無線投屏技術(shù)發(fā)展趨勢分析報告
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:lsy631994092 2019-06-27 17:50:51 加入收藏
長距離的無線視頻傳輸并不是什么先進技術(shù),實際上早就實現(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用,最典型的應(yīng)用就是廣大農(nóng)村的電視信號傳播。但是隨著最近10年室內(nèi)WiFi的普及,短距離(室內(nèi))無線視頻傳輸卻一直沒有突破。最近三四年,有不少廠家都在這上面做了努力,卻沒有成功。那么,室內(nèi)無線視頻傳輸?shù)降子袥]有市場?技術(shù)上能不能實現(xiàn)?采用什么技術(shù)比較好?這是很多人的疑惑。所以,在比較目前的幾種無線視頻傳輸技術(shù)方案之前,我想先花點時間論證一下室內(nèi)無線視頻傳輸?shù)谋厝恍?,然后再說明各種技術(shù)的優(yōu)劣。
需要特別說明的是,本文討論的所有話題都是圍繞無線視頻傳輸技術(shù)在會議室、教室等短距離的室內(nèi)視頻傳輸這一特定應(yīng)用場景展開,不針對其他應(yīng)用場景。
視頻傳輸無線化
核心觀點:移動智能終端的普級是推動室內(nèi)無線視頻傳輸發(fā)展的關(guān)鍵因素。
對于辦公信息,一定需要同事之間的交流和共享;而且在討論交流場合,也就是開會時,需要進行實時視頻傳輸,把各自的工作成果展示在一個公共平臺,與大家共享,這就是為什么投影儀得到大發(fā)展的原因。實際上,我們可以把投影儀理解為一個實時視頻信息共享工具。所以投影儀的發(fā)展證明了短距離視頻傳輸在辦公會議場景應(yīng)用的必要性。
移動智能終端在最近幾年得到了大發(fā)展。我們每天所接收到的信息,無論是個人信息,還是辦公信息,都越來越多的來自于移動智能終端。前幾年是移動智能終端作為個人消費品的大發(fā)展,但最近兩三年,隨著釘釘?shù)纫苿愚k公軟件公司的大力推動,用移動智能終端辦公變得越來越普及。對于個人信息而言,不需要共享,所以對短距離的無線視頻傳輸需求不大;但對于辦公信息而言,肯定需要共享,所以就帶來了一個問題:在開會時,怎樣把辦公信息從一個移動智能終端(辦公終端)傳遞到另一個實時視頻信息共享工具呢?只有無線才能實現(xiàn)!
所以我梳理一下:首先是移動智能終端作為個人消費品,得到大發(fā)展;接著越來越多的人用移動智能來辦公;由于辦公信息需要共享,但老式的視頻連接線無法與移動智能終端連接;所以開會時利用無線技術(shù)實現(xiàn)視頻傳輸,從而實現(xiàn)視頻信息共享是移動智能終端辦公的唯一選擇。
移動智能終端進入辦公會議場景,會反向推動臺式電腦投影、筆記本投影的逐漸減少,“幸存者”也會義無反顧的向會議無線化方向發(fā)展。因為老式的有線連接方式,無論在會議室裝修,還是在會議室美觀程度,還是在連接可靠性上,都存在很多問題。老式會議室本身也在尋找更加高效的解決方案。無線視頻傳輸技術(shù)的出現(xiàn),恰逢其時,可以很好的解決有線連接的弊端。
無線視頻傳輸技術(shù)介紹
對于技術(shù)本身,我不是專家,所以無法從專業(yè)角度來討論技術(shù),只能從三個非專業(yè)技術(shù)角度來對幾種無線視頻傳輸技術(shù)進行簡單說明。一是技術(shù)風(fēng)險,即從技術(shù)本身的成熟度和不確定度來分析;二是市場應(yīng)用的普及度,即從用戶群體數(shù)量的多寡來分析,這個因素決定了市場規(guī)模;三是價格成本。
5G移動通信技術(shù)
5G,即第五代移動通信技術(shù)。與4G、3G、2G不同,5G并不是一個單一的無線接入技術(shù),而是多種新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線接入技術(shù)演進集成后的解決方案總稱。第五代移動通信系統(tǒng)是面向2020年移動通信發(fā)展的新一代移動通信系統(tǒng),具有超高的頻譜利用率和超低的功耗,在傳輸速率、資源利用、無線覆蓋性能和用戶體驗等方面將比4G有顯著提升。據(jù)說三星電子研發(fā)出的5G技術(shù),最高下載速率達到了10Gbps/s。
5G技術(shù)聽起來高大上,但是我認為其作為實際應(yīng)用還有很長一段距離。特別是應(yīng)用于無線會議這樣的小場景,但強交互,有太多的不確定因素需要考慮。主要有幾個問題:
技術(shù)本身從提出到應(yīng)用,特別是到融合,有很大的不確定性。按照主流公司的推進進度,最快2020年實現(xiàn)商業(yè)化,但這是在有著龐大市場的基礎(chǔ)移動通信網(wǎng)絡(luò)。要讓5G技術(shù)進入到下一級室內(nèi)小眾電子消費品市場,由于沒有大公司參與,研發(fā)投入有限,肯定需要更長時間,至少1-3年。所以,從這里可以看出,5G技術(shù)還處在快馬加鞭階段。在可預(yù)見的5年內(nèi),肯定還不會大爆發(fā)。5G技術(shù)非常復(fù)雜,D2D技術(shù)、M2M技術(shù)是否能應(yīng)用于視頻傳輸,何時開始用于視頻傳輸,都是一個大問號。即使開始應(yīng)用了,很多功能特性也會處在持續(xù)研究中,所以不確定度高,技術(shù)風(fēng)險大!
移動通信技術(shù)首先就決定了所有終端都必須和移動通信公司的服務(wù)器交互,否則移動通信公司無法收費。但我們在會議室場景,根本無法想象把一份報告先通過一個5G的移動終端傳遞給移動通信公司,移動通信公司再傳遞給另一個5G接收終端,然后在投影儀上顯示出來。這樣不但會產(chǎn)生很高的流量費用,而且由于距離遠,有的會議室屏蔽效果好,5G信號不暢的問題無法解決。盡管說明希望間隔10m一個微型基站,但要普及應(yīng)用,需要很長很長的時間。另外,現(xiàn)在很多辦公用電腦都沒有移動通信模塊,這也會限制5G技術(shù)在辦公空間的普及。所以,無論是收費模式,還是信號穩(wěn)定性,還是辦公電腦的自帶硬件配置,5G技術(shù)都有缺陷,其應(yīng)用于辦公會議的路途遙遠且艱辛。
5G技術(shù)由于傳輸速率高,就要求終端的硬件配置必須與高速傳輸相匹配,這樣又造成智能終端產(chǎn)品的價格居高不下。所以從5G技術(shù)商業(yè)化,到大規(guī)模應(yīng)用,到價格降到老百姓所能承受的范圍,必然有一個較長的時間。我以外行的身份大膽對5G產(chǎn)品做一個預(yù)測:2020年5G手機價格在4000 - 8000元/臺,要實現(xiàn)普通辦公室人群的大量使用,需要3-5年時間,即2025年才能實現(xiàn)普及。另外,如果運營商對5G流量收費稍高,會額外增加很高的使用成本,會議室基本上就不太可能采用該技術(shù)了。
所以,5G技術(shù)至少還有接近10年的時間才能到達大多數(shù)的老百姓手上,征途漫漫,充滿艱辛。
WiFi技術(shù)
WiFi技術(shù)的普及應(yīng)用超過了10年,特別是最近幾年,在協(xié)議、頻段上都不斷延展,傳輸性能大大提高,已經(jīng)從最初的11Mbps/S提高到了現(xiàn)在的1.3Gbps/S。可以說,從WiFi技術(shù)本身而言,已經(jīng)完全可以滿足我們現(xiàn)階段的大部分需求。由于大家對WiFi都非常熟悉,所以我就不多說,下面就重點分析一下WiFi技術(shù)在室內(nèi)無線視頻傳輸方面的優(yōu)缺點。
從技術(shù)風(fēng)險角度考慮,WiFi技術(shù)無論是2.4G頻段,還是5G頻段,都實現(xiàn)了大規(guī)模的量產(chǎn)化,產(chǎn)品成熟穩(wěn)定。目前四個主流芯片廠商高通、博通、MTK、Realtek的芯片產(chǎn)量都非常大,所以WiFi技術(shù)本身的成熟度沒有問題。但目前WiFi主要用于異步通信領(lǐng)域,要把它用于同步視頻通信領(lǐng)域,則對其數(shù)據(jù)傳輸速率提出了非常高的要求。根據(jù)規(guī)范和行業(yè)經(jīng)驗,2.4G頻段,WiFi的最高傳輸速率為300Mbps,但實際最高速率只能達到80Mbps;5G頻段,WiFi的最高傳輸速率為1Gbps,實際最高速率大概能達到260Mbps。要傳輸1080P的高清視頻流,通過H.264算法壓縮后,一般為8-20Mbps。所以無論是2.4G頻段,還是5G頻段的WiFi信道,都可以實現(xiàn)高清視頻流的傳輸。另外還需要說明,802.11ac的協(xié)議并沒有發(fā)展完備,一旦發(fā)展完備后,傳輸速率還可以提高,傳輸品質(zhì)也可以大幅提升。比如,802.11ac最高的可用信道帶寬可以同時支持8個視頻流傳輸,這一功能對于無線視頻傳輸意義重大。所以,從技術(shù)角度講,現(xiàn)階段的WiFi已經(jīng)可以實現(xiàn)無線視頻傳輸,發(fā)展后的WiFi更值得期待。
WiFi技術(shù)是目前普及度最高的無線傳輸技術(shù),我們的手機、電腦、電視、公共場所用的都是WiFi。高普及度就帶來了大用戶群和大市場。所以從市場角度來看,WiFi技術(shù)是目前最適合作為大眾化無線視頻傳輸?shù)募夹g(shù)。選擇WiFi,很多智能終端都不需要增加成本,就可以實現(xiàn)無線視頻傳輸。
從價格角度講,WiFi芯片的高普及率,大出貨量,就決定了它的低成本。在現(xiàn)階段的無線視頻傳輸領(lǐng)域,WiFi無線視頻傳輸方案,應(yīng)該是成本最低的傳輸方案。具體的價格來說,WiFi方案從50元到幾百元不等,可選擇余地大,高中低層次豐富,非常適合商業(yè)化生產(chǎn)。
WHDI技術(shù)
WHDI(Wireless Home Digital Interface無線家庭數(shù)字接口)技術(shù)是由以色列芯片商AMIMON公司根據(jù)WHDI協(xié)會公布的WHDI 1.0/2.0標準所開發(fā)的一個全新無線視頻傳輸協(xié)議。該協(xié)議使用5GHz自由頻段,40MHz帶寬,支持高頻寬數(shù)位內(nèi)容保護(HDCP)2.0標準,提供優(yōu)質(zhì)的安全性,并與HDMI完全兼容。WHDI傳輸距離可超過30米,并可穿透障礙物及墻壁,且延遲時間少于1毫秒,因而可實現(xiàn)跨房間的無壓縮1080P高清畫質(zhì)無線影音串流應(yīng)用。有優(yōu)點就有缺點,所以接下來我們也按照前面說的三個方面來進行簡單分析:
WHDI協(xié)議的技術(shù)風(fēng)險,主要體現(xiàn)在兩個方面。一是WHDI協(xié)議本身的硬件實現(xiàn),難度非常大,小公司通常都不具備研發(fā)或二次開發(fā)的能力。另外,WHDI協(xié)議組網(wǎng)也很麻煩,無法實現(xiàn)一對多功能,這個缺陷在很多應(yīng)用場景不適用;二是WHDI技術(shù)方案,目前只有一個芯片供應(yīng)商,也就是AMIMON公司;芯片方案商也不多,沒有太多的選擇余地,這就帶來一個新問題,即供應(yīng)商是否可靠。據(jù)我所知,AMIMON公司對方案商斷貨事件已經(jīng)發(fā)生了兩次,一家是臺灣公司,一家是深圳公司。所以單一渠道供貨的風(fēng)險非常高。
WHDI剛剛推出不久,在手機和電腦上完全沒有應(yīng)用案例,換句話說,WHDI技術(shù)對存量市場的占有率為0。如果沒有存量市場,去培育一個全新的市場,風(fēng)險太大,對于創(chuàng)業(yè)型小公司而言,完全不可行。另外,WHDI協(xié)議是通過HDMI接口輸入視頻信息,通過HDMI接口輸出視頻信息。顯然,手機沒有HDMI接口,所以永遠不可能使用WHDI協(xié)議,這樣就限制了WHDI在移動辦公中的應(yīng)用。它只能適用于比較小眾,但需要高品質(zhì)無線視頻傳輸?shù)膱鼍啊?/p>
采用WHDI技術(shù)方案,需要解決發(fā)射端和接收端的問題,也就是必須要開發(fā)一個發(fā)射端和一個接收端,才能把這個技術(shù)方案用起來。這樣做的好處是不存在兼容性問題,傳輸穩(wěn)定可靠。但壞處就是價格成本高,進一步限制了其用戶群體。據(jù)我了解,目前點對點的WHDI產(chǎn)品(一收一發(fā))在市場上的渠道價格為1800元左右,零售價在4000元左右。由于功能單一,安裝不方便,頻繁插拔,沒有辦法附加無線會議協(xié)作交互的功能,所以價格偏貴。盡管HDCP組織單獨為WHDI技術(shù)設(shè)定了HDCP2.0的技術(shù)標準。即在HDCP2.0協(xié)議中,能夠允許用戶通過WHDI技術(shù),實現(xiàn)一對多,多對多的HDCP 交互認證,也就是允許一個具有內(nèi)容保護協(xié)議的視頻源在多個顯示終端同時顯示。但這樣的技術(shù)方案要上萬元,只有一些“不差錢”的公司才愿意接受這個奢侈的方案。
WirelessHD技術(shù)
WirelessHD技術(shù),就是60GHz的毫米波無線傳輸技術(shù)。2013年9月,LG、松下、NEC、三星、索尼、東芝這六大消費類電子供應(yīng)商巨頭成立了WirelessHD小組,旨在對60GHz技術(shù)進行規(guī)范,此項技術(shù)能在客廳中以高達5Gbps的速度傳送未經(jīng)壓縮的高清視頻數(shù)據(jù)。
這個技術(shù)瞄準的市場是家用聯(lián)網(wǎng),傳輸延時在5-15ms,傳輸距離為15m,能夠?qū)崿F(xiàn)1080P高清視頻的無壓縮實時傳輸,而且有一個100Mbps的反向回傳信道,用于回傳觸摸屏、鼠標等控制信息。
這個技術(shù)的優(yōu)缺點與WHDI技術(shù)非常類似:
從技術(shù)風(fēng)險來講,該技術(shù)并不成熟,目前的芯片開發(fā)商只有Silicon Image一家公司。有幾家方案商在跟進,但推出的產(chǎn)品令人失望。這個技術(shù)的風(fēng)險主要有三:一是傳輸距離非常有限,方向性強,超過20米的距離就不穩(wěn)定,也不能穿墻,不能繞過障礙物。為了擴大傳輸范圍和距離,WirelessHD技術(shù)采用了發(fā)射和接收天線陣列,但這就造成了體積較大(通過我對實物的目測,天線陣列體積至少有15mm×15mm×5mm),無法小型化,且安裝調(diào)試麻煩(需要傾斜60°,以獲得最好的發(fā)射、接收效果)。二是傳輸視頻的清晰度不如WHDI高。從傳輸速率講,WHDI和WirelessHD技術(shù)都是5Gbps,清晰度應(yīng)該一樣才對,但實際效果并不一樣。所以只能有一種解釋,就是WirelessHD的成熟度不夠。三是這個技術(shù)只是少數(shù)公司在推動,到底能推動到什么程度,有多少用戶可以接受,無論是體積還是其他射頻技術(shù)指標,都是一個大大的問號。因為目前推動這個技術(shù)的這些公司的狀況都不太好。
WirelessHD技術(shù)在手機和電腦中的存量市場占有率,顯然是0。所以,它面臨的局面和WHDI一樣,要用一個在存量市場中沒有一點“根基”的技術(shù),其撬動一個大眾市場,非常困難。
價格方面,WirelessHD技術(shù)方案,目前是我所知比較便宜的方案。收發(fā)一對,大致我們的成本價在600元左右,開發(fā)成產(chǎn)品后的售價可以與WHDI方案大致相同,給渠道商的價格估計在1500-1800元之間。但是它的問題也與WHDI相同,功能單一,無法實現(xiàn)手機的無線視頻傳輸,傳輸?shù)漠嬞|(zhì)沒有WHDI好,方向性太強,不利于實際場景的使用。所以綜合這些因素考慮,這個價格還是偏貴。
方案比較
比較項目 | Wi-Fi | WHDI | WirelessHD | 5G |
典型代表 | 飛圖 mPhotool | Amimon | Silicon Image | 華為 Huawei |
工作頻段 | 2.412-2.484GHz5.150-5.850GHz | 4.9-5.875GHz | 57-64GHz | 1G-80GHz |
傳輸速率 | 1.3Gbps | 1Gpbs | 5Gbps | 10Gbps |
信道帶寬 | 22MHz@2.4G40MHz@5G | 20-40MHz | 2160MHz | 協(xié)議不同信道帶寬不同 |
傳輸距離@1080P | 60m | 30m | 15m | >1500m |
穿墻能力 | 可穿墻 | 可穿墻 | 不能穿墻 | 穿墻性差 |
延時@1080P | 100ms | <1ms | 5-10ms | 不確定 |
最大分辨率 | 4K | 4K | 1080P | 4K |
多路視頻流 | 8路 | 4路 | 1路 | 不確定 |
廣播模式 | 支持 | 不支持 | 不支持 | 支持 |
回傳控制 | 支持 | 支持 | 支持 | 不支持 |
交互協(xié)作 | 互動性強 | 互動性弱 | 互動性弱 | 無法實時互動 |
干擾源 | 極多 | 少 | 少 | 多 |
視頻輸入接口 | 多種接口 | HDMI | HDMI | 多種接口 |
視頻輸出接口 | HDMI/VGA | HDMI | HDMI | HDMI/VGA |
網(wǎng)絡(luò)擴展 | 能聯(lián)網(wǎng) | 不能聯(lián)網(wǎng) | 不能聯(lián)網(wǎng) | 能聯(lián)網(wǎng) |
技術(shù)成熟度 | 成熟 | 不確定 | 不成熟 | 不成熟 |
主流芯片商 | 高通、博通MTK、Realtek | Amimon | Silicon Image | 不確定中興、華為? |
主流方案商 | TP-LinkB-Link吉祥騰達 | Amimon | 昂緯 | 暫無 |
應(yīng)用案例 | 非常多應(yīng)用案例 | 不多 | 極少 | 無 |
電腦配置 | 新款電腦基本標配雙頻網(wǎng)卡 | 無 | 無 | 無 |
手機配置 | 新款手機基本標配雙頻網(wǎng)卡 | 無 | 無 | 無 |
應(yīng)用場景 | 會議室、辦公室、教室、公共場所等所有室內(nèi)空間 | 大型演播廳專業(yè)視頻傳輸領(lǐng)域 | 不成熟我還不知道有成功案例 | 移動通信領(lǐng)域D2D/M2M有可能用于室內(nèi)視頻傳輸 |
產(chǎn)品單價 | 4000-5000元 | 3000元 | 1800元 | 不詳 |
大眾知名度 | 已經(jīng)普及,極高 | 極低 | 極低 | 高 |
推廣力度 | 極大 | 極小 | 極小 | 大 |
發(fā)展方向 | 高傳輸速率多路視頻流 | 先獲得市場生存機會,才能求發(fā)展 | 先獲得市場生存機會,才能求發(fā)展 | 先基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò),再做協(xié)議融合 |
前景預(yù)測 | 在5-10年內(nèi)不可替代 | 不明朗,只能應(yīng)用于特定場景 | 不明朗,只能應(yīng)用于特定場景 | 盡管充滿不確定性,但將是未來室內(nèi)的主流通信技術(shù)。 |
總結(jié)
通過前面的梳理,在會議室、教室內(nèi)的無線視頻傳輸技術(shù)路線選擇這個問題上,我得出了清晰的結(jié)論,具體總結(jié)如下:
無論哪一類的無線視頻傳輸技術(shù),只要占領(lǐng)了智能終端,包括手機、電腦、電視,那么就有可能是無線視頻傳輸?shù)闹髁骷夹g(shù)。即使再有缺點,工程師會想辦法彌補,用戶會“忍氣吞聲”的容忍,沒有零缺陷的產(chǎn)品。現(xiàn)階段,WiFi是唯一的選擇。
核心觀點:無線視頻傳輸技術(shù)只要占領(lǐng)了智能終端,就占領(lǐng)了市場。
當5G成熟后,有可能包羅萬象的收編所有現(xiàn)有的無線視頻傳輸技術(shù),包括WiFi、WHDI、WirelessHD、Bluetooth、Zigbee等等,特別是D2D、M2M技術(shù),不僅僅用于物聯(lián)網(wǎng)控制,而且非常有可能用于室內(nèi)無線視頻傳輸。
要把5G模塊作為標配安裝到電腦、電視上,還有很長的路要走,樂觀預(yù)測,至少10年。
核心觀點:未來屬于5G,但現(xiàn)在屬于Wi-Fi
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