華為在5G和4K領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐

郭艷衛(wèi) 華為廣電媒資行業(yè)解決方案專家

1. 引言

華為公司的愿景與使命在2018年初修改重新提交，是把數(shù)字世界帶入每個(gè)人、每個(gè)家庭、每個(gè)組織，構(gòu)建萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界。分幾個(gè)方面理解，面向個(gè)人，華為會(huì)繼續(xù)投入智能終端設(shè)備，讓每一個(gè)人用華為智能手機(jī)去觸碰整個(gè)數(shù)字世界；面向家庭，我們能夠提供更好的家庭帶寬，寬帶網(wǎng)絡(luò)；面向組織，基于華為的網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)、ICT,幫助每個(gè)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

華為公司成立于1987年，從最初投資的2.1萬(wàn)元的民營(yíng)企業(yè)，發(fā)展到2017年，我們整個(gè)營(yíng)收是6000多億人民幣。在2017年的世界500強(qiáng)排名統(tǒng)計(jì)中，華為位居第83位，華為提供的電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括IT基礎(chǔ)設(shè)施以及智能終端設(shè)備，已經(jīng)在全球170多個(gè)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用。華為對(duì)電信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、IT，包括終端設(shè)備、芯片領(lǐng)域，一直在持續(xù)研發(fā)和投入，華為18萬(wàn)員工中有8萬(wàn)名員工從事開發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，華為在全球創(chuàng)辦了14個(gè)研究所，在江蘇就有兩個(gè)研究所。

目前華為的整體策略是端網(wǎng)云的戰(zhàn)略。端指的是華為的智能終端，包括可穿戴的設(shè)備、家庭的網(wǎng)絡(luò)終端、廣電網(wǎng)絡(luò)及電信運(yùn)營(yíng)商的機(jī)頂盒終端。網(wǎng)絡(luò)包括無(wú)線網(wǎng)、固網(wǎng)、電信網(wǎng)絡(luò)和廣電網(wǎng)絡(luò)，云指的是華為整個(gè)的數(shù)據(jù)中心，包括華為提供的公有云和私有云?；诙司W(wǎng)云的戰(zhàn)略，華為聚焦信息的分發(fā)和呈現(xiàn)、傳送、處理和存儲(chǔ)，面向個(gè)人消費(fèi)者、運(yùn)營(yíng)商、全球政企和行業(yè)三類客戶群，提供消費(fèi)者業(yè)務(wù)、運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)、企業(yè)業(yè)務(wù)和云業(yè)務(wù)四類業(yè)務(wù)，是ICT產(chǎn)品和解決方案的供應(yīng)商。

2.華為在5G領(lǐng)域的實(shí)踐嘗試

華為從2006年開始研發(fā)5G，至2018年歷經(jīng)12年，取得了很多成果。華為5G預(yù)商用系統(tǒng)取得行業(yè)最領(lǐng)先的測(cè)試結(jié)果，在中國(guó)IMT-2020測(cè)試中，率先完成工信部組織的第一階段和第二階段的中國(guó)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果業(yè)界最佳，性能超出國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）對(duì)5G定義的要求。eMBB低頻小區(qū)峰值達(dá)到28Gbps,uRLLC時(shí)延為0.33ms,mMTC連接數(shù)達(dá)到10億/MHz/小區(qū)/小時(shí)，eMBB低頻單用戶峰值為3.7Gbps,eMBB熱點(diǎn)流量密度為107Mbps/平方米，eMBB高頻小區(qū)峰值達(dá)到62Gbps。5G系統(tǒng)驗(yàn)證進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段，與各區(qū)域的最領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商引領(lǐng)全球5G預(yù)商用，在最核心的城市建立多個(gè)大規(guī)模連片外場(chǎng)，驗(yàn)證結(jié)果在業(yè)界處于領(lǐng)先地位。華為于2018年推出面向規(guī)模商用的全套5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備解決方案，支持全球運(yùn)營(yíng)商部署5G網(wǎng)絡(luò)。2019年將推出支持5G的麒麟芯片，并同步推出支持5G的智能手機(jī)，讓廣大消費(fèi)者盡快享受5G網(wǎng)絡(luò)的極致體驗(yàn)。

圖1 華為發(fā)展戰(zhàn)略

圖2 華為持續(xù)引領(lǐng)的5G技術(shù)

華為專注于探索5G在垂直行業(yè)的應(yīng)用。下面列舉幾個(gè)5G 的應(yīng)用場(chǎng)景。第一個(gè)案例是基于5G實(shí)現(xiàn)云AR/VR技術(shù)。云AR/VR技術(shù)主要應(yīng)用在視頻、體育賽事、游戲，包括一些建模的領(lǐng)域?；谠频腁R/VR對(duì)帶寬和時(shí)延要求很高，最低速率要求是125Mbps，極致視覺體驗(yàn)要求是3.2Gbps，RTT時(shí)延要求＜5ms，現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)是無(wú)法滿足的。

第二個(gè)嘗試是在車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。2G、3G、4G時(shí)代，車上網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要是娛樂(lè)、導(dǎo)航和一些輔助系統(tǒng)等。5G時(shí)代是汽車行業(yè)技術(shù)的迭代變革，華為在遠(yuǎn)程駕駛、自動(dòng)的駕駛編隊(duì)、輔助駕駛領(lǐng)域也有一些嘗試。

華為在2016年9月份聯(lián)合奧迪、寶馬、戴姆勒，包括西班牙電信、中國(guó)移動(dòng)、諾基亞等廠商，成立了一個(gè)5GAA車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主要是嘗試5G在車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)研究，包括探索一些使用場(chǎng)景和商業(yè)模式。圖5右圖是我們通過(guò)真實(shí)的5G網(wǎng)絡(luò)測(cè)試輔助緊急剎車的場(chǎng)景，在網(wǎng)絡(luò)E2E時(shí)延小于10毫秒的情況下，時(shí)速九十公里的汽車遠(yuǎn)程緊急輔助剎車，剎車距離小于25厘米； 5G網(wǎng)絡(luò)下自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景，可靠性可以做到99.999%。

第三個(gè)行業(yè)應(yīng)用是智能制造。圖6左側(cè)的動(dòng)態(tài)圖是通過(guò)5G協(xié)調(diào)的智能協(xié)同機(jī)器人，兩個(gè)機(jī)器人同時(shí)做一件事情。不僅是這種智能制造的協(xié)同作業(yè)，港口裝卸載作業(yè)、機(jī)械制造領(lǐng)域，對(duì)5G的應(yīng)用都有很大的需求，這些領(lǐng)域的5G應(yīng)用對(duì)5G技術(shù)的要求很高，E2E網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求在5至100ms。

華為將發(fā)掘孵化更多垂直行業(yè)，例如遠(yuǎn)程無(wú)人駕駛和“看得見”的頭盔。圖7左圖左側(cè)是華為和移動(dòng)、大疆合作，基于5G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景。圖7右圖是稱為“看得見”的個(gè)人輔助頭盔，“看得見”的頭盔面向視力有障礙的人群，他們出門戴上這種頭盔之后，就可以識(shí)別道路，識(shí)別前面的斑馬線、紅綠燈、行人和車輛，類似于人工智能的導(dǎo)盲應(yīng)用。

除了以上這幾個(gè)行業(yè)應(yīng)用的案例外，華為的5G技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)療及很多行業(yè)的場(chǎng)景應(yīng)用也在探索之中。

3.華為在4K領(lǐng)域的應(yīng)用

圖3 案例1：基于5G實(shí)現(xiàn)云AR/VR

圖4 案例2：車聯(lián)網(wǎng)——5G時(shí)代的全自動(dòng)駕駛

圖5 左圖：5G車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

右圖：5G輔助緊急剎車和自動(dòng)駕駛場(chǎng)景

圖6 智能制造——5G讓工廠更智能更高效

介紹華為在4K領(lǐng)域的應(yīng)用，就需要介紹華為的大視頻戰(zhàn)略。華為大視頻戰(zhàn)略，主要面向三大領(lǐng)域，一是娛樂(lè)視頻，二是行業(yè)視頻，三是通信視頻。華為大視頻戰(zhàn)略提供云化視頻解決方案，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景視頻極致體驗(yàn)、效率和協(xié)同。

圖7 左圖：遠(yuǎn)程無(wú)人駕駛

右圖：“看得見”的頭盔

圖8 華為視頻戰(zhàn)略

娛樂(lè)視頻指的是媒體行業(yè)的視頻，娛樂(lè)視頻基于華為端網(wǎng)云的戰(zhàn)略和華為的底層終端設(shè)備，比如說(shuō)在娛樂(lè)視頻，我們提供基于華為芯片的機(jī)頂盒，電視機(jī)的編解碼，提供底層的編輯碼技術(shù)，通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的視頻精品網(wǎng)或者廣電的網(wǎng)絡(luò)，基于華為的分布式數(shù)據(jù)中心提供整體的ICT技術(shù)能力，使能上層的視頻平臺(tái)，提供多場(chǎng)景的視頻極致體驗(yàn)服務(wù)。在行業(yè)視頻領(lǐng)域，基于華為的視頻監(jiān)控核心，使能公共服務(wù)和公共安全，例如智慧城市、平安城市等；在通信視頻領(lǐng)域，基于華為的云UC產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全景智真互動(dòng)平臺(tái)。

圖9是華為在4K領(lǐng)域的具體應(yīng)用。目前，我國(guó)電視臺(tái)技術(shù)架構(gòu)正在向IP化演進(jìn)。在后期制作方面，華為可以提供4K超高清制作方案，提供IP存儲(chǔ)和IP化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備；在4K演播室方面，華為可以提供IP化技術(shù)方案和IP化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，保障4K直播的需求。在播出方面，華為可提供IP化備播存儲(chǔ)、公有云服務(wù)；在內(nèi)容傳送、播放方面，華為的傳輸、接入網(wǎng)絡(luò)、融合視頻平臺(tái)，可為廣電網(wǎng)絡(luò)公司、IPTV、互聯(lián)網(wǎng)OTT/互聯(lián)網(wǎng)的直播、點(diǎn)播提供基礎(chǔ)平臺(tái)的技術(shù)能力；在家庭4K超高清終端方面，華為提供基于海思芯片的4K機(jī)頂盒、 4K電視機(jī)，華為與國(guó)內(nèi)創(chuàng)維、TCL、九州等公司都有合作。

電視臺(tái)是4K內(nèi)容的生產(chǎn)者和源泉。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很發(fā)達(dá)，中國(guó)的電信網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)絡(luò)，入戶帶寬都是高于20M，很多家庭都是50M以上了，網(wǎng)絡(luò)帶寬基本是能滿足4K點(diǎn)播或直播基本要求的。目前，全球4K電視機(jī)出貨量中國(guó)是最大的，到2020年，中國(guó)將是4K電視機(jī)產(chǎn)業(yè)最大的國(guó)家?，F(xiàn)在更多是缺4K內(nèi)容，4K內(nèi)容更多得依靠電視臺(tái)提供。

圖9 華為在4K領(lǐng)域的應(yīng)用

我們大致梳理了4K在電視臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景，華為能做些什么，包括轉(zhuǎn)播車、后期制作、演播室，總控、播控、存儲(chǔ)等。華為與索尼、GV、國(guó)內(nèi)的格非、大洋有合作，基于華為的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供IP化的應(yīng)用，例如在制作領(lǐng)域IP的應(yīng)用。我們有兩個(gè)成功案例，第一個(gè)案例是與廣東電視臺(tái)合作用于4K直播的超高清制作系統(tǒng)，支撐廣東電視臺(tái)4K頻道的試播；第二個(gè)案例是央視的移動(dòng)外場(chǎng)系統(tǒng)，央視的平昌冬奧會(huì)直播、2018世界杯直播，華為的存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也用于支持現(xiàn)場(chǎng)4K直播的業(yè)務(wù)。在播出方面，華為與廣電新媒體有一些IPTV的合作，包括IPTV播控平臺(tái)建設(shè)、廣電網(wǎng)絡(luò)的播出軟件設(shè)計(jì)。

圖10是華為與電視臺(tái)4K超高清業(yè)務(wù)合作進(jìn)展。

華為從2016年開始做海思機(jī)頂盒的芯片；2017年,推出基于DVB機(jī)頂盒的芯片，可以支持H.265、HDR格式；2018年，推出支持AVS2格式的芯片；2019年會(huì)規(guī)劃支持8K P60、4K P120格式機(jī)頂盒的芯片。華為與創(chuàng)維、TCL公司都有合作，還與廣東廣電合作，在做4K點(diǎn)播的試點(diǎn)。

4.4K業(yè)務(wù)與5G結(jié)合的探索

目前，5G網(wǎng)絡(luò)還是一個(gè)預(yù)商用的網(wǎng)絡(luò)，華為在探索4K業(yè)務(wù)與5G結(jié)合的應(yīng)用場(chǎng)景。第一個(gè)場(chǎng)景是家庭的4K點(diǎn)播和直播，是否可以基于5G的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通信號(hào)。家里由于房間墻壁的阻擋，wifi的信號(hào)不好，家庭的機(jī)頂盒是否可以用無(wú)線方式直接接收5G信號(hào)，實(shí)現(xiàn)家庭電視終端的4K直播和點(diǎn)播。

第二個(gè)場(chǎng)景是基于5G網(wǎng)絡(luò)的4K視頻回傳。在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋比較廣的情況下，可以基于5G實(shí)現(xiàn)4K視頻的回傳。還有更多的場(chǎng)景，需要我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

（本文根據(jù)作者在第七屆廣播電視傳媒產(chǎn)業(yè)論壇暨第五屆中國(guó)廣播電視紫金論壇上的發(fā)言整理。）

圖10 華為與電視臺(tái)4K超高清業(yè)務(wù)合作進(jìn)展

圖11 華為4K超高清終端布局（電視機(jī)/機(jī)頂盒）