前 言

　　在传统视频转播项目中，需部署大量光纤传输设备，或依赖卫星、微波等传输手段，不仅增加了直播的准备工作，也限制了直播的范围。5G网络具有大带宽、低时延、高可靠的特性，5G网络的大带宽的特性可以使上行速率稳定在100Mbps以上，理论峰值更是达到了20Gbps，5G天然满足超高清视频回传网络需求，而使用5G网络进行高清视频回传，可以更好的展现北京2022冬奥会的科技创新能力。

　　01G高清视频回传需求要点分析

　　5G高清视频回传需求：在场馆有线不可达区域，或配合微型摄影机、可移动摄像机，使用5G网络替代摄像机位转播线缆，提供高清视频回传业务，以及实现8K（编码后）视频信号稳定回传。

　　8K技术是一种视频技术系统名称，如采用H.265 Main 10 Profile（支持10bit像素精度）、Level 6.1进行压缩，可压缩为约85 Mbit/s的码流，压缩后的码流可实现5G传输。单路视频回传业务对网络QoS参数的要求如表1所示。

　　表1 单路视频回传业务对网络QoS参数的要求

　　02解决方案

　　目前现网已有5G视频回传方案，但该方案为5G建网初期，5G用户较少，5G网络基本空载的情况下，所实现的5G视频回传试点。

　　业务流如下：摄像头拍摄画面→直播背包→5G基站→承载网→核心网→电视台媒体云→解码器---视频播放端。5G网络视频回传业务流如图1所示。

　　图1 5G网络视频回传业务流

　　冬奥赛时期间，预计5G用户渗透率将达到30%，冬奥场馆内5G用户渗透率更高，现有3.5G设备容量压力较大，在面对2C业务突发情况下，需考虑采用技术手段实现2C、2B业务隔离，优先保障2B业务带宽需求。5G用户渗透率预测如表2所示。

　　表2 5G用户渗透率预测

　　为保障业务带宽需求、降低网络时延，高质量实现5G高清视频回传解决方案，需三个关键技术支撑：毫米波、E2E切片、MEC边缘部署。

　　2.1 毫米波

　　毫米波标准成熟程度与3.5GHz 的NR系统相同，中国频谱规划与欧洲相同，采用24.75~27.5GHz频段。

　　5G毫米波设备可以支持10G以上的下行峰值速率和500M以上的上行峰值速率，具有大带宽、大容量的技术优势。

　　采用毫米波设备建设5G 2B专网，与2C用户3.5频段物理隔离，可有效保障2B业务带宽，满足5G高清视频回传需求。

　　另外，可通过不同的帧结构设置，满足上、下行不同业务速率要求，如采用DSUUU帧结构，上行单用户峰值速率可达2.24 Gbit/s，可同时满足14路8K信号上传需求。5G毫米波不同帧结构单用户峰值速率如表3所示。

　　表3 5G毫米波不同帧结构单用户峰值速率

　　目前，国内正在推动毫米波频率分配及相关产业链发展，5G毫米波组网试验也正在开展，待毫米波技术成熟，可优先在冬奥场景部署，抢占技术和部署先机，服务科技冬奥，展示中国通信行业实力。

　　2.2 E2E网络切片技术

　　2.2.1 5G无线网络切片技术

　　5G无线网切片技术如图2所示。按照切片资源不同，无线网切片技术可分为3个层面。

　　图2 5G无线网络切片技术

　　a）QoS优先级调度：共享频谱，采用切片级QoS优先级调度机制，区分业务优先级分别进行资源调度管理, 成本低、服务范围广、灵活性高。

　　b）RB资源预留：共享频谱，采用基于切片的RB资源预留，不同业务享有专有RB，性能保障好。

　　c)专用频段：针对不同用户、不同业务采用不同频段建设专网，实现物理级频谱硬切片。

　　目前无线网切片技术以QoS优先级调度为主，RB资源预留切片功能预计将在2021年上半年商用，视频回传业务性能保障有待进一步提升。

　　在毫米波技术成熟后，采用毫米波频段组建5G专网，实现物理级频谱硬切片，以保障5G高清视频回传业务性能。

　　2.2.2 承载网切片技术

　　基于FlexE的承载网切片技术运用FlexE的通道化功能，在大管道物理端口上通过FlexE的时隙复用划分出若干个子通道端口，把这些子通道端口分片划分到网络分片的不同分片中，通过基于硬件的FlexE时隙复用实现各个分片之间的业务隔离。目前，该技术已成熟应用于5G网络承载网切片技术中。基于FlexE的承载网切片技术如图3所示。

　　图3 基于FlexE的承载网切片技术

　　2.2.3 核心网切片技术

　　统一云化部署根据不同业务需求建设虚拟核心专网，实现不同业务核心网切片功能，目前，该技术已成熟应用于5G网络中。

　　2.3 MEC边缘部署

　　MEC是集网络联接、算力资源、云和应用能力为一体的智能信息节点，为客户提供就近智能服务。

　　MEC边缘云下沉部署，实现视频本地上传、存储、分发，可满足视频业务大带宽、低时延等需求。

　　根据5G高清视频回传业务需求，可根据冬奥场馆分布及业务需求情况，就近部署MEC设备，降低网络时延，提高5G高清视频回传业务质量，为冬奥会观众带来极致的观赛体验和享受。MEC边缘部署如图4所示。

　　图4 MEC边缘部署

　　03结束语

　　通过采用毫米波、网络切片、MEC边缘部署等技术手段，可有效保障冬奥赛事期间5G高清视频回传带宽，满足业务上下行业务速率。由于篇幅限制，本文仅从技术满足层面对实现5G高清视频回传方案进行了研究，完善的解决方案需从站址选择、仿真验证、参数设置、网络优化等各个环节充分论证，才能真正满足5G高清视频回传需求，打造科技奥运。

　　参考文献

　　[1] 汪丁鼎，许光斌 ，丁巍， 等. 5G无线网络技术与规划设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2019.

责任编辑：李平