的网络三个方便阐述了5G网络的应用场景。

关键词：4K高清;5G技术;应用场景

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）02-0233-02

0 引言

随着游子归家匆匆的脚步，春节的脚步也越来越近。说到过年，最令人期待的要数全家围坐一起观看春晚的团圆时刻。随着春节的临近，2019己亥猪年春节联欢晚会的大幕也即将拉开，2019年1月31日下午，中央广播电视总台召开了新闻发布会，对2019年春节联欢晚会的亮点以及应用的多项创新技术进行了介绍。以“奋进新时代 欢乐中国年”为主题的春晚响应时代号召，除了在节目题材上紧扣民生、接地气，还积极拥抱互联网和各类新科技，最亮眼的要数依靠5G网络进行内容传输的4K高清直播。

据悉，本次春节联欢晚会依然设置3个分会场，依次是江西井冈山、吉林长春、广东深圳，其中在深圳分会场的制作系统中配置了两台基于5G的4K机位，届时，深圳分会场的现场情况将通过4K高清形式经由5G网络传输到北京的中央广播电视台演播室，通过5G技术实现4K高清直播和视频内容回传，用户则可以通过各类终端收看节目。经过测试，4K高清信号的通过5G网络传输后，端对端平均时延低于40毫秒，画面稳定度高。在强大的技术支持下，这种集多样态、多终端、立体式、全覆盖的春节联欢晚会会以5G等高科技的形式向全球展现中国风采。为确保此次春晚4K高清信号的顺利直播，中国电信、华为等相关单位设置了“5G现场基站+5G应急车、1+1核心网”的双备案，同时还投入了全国第一台具备2G、3G、4G、5G移动网络一站式应急覆盖能力的全网通应急通信车。

1 4K技术

2019年春晚深圳分会场配置了两台4K高清机位，视频信号将通过5G网络实现直播，观众可通过各类终端观看节目。“4K高清”这个词对大众来说可能不是很了解，以往我们观看的都是高清画面，画面的分辨率是1080P，而4K高清画面的分辨率将达到高清画面分辨率的4倍。其实早在几年前4K技术就已经开始被应用在电视机屏幕中，是基于消费者对电子设备画面清晰度需求越来越高的背景下应运而生的。4K技术使得电视节目从拍摄到传输，再到解码和显示的过程实现全过程高清化，从根本上提升了画面的画质，让用户在观看节目时能享受更多的视觉冲击，犹如身临其境极大地提升了娱乐效果。

4K技术的实现主要依赖于超高清4K×2K解码芯片，该芯片会对已有的高清信号从信号的输入、解码以及显示3个环节进行超高清处理，使得信号流畅、稳定、细腻地显示在超高清显示屏上，达到无损解码的效果。说到4K技术就不得不提到4K电视机了，用户能享受4K高清画面，还得益于屏幕上设置的硅晶体反射装置，这种装置能够将近885万像素集成在一个仅有8.5微米大小的硅晶体反射芯片上，在如此小面积上集成了如此多的像素点，这些像素点微小的程度难以想象，经过比较可知这些像素点是2K分辨率系统像素的1/4。如此密集的像素点还能够实现多幅画面模式，并且保证每个画面的质量和精度。另外，通过“垂直排列液晶”和“超细液晶单元间隙”技术有效地避免了传统液晶设备因导向膜影响产生的光线泄露现象，极大地提高了屏幕的对比度。国际上对4K技术的规范要求分辨率为3840×2160像素，色深为10bit，色域为大于90%DCI-P3色彩空间，信号输入能够支持BT.2020，并支持高动态范围影像光电转换。因此从信号源头看，HDR超画质显示技术就已经提供了高质量画面，为提供更加逼真、更加出色的画质提供了先决条件，而能够输出4K分辨率的HDMI和DP接口则为4K高清画面展现在用户眼前打开了传输的大门。

2 5G技术

用户能够观看4K高清画面的主要原因除了4K信号捕捉、信号转化及信号显示等相关技术之外，信号的传输网络也至关重要。超高清画面也意味着传输容量非常大，普通的传输渠道无法保证信号稳定传输，5G技术的出现则有效解决了这个问题。

2.1 5G技术的特点及影响

过去的2018年，无论科技圈还是新闻消息中“5G”都是一个热门词汇。物联网时代，庞大的数据传输需求对网络技术来说是一个巨大挑战，在这个背景中产生的5G技术在承载能力、独立性、私密性、即时性等各方面能力上，较之前都有显著的提升。从1G到5G给人的直观感受是速度更快了，但5G能带给我们的不仅仅是高速传输，基于OFDM化的波形和多址接入技术、云计算/边缘计算技术、灵活的框架设计、超密集异构网络等多重先进技术的加持下，5G能够带给我们的有高速度、泛在网、低功耗、低延時、高安全的网络时代。

众多高科技实现的5G网络峰值传输速率将是4G网络的100倍，也就是峰值速率能够达到10Gbps-20Gbps，这对于世界万物互联的意义来说可不仅仅高速度，而是打开了技术发展新世界的大门。随处可见的信号中继器让各类智能终端连接网络更加便捷，5G网络搭载的终端数量将呈指数增长。更宽的频谱传输速度更快的同时也让用户上网速度更加快，下载电影的时间将以秒计算，云很可能替代目前用户手中的各类存储设备。可以预见，很多终端厂家为了能够搭上5G网络的快车，为用户提供更加智能、便利的生活必然会推出各种各样的终端设备。车联网、智能家居、工业自动化、智能城市等各行各业都将进一步智能化，人们的生活品质将得到质的飞跃。

2.2 5G技术的发展现状

正如前文提到的，5G网络将为用户打造高速度、泛在网、低功耗、低延时、高安全的网络环境，使得我们能够随时随地、放心安全地使用移动网络。无需质疑，5G技术是下一代互联网技术的核心，而令人骄傲的是，目前中国的5G技术水平已经跻身全球第一梯队，正在引领着5G技术的发展，美国调研公司ABI研究专家得出结论认为，未来中国将成为全球最大的5G生态系统。