3月，工信部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺印發(fā)《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2019-2022年）》。——這一規(guī)劃被認為是吹響了超高清產(chǎn)業(yè)從“概念”到“應(yīng)用落地”的集結(jié)號，至少涉及萬億以上投資、4萬億元以上產(chǎn)值；包括采集、制作、傳輸、呈現(xiàn)、應(yīng)用等五大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)；數(shù)百家企業(yè)、百萬行業(yè)從業(yè)人員的“新一輪”視聽大戰(zhàn)已經(jīng)開打。

    超高清產(chǎn)業(yè)鏈是一個涉及硬件、軟件，電子、半導(dǎo)體、信息與通信產(chǎn)業(yè)，從傳感器到顯示器的廣大范疇。但是，這個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，卻也有瓶頸式的“應(yīng)用節(jié)點”：這就是信號的傳輸與處理。這一關(guān)鍵點，就如同沙漏和啞鈴結(jié)構(gòu)的中間點，牢牢掌控全局應(yīng)用的“調(diào)度”。亦因如此，超高清產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必然成為信號傳輸與處理產(chǎn)業(yè)的一場“饕餮盛宴”。

    超高清的沙漏中間點：信號傳輸與處理

    在剛剛結(jié)束的2019年春運中，超過30億人次，再次感受到了“人流大軍”的壓力。其中，火車站依然是“人海”的標志——因為，無數(shù)的鐵路網(wǎng)絡(luò)，最終的服務(wù)都要“擁擠”到幾個巨大的樞紐車站。

    視頻應(yīng)用系統(tǒng)也是類似的結(jié)構(gòu)。例如，一個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，無論后邊的應(yīng)用系統(tǒng)分成多少層次、前端的傳感器有幾千幾百——這些信號的都要經(jīng)過一個中央調(diào)度結(jié)構(gòu)：即傳輸與信號處理系統(tǒng)，而且最核心的莫過于“巨型的信號交換機和切換矩陣”。

    對比傳統(tǒng)信號而言，超高清4K/8K信號的數(shù)據(jù)流量增長劇烈：4K內(nèi)容的像素規(guī)模至少是1080p的四倍以上、8K更是達到1080p標準的16倍以上。而目前，視頻傳輸與切換設(shè)備主要普及的是1080p標準，大部分傳輸協(xié)議和編碼技術(shù)均是為1080P信號準備的。即便考慮H.265編碼，乃至未來更為先進的編碼壓縮技術(shù)，傳輸與切換系統(tǒng)在超高清時代的“帶寬增量”依然驚人。

    同時，超高清不僅僅是像素數(shù)量的增加。在很多領(lǐng)域而言，是根本畫質(zhì)質(zhì)量的變化。國家超高清標準中就包括了“高動態(tài)范圍（HDR）、寬色域、三維聲、高幀率、高色深”等要求——這里的每一個新的畫質(zhì)要求，都意味著增加更多的“信息量”、需求更大的傳輸帶寬和切換系統(tǒng)背板帶寬。

    即1080p傳輸和切換可能只需要4Mbps；4K系統(tǒng)則需要40 Mbps；更高級的8K系統(tǒng)則需要150 Mbps——這是數(shù)量級式的跳躍。更是視頻通信歷史上前所未有的“帶寬需求”大跨越。

    從傳輸與信號處理產(chǎn)業(yè)的歷史看，每一次“視頻清晰度”的提升都會是一場巨大的“技術(shù)創(chuàng)新”革命。標清到高清時代是如此，高清到全高清時代也是如此。而全高清和4K的信息量差異，幾乎相當于標清到全高清的差距：更不要說國家明確提出“4K先行、兼顧8K”的目標。如果按照實現(xiàn)8K的傳輸和切換需求看，這次信號傳輸與處理產(chǎn)業(yè)面對的將是“前所未有”的巨大跨越，也就意味著巨大的創(chuàng)新機遇。

    更為重要的是，超高清時代視頻的應(yīng)用也會越發(fā)多元化。例如醫(yī)療領(lǐng)域的遠程手術(shù)、智能駕駛領(lǐng)域的車聯(lián)網(wǎng)等等——這些應(yīng)用需求在“實時性能”上的要求，是此前視頻產(chǎn)業(yè)從未出現(xiàn)過的。保證傳輸和切換實時性，就需要更多的帶寬冗余、更高的處理與運算速度，要極大程度的消滅信號處理過程中的“擁堵”現(xiàn)象。

    可以說，面對超高清的崛起，信號處理行業(yè)的技術(shù)標準上升空間是“數(shù)量與質(zhì)量”雙重高標準的。實現(xiàn)帶寬數(shù)量的增長，也許還有“堆疊”式的偷懶辦法；實現(xiàn)實時性這種質(zhì)量要求卻必須比拼硬功夫——這對信號傳輸和處理產(chǎn)業(yè)而言，將是巨大的挑戰(zhàn)。

    光纖+5G的廣域傳輸結(jié)構(gòu)與軟件定義網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

    在超高清時代，信號傳輸和處理的發(fā)展，離不開嶄新技術(shù)力量的加持。國家超高清產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中也明確提出光纖+5G+軟件定義網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用概念。

    首先，光纖網(wǎng)絡(luò)無疑是廣域傳輸?shù)奈ㄒ贿x擇，同時也是短距離有線傳輸?shù)淖罴堰x擇之一。對此，在超高清視頻最重要的應(yīng)用系統(tǒng)，廣播電視領(lǐng)域，國家提出了“推進有線網(wǎng)絡(luò)IP化、光纖化進程”的具體技術(shù)指引，指出未來廣電網(wǎng)絡(luò)一定是光纖介質(zhì)、IP化組織和管理的體系，這也意味著三網(wǎng)融合發(fā)展進入嶄新的“全IP”概念時代。

    第二，5G網(wǎng)絡(luò)是超高清系統(tǒng)應(yīng)用的重要場景。作為一種高速無線接入傳輸系統(tǒng)，5G網(wǎng)絡(luò)可以為移動的、非接觸式的應(yīng)用提供超高清傳輸保障，并成為特種應(yīng)用體系，如廣電直播、車聯(lián)網(wǎng)等提供堅強通信支撐。不過，不同于光纖通信技術(shù)的高度成熟，5G本身還屬于“建設(shè)早期”階段，短期內(nèi)5G對超高清市場產(chǎn)業(yè)的發(fā)展影響還難以發(fā)揮。但是，長期看，5G一定是超高清視頻產(chǎn)業(yè)的左膀右臂。

    第三，SDN/NFV（軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）會是超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必備技術(shù)。這一技術(shù)主要涉及網(wǎng)絡(luò)資源的使用和調(diào)度問題�；�本思路在于物理網(wǎng)絡(luò)越來越龐大和復(fù)雜，其上運行的功能日益多樣，直接的物理資源調(diào)度越發(fā)困難。所以采用軟件定義和虛擬化的方法，在一個通用物理網(wǎng)絡(luò)上形成“感知層的某一功能的專屬虛擬網(wǎng)格”，實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用指揮和調(diào)度負荷的可控性。這一技術(shù)的發(fā)展有利于專用視頻應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)利用通用互聯(lián)網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)資源；也有利于在大型專用視頻網(wǎng)絡(luò)體系中開辟面向具體應(yīng)用的小型業(yè)務(wù)單元。

    總之，圍繞滿足4K和8K視頻傳輸?shù)牡蜁r延、高寬帶、高可靠、高安全應(yīng)用需求，傳輸技術(shù)和應(yīng)用層技術(shù)都需要不斷的創(chuàng)新。數(shù)據(jù)量和規(guī)模的爆發(fā)增長，為傳輸與切換調(diào)度設(shè)備技術(shù)產(chǎn)業(yè)提出了新需求，開創(chuàng)了新市場，增加了附加值。

    多元應(yīng)用場景概念下，信號傳輸與處理的大市場

    超高清視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不僅僅是即有應(yīng)用部門的“提質(zhì)增效”，也是視頻應(yīng)用領(lǐng)域和范疇的巨大擴張機遇。專家認為，隨著視頻采集、傳輸，特別是智能技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)應(yīng)用模式的多樣化、應(yīng)用范疇的擴張化，是巨大機遇。

    國家超高清視頻行動計劃指出，在廣電、文娛、安監(jiān)、醫(yī)療、交通和工業(yè)等6個領(lǐng)域，超高清視頻都有巨大的應(yīng)用需求。其中如文娛等領(lǐng)域內(nèi)部，依然可以細分眾多的不同應(yīng)用類型，比如“超高清教育平板、投影儀、會議平板、交互智能終端等教學(xué)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用，推動超高清視頻技術(shù)在數(shù)字博物館、鑒真防偽、藝術(shù)鑒賞等領(lǐng)域的應(yīng)用”等等。

    基于應(yīng)用場景的多元化，超高清的參與主體、需求設(shè)備也是多元化的。比如教育領(lǐng)域的錄播產(chǎn)品，奧威亞已經(jīng)率先推出超高清4K產(chǎn)品；博物館領(lǐng)域京東方在推動超高清4K/8K在博物領(lǐng)域的應(yīng)用；小鳥信號處理產(chǎn)品則特別注重對“即有項目升級”的平滑兼容與改造應(yīng)用……可以說，超高清產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在推動“信號傳輸和處理”技術(shù)與設(shè)備“性能提升”的同時，也為“應(yīng)用范圍”擴張?zhí)峁┝穗y得的機遇——超高清應(yīng)用范圍有多廣，就意味著信號處理產(chǎn)業(yè)的市場增量有多大。

    綜上所述，超高清產(chǎn)業(yè)行動計劃的推出是信號傳輸和處理產(chǎn)業(yè)面臨的一場巨大機遇。以高帶寬、實時性和廣泛應(yīng)用場景為代表，充分利用眾多新技術(shù)、新理論的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新大戲已經(jīng)拉開帷幕。信號處理產(chǎn)業(yè)亦將因此進入又一個黃金發(fā)展期。