關(guān)于5G對(duì)交互式流媒體傳輸和視頻點(diǎn)播的助力和發(fā)展分析

在大型活動(dòng)中提供移動(dòng)服務(wù)

當(dāng)數(shù)萬名觀眾聚集在體育場、音樂廳等大型場館中時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)可能承受巨大的壓力。無論在何種環(huán)境下，人們都習(xí)慣于使用手機(jī)，在活動(dòng)中，他們希望享受到與往常一樣的便利和服務(wù)。

他們經(jīng)常身處不熟悉的環(huán)境下，希望隨時(shí)訪問與活動(dòng)相關(guān)的地圖、行程更新和新聞。他們還希望與好友分享體驗(yàn)，與位于場館其他區(qū)域的觀眾交流信息。隨著移動(dòng)視頻消費(fèi)的興起，他們還希望通過多角度視圖和重播，實(shí)時(shí)體驗(yàn)獨(dú)特的直播瞬間。

對(duì)于通信服務(wù)提供商而言，為了提供滿足這些期望的基礎(chǔ)設(shè)施， 可能需要付出昂貴的成本。由于分享和使用視頻的用戶人數(shù)眾多， 因此需要消耗大量的帶寬。此外，在網(wǎng)絡(luò)上傳輸大量數(shù)據(jù)還會(huì)產(chǎn)生延遲，導(dǎo)致令人失望的客戶體驗(yàn)，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸直播視頻的延遲通常是 30 秒。

無論在什么地方，面對(duì)如此之多的觀眾，都需要采取措施來保護(hù)他們的安全。場館運(yùn)營者需要快速訪問安保攝像頭視頻片段和獲取傳感器信號(hào)，以便能夠立即對(duì)任何事件做出反應(yīng)。他們還在不斷尋找方法來增強(qiáng)實(shí)時(shí)體驗(yàn)，確保觀眾對(duì)他們座位的視角感到滿意，這樣他們就不會(huì)移動(dòng)到可能導(dǎo)致?lián)砣倪^道或其他區(qū)域。

如今，很多人能夠在家里通過大型高清電視屏幕收看直播，所以，場館必須提供令人興奮的實(shí)時(shí)體驗(yàn)，才能吸引觀眾到場觀看。

打造智慧場館

雖然大型活動(dòng)可能帶來了挑戰(zhàn)，但也提供了機(jī)遇。當(dāng)人們參加活動(dòng)時(shí)，很多視頻和數(shù)據(jù)流量都是與活動(dòng)直接相關(guān)的。如果數(shù)據(jù)在本地存儲(chǔ)和路由，就能避免通信網(wǎng)絡(luò)上的回程及其導(dǎo)致的延遲。這就是MEC 技術(shù)的基礎(chǔ)，可將智能分散到網(wǎng)絡(luò)邊緣。

中國聯(lián)通、諾基亞、英特爾和騰訊云攜手合作，在上海梅賽德斯-奔馳文化中心進(jìn)行試驗(yàn)。這是一個(gè)受歡迎的音樂會(huì)場館，可以舉辦英語、中文、粵語、韓語和日語的演唱會(huì)。該場館可容納18,000 人，自從 2010年開業(yè)以來，已經(jīng)舉辦過眾多活動(dòng)，包括流行音樂會(huì)和各項(xiàng)體育賽事，比如籃球、曲棍球和摔跤比賽。此次試驗(yàn)是在一場流行音樂會(huì)期間進(jìn)行的，當(dāng)時(shí)場館內(nèi)座無虛席。

在試驗(yàn)中，觀眾通過一個(gè)安裝在移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用，觀看從場館四周的攝像機(jī)傳輸?shù)母咔逡曨l，確保獲得音樂會(huì)表演的最佳視角。借助這個(gè)應(yīng)用，粉絲們可在四個(gè)攝像機(jī)頻道中選擇他們希望觀看的頻道。實(shí)現(xiàn)這種功能的技術(shù)被稱為 EVO。

借助該技術(shù)，身在場館的經(jīng)過授權(quán)的主持人可以混合使用來自場館攝像機(jī)的舞臺(tái)畫面和來自他們自身設(shè)備的視頻，對(duì)音樂會(huì)進(jìn)行播放。在上海，騰訊云讓一些網(wǎng)紅能夠使用他們?cè)谏缃痪W(wǎng)絡(luò)上的公共頁面，流式傳輸音樂會(huì)視頻。這是使用VideoOrchestration 技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場直播的實(shí)例。

這種技術(shù)還增強(qiáng)了社交體驗(yàn)。借助該應(yīng)用，粉絲們能夠與社交媒體上的好友交換消息和視頻，還可使用地理定位，在場館中四處移動(dòng)時(shí)輕松找到對(duì)方。發(fā)送到場館內(nèi)手機(jī)上的文字消息在本地進(jìn)行路由，從而降低了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。

該場館以前還安裝了傳感器，可用于提高場館安全性。這些傳感器包括門傳感器和音頻傳感器，可以監(jiān)控特定區(qū)域中的人數(shù)，使用聲音來檢測意外事件。一旦出現(xiàn)緊急情況，可以使用觀眾移動(dòng)設(shè)備上的同一應(yīng)用，引導(dǎo)他們前往距離最近的安全出口。

MEC 可能實(shí)現(xiàn)的其他用例還包括低延遲的安保攝像頭流媒體以及面部識(shí)別。該應(yīng)用可以指引粉絲前往排隊(duì)人數(shù)最少的衛(wèi)生間， 幫助他們停車，或者讓他們網(wǎng)上訂餐，以便派送到座位上。使用該應(yīng)用，無法親臨現(xiàn)場的用戶可以在家里觀看音樂會(huì)，這樣服務(wù)提供商就能利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，創(chuàng)造新的收入流。

這次試驗(yàn)證明，在通向 5G 的道路上，我們可以利用現(xiàn)有的技術(shù)， 改進(jìn)現(xiàn)場活動(dòng)的體驗(yàn)。本次試驗(yàn)是使用當(dāng)前的4G 技術(shù)實(shí)施的， 但在 5G 推出之后，我們將能利用更多帶寬來支持虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，創(chuàng)造粉絲與他們喜愛的樂隊(duì)或球隊(duì)進(jìn)行互動(dòng)的全新方式。MEC 幫助中國聯(lián)通從通信管道提供商轉(zhuǎn)型為信息服務(wù)提供商。5GMEC 蘊(yùn)含著巨大的市場潛力和機(jī)遇，中國聯(lián)通計(jì)劃與合作伙伴在 MEC 創(chuàng)新技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域展開合作。

來自英特爾公司的工程師團(tuán)隊(duì)為場館提供了有關(guān)技術(shù)架構(gòu)的咨詢服務(wù)，并且協(xié)助進(jìn)行了軟件優(yōu)化。諾基亞的企業(yè)產(chǎn)品管理總監(jiān)Dirk Lindemeier 表示：“英特爾帶來的最大優(yōu)勢是他們?cè)谑袌龊图軜?gòu)方面的專業(yè)知識(shí)。英特爾洞悉通信市場的戰(zhàn)略發(fā)展方向，幫助客戶和合作伙伴完善未來的通信架構(gòu)。”

利用當(dāng)前基礎(chǔ)設(shè)施提供低延遲視頻

諾基亞提供的 MEC 解決方案采用了英特爾 至強(qiáng) 處理器系列， 讓通信服務(wù)提供商能夠使用當(dāng)前的4G 基礎(chǔ)設(shè)施提供近似 5G 的服務(wù)。該解決方案可在場館內(nèi)和其他人口密集區(qū)域提供低延遲視頻，同時(shí)避免網(wǎng)絡(luò)上的回程產(chǎn)生的成本和延遲。

在上海進(jìn)行的這次試驗(yàn)中，視頻直播的延遲從典型的30 秒縮短至 0.5 秒1。MEC 還讓觀眾能夠與好友進(jìn)行低延遲通信，而只對(duì)更大范圍的電信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生極小的影響，即使用戶使用對(duì)延遲要求很高的技術(shù)（比如視頻聊天），也只有很小的影響。

借助邊緣視頻編排（EVO）技術(shù)，運(yùn)營商能夠使用當(dāng)前的 4G 技術(shù)，向客戶演示5G 的巨大潛能。MEC 可為我們?cè)?5G推出后升級(jí)服務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這使通信服務(wù)提供商能夠充分利用 5G 提供的額外帶寬，同時(shí)最大程度地減少滿足日益增加的富媒體需求而產(chǎn)生的成本和延遲。

在這次音樂會(huì)前后，借助專為本場活動(dòng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，運(yùn)營服務(wù)商可以追加銷售新服務(wù)、增加與粉絲的互動(dòng)，從而在競爭激烈的市場中創(chuàng)造具有吸引力的優(yōu)勢。

場館運(yùn)營者也從中受益，讓每個(gè)座位的觀眾都能享受到前排座位的視覺效果。粉絲們既可感受現(xiàn)場活動(dòng)的氛圍，又能觀看從多個(gè)攝像機(jī)拍攝的視頻。與場館中的大屏幕不同，粉絲們可以控制自己設(shè)備上的畫面，不會(huì)再被其他人擋住視線，還能享受極低的延遲。大屏幕有時(shí)存在 30 秒鐘的延遲，在快節(jié)奏的體育賽事中，這樣的延遲顯得太長。

這個(gè)解決方案還可以擴(kuò)展，納入安保攝像頭，這樣，場館就可以通過低延遲視頻，對(duì)可能發(fā)生的任何事件做出快速響應(yīng)。

依托出色的通信網(wǎng)絡(luò)，中國聯(lián)通為智慧場館將來使用 5G 技術(shù)構(gòu)劃了網(wǎng)絡(luò)框架。借助 MEC，用戶可在當(dāng)前的 4G 網(wǎng)絡(luò)中嘗試 5G 體驗(yàn)，增強(qiáng)音樂會(huì)觀看體驗(yàn)。此次試驗(yàn)是中國聯(lián)通第一次與基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)提供商開展合作，聯(lián)合探索 MEC 的業(yè)務(wù)模式。中國聯(lián)通非常重視在其網(wǎng)絡(luò)上推廣 MEC 業(yè)務(wù)。

該解決方案基于 AirFrame* 數(shù)據(jù)中心硬件和 MEC 計(jì)算平臺(tái)。這個(gè)硬件和軟件服務(wù)器解決方案是專門針對(duì)需要低延遲和高吞吐量的通信應(yīng)用設(shè)計(jì)的。它基于英特爾 至強(qiáng) 處理器 E5-2680 v4， 具有高級(jí)數(shù)據(jù)包和加密加速功能。MEC 軟件由諾基亞開發(fā)，并與英特爾合作進(jìn)行了性能優(yōu)化。

小型基站安裝在場館四周，以支持觀眾的蜂窩連接。攝像頭等量通過現(xiàn)場的諾基亞 AirFrame服務(wù)器傳輸，該服務(wù)器會(huì)對(duì)這些流量進(jìn)行分析，以確定可在本地處理的所有請(qǐng)求。這些請(qǐng)求可以直接處理，而無需通過服務(wù)提供商回程和核心網(wǎng)絡(luò)，從而顯著減少了延遲，同時(shí)其他流量則繼續(xù)在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上傳輸。

現(xiàn)場還部署了騰訊的云視頻流媒體系統(tǒng)，采用英特爾 固態(tài)硬盤， 實(shí)現(xiàn)低延遲的視頻流傳輸。一段時(shí)間過后，較舊的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接脖P存儲(chǔ)。這樣可以實(shí)現(xiàn)最新數(shù)據(jù)的低延遲傳輸，而舊數(shù)據(jù)則可存儲(chǔ)在經(jīng)濟(jì)高效的大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)上。

在上海進(jìn)行的試驗(yàn)測試了最新英特爾 處理器帶來的性能提升。視頻拼接讓主持人能夠?qū)鲳^攝像機(jī)拍攝的舞臺(tái)畫面與他們自己攝像頭拍攝的畫面組合在一起，而使用新型英特爾至強(qiáng) 鉑金8180 處理器2 可將視頻拼接速度加快 1.72 倍。

在上海進(jìn)行的試驗(yàn)表明，MEC 技術(shù)目前具備了可行性，可用于降低視頻直播的延遲。它讓運(yùn)營商能夠在當(dāng)今的基礎(chǔ)設(shè)施上提供近似 5G 的服務(wù)，從而構(gòu)建更加可靠的平臺(tái)，為聚集了大量觀眾的大型活動(dòng)服務(wù)。

利用增值服務(wù)，包括活動(dòng)視頻和現(xiàn)場指導(dǎo)，MEC 能夠幫助通信服務(wù)提供商和活動(dòng)推廣者吸引和留住新老客戶。雖然此次試驗(yàn)的重點(diǎn)是 EVO，但 MEC 模型也可在其他應(yīng)用中使用，包括自動(dòng)駕駛汽車、物聯(lián)網(wǎng)和智能交通運(yùn)輸。