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5G 在“七一”绽放

发稿时间: 2021-07-16 10:02 来源:人民邮电报 作者:本报记者 方正梁 郭佳 张鸣 2021-07-16

庆祝中国共产党成立100周年大会7月1日上午在北京天安门广场隆重举行。在此次建党百年系列活动上,中央广播电视总台首次使用5G网络代替传统微波技术对大会进行视频直播。在为全世界观众带来多视角视觉盛宴的同时,是5G边缘计算、网络切片以及超高清等技术提供的保障。本期“5G﹢”版面,本报编辑主要为读者介绍支撑5G的关键技术:边缘计算、网络切片和超高清视频。









5G边缘计算:视听体验大幅升级

目前,中国共产党成立100周年系列庆祝活动已圆满结束,5G除了为系列活动提供了高质量的通信保障,也通过成熟的智慧应用为系列活动增添了一抹科技亮色。

庆祝中国共产党成立100周年文艺演出《伟大征程》收获了全社会一致赞誉。全球首创的“戏剧表演5G即时电影拍摄”技术,实现了大型舞台剧“即时摄影、瞬时导播、实时投屏”的创新构思。情景化的戏剧表演拍摄画面通过8路5G﹢4K超高清视频实时传输至导控台,进行镜头实时剪辑、实时调色等处理,在现场主屏幕上即时呈现出细腻的电影质感画面,为观众提供了沉浸式观看体验。

据介绍,这些技术的实现,需要极为稳定的5G即时传输技术和超高清拍摄制作技术提供保障。在中国移动全球首款超低时延5G背包建设的5G边缘计算视频专网以及超高清技术保障下,视频业务端到端时延下降了80%,抗干扰性更好。这种全新的“即时摄影、瞬时导播、实时投屏”摄制解决方案,将为大型演出和室内演出开创一种全新的艺术呈现模式,极大地拓展5G技术在传统文艺演出和舞台艺术方面的应用空间。

7月1日,中央广播电视总台首次使用5G网络代替传统微波技术对大会进行视频直播,视频业务端到端时延下降80%,当战机组成巨大的“100”字样飞过天安门广场上空时,清晰、流畅的超高清直播画面给观众带来了一场视觉盛宴。

细心的观众不难发现,无论文艺演出还是庆祝大会,5G边缘计算技术都在幕后扮演了重要角色。

大型节庆活动的直播流和观看用户比较集中,对系统高并发压力较大。在直播中4K/8K快速普及、越来越强调互动性的今天,直播数据量呈现爆炸式增长,网络负载可想而知。

此外,文艺演出《伟大征程》使用的5G即时电影拍摄技术也对网络提出了极高要求。实现镜头的实时剪辑、实时调色需要强大的算力支持和超低的网络时延,传统的制作方法需要将视频信息在演出现场和制作中心间传输,势必会加大播放时延,影响观看体验。

5G边缘计算技术是化解这些问题的利器,在靠近接入网的机房增加计算能力,以此来大幅降低业务时延,减小对传输网的带宽压力,进一步提高内容分发效率。

在传统网络结构中,信息的处理主要位于核心网的数据中心机房内,所有信息必须从网络边缘传输到核心网进行处理之后再返回网络边缘。5G时代,传输网架构中引入边缘计算技术,在靠近接入侧的边缘机房部署网关、服务器等设备,增加计算能力,将低时延业务、局域性数据、低价值数据等在边缘机房进行处理和传输,不需要通过传输网返回核心网,进而降低时延、减小回传压力,提升用户的使用感知。

5G网络切片:任意地点、实时拍摄、高清回传

中国共产党成立100周年庆祝活动已经圆满结束,在吸引了全世界目光的同时,其中采用的5G行业切片产品在国家重大政治活动上是首次亮相。那么,什么是网络切片,它在5G中扮演了什么样的角色,有什么特点,在此次盛典上又发挥了什么样的作用,本报记者在此一 一揭晓。

所谓网络切片,是指在同一个共享基础设施基础上运行的多个逻辑网络,提供给租户一定的独立运营能力可保证的SLA基础上的定制化网络。

5G网络切片通过一系列技术的集合,按照不同的业务场景和业务模型,利用虚拟化技术,对功能、隔离机制、网络运行和维护服务等进行逻辑上的灵活定制,形成多个独立的虚拟网络,为不同的应用场景提供相互隔离的网络环境,使不同应用场景可以按需定制网络,从而满足垂直行业的优先级、计费、策略控制、安全、移动性等功能方面的差异化需求,以及时延、可靠性、速率等性能方面的差异化需求。

此次大会上,中央广播电视总台在天安门广场东西观礼台设立的拍摄机位,以往的有线方式无法触达,也无法完成直播任务。中国联通北京市分公司通过5G网络切片助力总台完成了“任意地点、实时拍摄、高清回传”的高难度拍摄任务。

而在会场之外,5G应用异彩纷呈。我们欣喜地看到,网络切片的应用呈现欣欣向荣之态,行业用户对于5G网络切片的认知和接受程度正在与日俱增。在多媒体、电力、工业、医疗四个典型代表行业,5G网络切片技术已经为行业发展带来了极大的可能。

在今年的大会上,利用5G大带宽、低时延、广覆盖的特点,将现场特殊机位信号以小于1帧的时延传输至转播车进行制作。此时需要利用切片保障现场无线特殊机位至转播车的近端传输质量。

在中心化制作流程中,需要在多个异地现场进行轻量化和敏捷部署,并将多机位视频、多音轨音频、赛事数据采集、低时延通话、双向控制等信号通过5G无线网络进行双向传输,在远程制作中心即可对现场进行统一控制。此时需要利用切片保障多个异地现场和远程中心之间的远端传输质量。

可以说,网络切片技术为5G提供了充分的技术保障,也正是在切片技术的加持下,我们可以在网络上实时观看不同视角的天安门广场,见证这一意义非凡的时刻。

5G超高清视频:推动直播变革

在今年的庆祝中国共产党成立100周年大会上,亿万观众通过网络、电视等多种方式观看了5G﹢4K超高清直播,基于5G的数字化全媒体采访终端设备也在大众面前亮相。

5G让直播画质升级,也让媒体记者的设备换新。大会直播中备受媒体记者青睐的“数字采编三件套”为即拍即传腰包、5G﹢ 4K背包、专有CPE设备。相比以往的固定机位,“一人一机一包”的简洁配置让摄像师可以灵活便捷地在会场穿梭,随时捕捉精彩画面,让全国亿万收看直播的观众身临其境,一起沉浸在会场热烈的气氛中。

而5G超高清制播解决方案则可以实现连接上云、导播播出、点播回看等功能。多个机位通过5G背包实现视频快速上云;使用云导播进行多机位画面切换、图文包装、音量调节等,即可通过直播﹢CDN分发实现播出或回传。导播人员可随时随地、按需使用制播系统,降低成本;使用云快编对直播录制做快速编辑,即可通过点播﹢CDN分发实现回看,极大解决了多机位直播的大型活动,通常需要提前数周数月运输、调测设备、铺设线路,成本较高的困难。

相较于4G技术,5G赋能超高清,可以大幅缩短信号传输时间。边缘计算和切片管理等新架构,有望将超高清视频处理、渲染和制作的时延降至10ms以内,同时满足专业媒体对于超高清视频传送安全性的需求。

从标清、高清到超高清,人们对于视觉体验的更高追求从未停止。对于超高清视频,业界认为其不仅具有4K或8K的分辨率,而且具有高帧率、高位深、广色域、高动态范围等特点。5G网络可保证高画质视频以高效率的方式生产、传输和还原,使得超高清视频应用有了更广阔的空间。

对于个人用户,5G与AI、VR和云计算等深度融合,将催生更多新场景、新体验,如多视角、自由视角、自由缩放、3D巨幕、8K﹢VR等,在观看和互动方式上带来了改变——从平面视频进化到空间视频,视频体验更加个性化和沉浸式。

例如,华为与湖南卫视合作,在《舞蹈风暴》第二季中引入蝶式升降、AI多轴方案制作的360度自由视角内容,通过5G网络,带来自由旋转、任意角度欣赏舞蹈的互动体验。

与此同时,超高清视频已成为一种生产工具,为垂直行业打开了全新的价值空间。相关部门相继出台《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》《广播电视技术迭代实施方案(20202022年)》等,指明产业发展方向。特别是《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》中提到,到2022年,我国超高清视频产业总体规模将超过4万亿元,给产业发展注入了“强心剂”。

未来,随着5G网络的更大规模部署、芯片终端的进一步成熟,以及内容制作等配套环节的完善,超高清视频将迎来又一个发展高峰。而在5G﹢超高清视频的带动下,5G应用必将百花齐放、春色满园。



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