IMT2020中国5G推进组5G新媒体行业白皮书2019825页行业报告5G通信

引言新媒体业务分析5G新媒体行业解决方案5G新媒体行业应用案例总结和展望主要贡献单位P1P2P5P10P20P22目录IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书1近些年来，随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，新媒体行业的发展迅猛。新媒体是新的技术支撑体系下出现的媒体形态，如网络视频、数字杂志、数字报纸、数字广播、手机短信、移动电视、数字电视、触摸媒体等。相对于报刊、户外、广播、电视四大传统意义上的媒体，新媒体被形象地称为“第五媒体”。无线通信在过去20年经历了突飞猛进的发展，从以话音为主的2G时代，发展到以数据为主的3G/4G时代，目前正在步入万物互联的5G时代。2019年6月6日，随着5G牌照的发放，我国正式进入5G商用元年。5G以全新的网络架构，提供10Gbps以上的带宽、毫秒级时延、超高密度连接，实现网络性能新的跃升。新媒体行业快速发展的同时，对通信技术提出了新的需求。媒体行业激增的数据量对网络传输能力提出了前所未有的挑战。5G技术能够使得媒体行业实时高清渲染和大幅降低设备对本地引言计算能力的需求得以落地，可以使大量数据被实时传输，降低网络延时，不仅可满足超高清视频直播，还能让AR/VR对画质和时延要求较高的应用获得长足发展。本白皮书将给出新媒体的业务分析、新媒体行业的通信需求、基于5G技术的新媒体行业解决方案和应用案例，并对基于5G技术的新媒体行业未来发展进行了展望。IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书22011年到2017年，媒体行业的发展迅猛，年复合增长率14.2%，产业体量已经达到1.9万亿。其中，广播电视等传统媒体在媒体总产业体量的新媒体业务分析占比从2011年起逐年下降，目前已低至13%。新媒体（互联网及移动互联网）在媒体总产业体量的占比从39%提升至66%。图2.1媒体产业总值及年增长率图2.2媒体产业分析IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书3通信技术发展带动新媒体行业体验进一步提升，视频类业务成为主流媒体形式，围绕着图像分辨率、视场角、交互三条主线提升用户体验。其中，视频类媒体图像分辨率由高清发展到4K、8K；视场角由单一平面视角向VR和自由视角发展，对通信网络带宽提出更高的要求；交互类业务的发展对通信网络的时延提出更高的要求。2.1超高清视频超高清视频是未来新媒体行业的基础业务，广电媒体和互联网媒体都在积极布局超高清视频直播业务。“信息视频化、视频超高清化”已经成为全球信息产业发展的大趋势。从增长和规模来看，到2022年超高清占视频直播IP流量的百分比将高达35％；从技术演进来看，视频图像分辨率已经从标清、高清进入4K，即将进入8K时代。日本NHK在2016年的里约奥运会进行8K广播测试，2018年正式开始8K卫星电视广播，并规划在2020年的东京奥运会进行8K电视转播,2018年底率先开通了全球首个8K卫星广播频道。在电视终端方面，LG发布世界最大的8KOLED屏幕，实现8K技术与OLED技术的首次结合；索尼研发基于8KHDR显示的高端画质图像处理引擎；海信推出激光电视和ULED电视；TCL专注于4K画质高动态渲染；夏普则率先推出消费级8K电视。随着新媒体超高清视频业务的流量激增和使用场景的复杂化，根据技术和市场特征，国内的视频行业发展可分为以下四个阶段：发展期（2005~2015），成熟期（2016~2018），爆发期（2018~2020），超视频时代（2020~2025）。各时期具体特性如下：•发展期（2005~2015）：在光进铜退和3G/4G的建设中，视频业务实现在线化、高清化、移动化。•成熟期（2016~2018）：随着百兆到户、固移融合、CDN下沉，有线4K、移动2K普及，成为大带宽视频时代的重要特征。•爆发期（2018~2020）：在高端用户千兆到户的条件下，4K/8K清晰度视频业务逐渐引入，对终端、管道和云端服务均有更高需求。•超视频时代（2020~2025）：千兆到户和5G为基本需求，网络重构SDN/NFV为关键架构。4K/8K清晰度视频业务全面成熟。5G时代的视频，无论是点播、直播，以及行业应用的视频业务，图像分辨率都将演进到4K/8K的分辨率，从而提升信息传递和图像识别的用户体验。2.2VR全景视频VR全景视频（VR，VirtualReality）是彻底颠覆内容消费与通讯消费的变革性技术，VR技术通过遮挡用户的视线，将其感官带入独立且IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书4全新的虚拟空间，为用户提供沉浸式、代入感更强的体验。VR技术应用前景广阔，在短期内最具市场潜力的应用案例包括视频游戏、事件直播、视频娱乐、医疗保健、房地产、零售、教育、工程。VR主要分为两种业务。一种为360°全景视频类，如UGC（用户产生内容）的360°视频直播，PGC（专业内容生成）的360°赛事、音乐会、电影等。此类业务通过多个摄像头采集、拼接手段，把平面的视频还原为全景，以流媒体形式在头显播放。另一种以计算机图形（CG）处理为关键技术，利用计算机生成模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中，也可叫CG类VR。CG类VR主要应用于如虚拟教学、社交、游戏、资产销售等场景。随着5G技术的发展，5G网络的全面商用推进，在5G时代视频业务将迎来全新的发展机遇。以VR全景视频业务为代表的新媒体形式构成未来“5G+VR视频”业务核心。2.3AR影像增强现实(AR，AugmentReality)是人工智能和人机交互的交叉的学科，是实时地计算摄影机影响的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，是一种把真实世界和虚拟世界信息有机集成的技术，AR把原本在现实世界一定时空范围内很难体验到的实体信息(主要包括视觉和听觉信息)通过计算机模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。相对VR来说，AR更强调的是在真实场景下增加的信息，观看屏幕与VR的全封闭头盔设备不同，主要有头戴透明现实、手机、手持投影等。目前应用主要领域是工业、商业以及游戏类，如AR导航。随着AR技术的发展，其市场规模逐年增加，预测到2022年达到800-900亿美金，AR技术特点导致其技术或者设备无处不在，移动AR应用灵活性强，各个厂家推出其新的场景和商业模式，使得应用越来越范围广，市场收入越来越高。随着移动增强现实市场规模不断扩大，用户对增强现实应用体验要求日益提高：流畅展现、实时交互、持久运行，这对移动终端设备的计算能力、媒体处理能力等均提出挑战。如何高效调用移动终端硬件能力，如何在不同业务执行环境中迅速识别和捕捉增强现实目标，如何实时叠加并流畅展现各种媒体类型的增强现实内容，这些极大影响用户体验，通信技术的发展、捕捉技术的进步、拍摄技术等方面都会对AR的体验进一步提升，AR的应用场景更丰富。IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书5新媒体行业的发展与通信技术的发展密切相关，每一次通信技术的革新都会带来新的媒体形式。在4G通信时期，超高清视频、VR全景视频等大数据量视频是以硬件存储本地播放的形式存在，传播不便捷，用户数量较少，难以形成大规模产业。5G的大带宽、低时延特性解决了超高清表3-1各清晰度视频的传输码率5G新媒体行业解决方案视频、VR全景视频等大带宽业务传播的技术问题，推动了行业的发展。视频已经成为当今主流的媒体传播形式，随着技术的发展，视频的分辨率由标清、高清向超高清发展，视频的观看方式由平面向VR全景发展。各种类型视频的通信带宽需求如表3-1所示：3.15G+超高清视频制播3.1.1应用场景大型活动举行期间，会产生数以万计的连接需求，和大量的高清摄像头或者终端录屏的视频传输需求。相对于目前已经普及的4G网络，5G拥有超高网速、超低时延、超大连接三大特点。5G速率是4G的10-100倍，时延仅仅是4G的五分之一，连接数密度是4G的10倍，峰值速度比4G高出20倍。5G技术是承载此类高清传输需求的最佳载体。用户对于4K/8K超高清的视听体验会有强烈需求，同时随着5G网络的发展，5G技术下的4K/8K视频直播必将成为未来的大型赛事、演唱会的视频直播标准。超高清视频直播对网络环境的要求较高，不仅分辨率要达到4K甚至8K，而且帧率要达到50帧以上，图像采样比特要提升到10比特，同时图像增加HDR标准。如此巨大的数据传输量，对带宽的要求非常高，5G技术的商用自然成为超高清视频IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书6图3.1超高清视频制播网络架构直播的重要推手。运营商在场馆内部署移动边缘计算服务器，通过本地分流、本地运营向观众提供场馆内低廉的套餐资费，观众对内容平台进行本地访问，以更高的速率和更低的时延享受到多播分发、实时多屏共享等业务，并有效地进行线上与线下的互动。4K相比于1080P包含多4倍的像素数量，可以呈现的细节更分明，赛场中运动员、演唱会上表演者的毫发、毛孔、表情都会一览无余，并实时同步在网络端呈现。这不仅能极大地提升用户的体验，也能节省移动网络的传输带宽。3.1.2解决方案超高清视频主要是指4K及8K清晰度的平面视频，而超高清视频制播分为三个环节：超高清视频采集回传、视频素材云端制作、超高清视频节目播出。4K视频在播出时需要60-75Mbps的传输带宽，8K视频需要100Mbps的传输带宽，因此只有基于5G网络才能保证超高清视频回传质量。超高清视频制播5G网络架构示意图如图3.1所示。IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书74K/8K摄像机通过编码推流设备，将原始视频流转换成IP数据流，通过两种途径发送到5G基站：一种方法是通过5GCPE将视频数据转发给5G基站。另一种方式是通过集成5G模组的编码推流设备将视频数据转发给5G基站。基于5G模组的编码推流设备和摄像机背包设备可以为各种视频设备提供稳定的实时传输，同时相比传统的线缆传输更加灵活，不受空间的限制，能满足更灵活的超高清视频回传需求。5G基站通过核心网，把视频数据传送到视频播放、存储及分发端，并通过多种方式发给视频显示终端。在5G+超高清视频直播的基础上，在超高清视频素材到达云端之后，在云端部署相应的视频制作软件，通过桌面应用、H5页面等方式对视频素材进行云端的制作，然后再通过5G网络进行内容分发，实现基于5G网络的超高清视频制播。3.25G+VR全景视频制播3.2.1应用场景体育赛事的VR全景视频通过场馆内或者赛事沿线摄像头多机位现场直播进行移动采集、定点采集，可以实时将现场采集的VR图像回传至业务平台。通过5G+VR全景视频能够为观众提供带有360度视角、4K以上分辨率的实况VR视频，可以追随特定运动员的脚步，以运动员的第一视角体会赛场情况，这也将成为未来主要的视频观看方式。从演唱会、赛事直播、晚会等到现在逐渐普及的大众VR全景内容制作，VR全景制播也在不断发展。VR全景视频制播将VR摄像机各个方位采集到的平面图像拼接缝合成球形画面并借助图像拼接服务器使整个球形图像无畸变，真实还原自然效果，多机位采集的多路画面经由VR监看切换系统选择最佳画面，植入VR虚拟元素和特效制作，最终形成完整VR全景视频播出内容。3.2.2解决方案5G+VR全景视频制播整体架构与5G+超高清视频制播架构类似，主要区别在于视频采集端和呈现端。VR全景视频采集端需要借助VR全景摄像头，目前主流的VR全景摄像头都能进行视频IMT-2020(5G)推进组5G新媒体行业白皮书8画面的机内拼接，当视频清晰度提高到8K时，则需要通过专用硬件设备进行拼接。此外，VR全景视频呈现