5G直播傳輸概念驗證技術(shù)

5G通訊技術(shù)擁有諸多優(yōu)勢特點，包括“強化移動頻寬eMBB”、“超可靠低延時通訊URLLC”，以及“海量機器類型通信mMTC”等。其中一部分索尼目前正在奮力開發(fā)的、基于5G網(wǎng)絡(luò)的實時流媒體直播解決方案已被應(yīng)用在體育產(chǎn)業(yè)當中。此技術(shù)可將視頻流以低延時水平傳輸?shù)街谱鞫?，或可以直接將低延時視頻流推送至云端服務(wù)。索尼在2019年進行過兩次成功的體育活動轉(zhuǎn)播測試之后，這項新技術(shù)的落地應(yīng)用正在顯著加速。

索尼新一代高質(zhì)量低延時編解碼技術(shù)與 Nevion VideoIPath 在英國國王加冕典禮上完成了突破性的5G視頻傳輸概念驗證

BBC研發(fā)中心、Neutral Wireless和索尼攜手，共同完成這項技術(shù)驗證

索尼與旗下的 Nevion 在2023年5月6日英國倫敦舉行的查爾斯三世國王加冕典禮上，使用索尼新一代高質(zhì)量低延時編解碼技術(shù)與 Nevion 的旗艦級媒體編排平臺 VideoIPath 成功地在一次概念驗證（PoC）中展示了在5G連接中對直播信號進行動態(tài)優(yōu)先處理。此次測試由索尼、5G SA 專用網(wǎng)絡(luò)開發(fā)商 Neutral Wireless 及英國公共廣播公司 BBC 的研發(fā)部門共同完成。

在廣播電視行業(yè)，由于 5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普遍性、多功能性和雙向性，越來越多的從業(yè)者選擇在直播中使用 5G 來連接現(xiàn)場的攝像機。雖然 5G 具備實現(xiàn)快速連接的潛力，但在可用帶寬爭用激烈的情況下，5G通常難以持續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢。在公共 5G 網(wǎng)絡(luò)中，就明顯存在這種情況，因為同一時間會有許多手機用戶在線，有時廣播公司甚至也會爭搶網(wǎng)絡(luò)資源。但即便在專用 5G 網(wǎng)絡(luò)，當大數(shù)量設(shè)備（包括攝像機）連接到網(wǎng)絡(luò)時，同樣也會面臨類似的問題。

因此，這次概念驗證希望能證明可以使用服務(wù)質(zhì)量（QoS）控制和索尼新一代高質(zhì)量低延時編解碼技術(shù)，在獨立的非公共網(wǎng)絡(luò)（SNPN）上對媒體信號進行優(yōu)先處理。

這次概念驗證中使用的解決方案以索尼和 Nevion 的 Networked Live 產(chǎn)品為基礎(chǔ)。在媒體傳輸方面，每臺攝像機都配備了索尼一款即將上市的編碼推流產(chǎn)品原型機，可提供端到端超低延遲的基于 HEVC 技術(shù)的視頻編碼，并通過 Xperia? 5G 智能手機連接到 Neutral Wireless 5G SNPN 網(wǎng)絡(luò)之中。

在網(wǎng)絡(luò)和資源編排方面，使用 Nevion VideoIPath 與 5G 網(wǎng)絡(luò)的 NEF（網(wǎng)絡(luò)開放功能）進行交互，根據(jù)有關(guān)帶寬和信號優(yōu)先級的動態(tài)信息，為各個信號傳輸流分別配置QoS。例如，與未發(fā)射信號的攝像機相比，正在發(fā)射信號的攝像機的視頻信號會被賦予更高的優(yōu)先級。

Nevion 的首席技術(shù)專家 Andy Rayner 表示：“我們希望能創(chuàng)建統(tǒng)一的本地和云端分布式混合環(huán)境，而這需要網(wǎng)絡(luò)編排能夠跨各種固定網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)，控制端到端的信號傳輸。近年來，我們在媒體制作中積累了豐富的 5G 使用經(jīng)驗，此外由 Nevion 領(lǐng)導并由歐盟資助的 5G VIRTEOSA 項目讓我們?nèi)〉昧碎L足進步。這次概念驗證進一步證明了 5G 在直播應(yīng)用中的可行性，尤其是在有著極高要求的環(huán)境下?！?/p>

5G 技術(shù)為體育直播帶來豐富的可能性

索尼在2019年3月成功的于德國柏林和美國德克薩斯州進行了兩次基于 5G 技術(shù)的體育比賽轉(zhuǎn)播。

在柏林馬拉松賽事的現(xiàn)場，索尼影像產(chǎn)品與解決方案公司 ( SIPS ) 與索尼移動通訊 ( Sony Mobile ) 與其重要合作伙伴德國電信 ( Deutsche Telekom ) 及長期榮譽客戶 Infront Production 通力合作，通過使用“ 5G 直播概念驗證技術(shù)”，成功的實現(xiàn)了以下兩類服務(wù)。

1. 基于通過 Xperia 設(shè)備提供的 5G 網(wǎng)絡(luò)接入能力，使用 “編碼推送盒” 這一概念驗證實驗產(chǎn)品，將直播視頻信號從前方現(xiàn)場的專業(yè)攝像機，傳輸?shù)胶蠓酵鈭鲋谱鬓D(zhuǎn)播車 ( OB Van ) 。

2. 從現(xiàn)場3臺 Xperia 5G 設(shè)備直播拍攝，并通過 5G 網(wǎng)絡(luò)將內(nèi)容推送至由索尼影像產(chǎn)品與解決方案公司開發(fā)的云端制作系統(tǒng) Virtual Production 中進行云端在線切換，并最終分發(fā)至各社交媒體平臺。

在柏林馬拉松比賽的小試牛刀之后，索尼緊接著將5G實時傳輸技術(shù)帶到了美國德克薩斯州的美式橄欖球賽場上。在這里，同樣也進行了兩種模式的技術(shù)驗證應(yīng)用。

1. 在比賽現(xiàn)場使用 5G 直播概念驗證技術(shù)替代傳統(tǒng)傳輸線纜進行前方攝像機的高質(zhì)量音視頻訊號傳輸。

2. 利用無線傳輸?shù)膬?yōu)勢，利用 5G 網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)場媒體工作人員之間建立一個環(huán)形中繼系統(tǒng)。

關(guān)于 5G 相關(guān)設(shè)備的升級改造

由于 5G 網(wǎng)絡(luò)可提供高速、高可靠性通訊能力，但同時會制造出更多熱量，所以在 Xperia5G 設(shè)備的開發(fā)初期，索尼的工程師們就著重考慮了加強散熱的問題。而 “編碼推送盒” 則是將專業(yè)攝像機輸出的視頻信號進行編碼、壓縮后，通過 IP 技術(shù)傳輸?shù)浇K端目的地址的設(shè)備。廣播電視級直播需要高畫質(zhì)、低延時、高可靠性以及無掉幀這三項基本質(zhì)素。并且，網(wǎng)絡(luò)化傳輸方式天然的具有帶寬非平順的抖動特性，為此索尼影像產(chǎn)品與解決方案公司的工程團隊還針對性的開發(fā)了新的 IP 傳輸算法，以保證在傳輸高質(zhì)量的圖像的同時還可擁有盡可能低的傳輸延時與較強的抗帶寬抖動與防丟包能力。

另外，針對有較大帶寬需求的制作端及客戶端應(yīng)用場景，索尼中國研究院 ( RDC ) 還正在研發(fā)以下針對使用 Xperia 設(shè)備作為 5G 接入場景的協(xié)作下載技術(shù)。

技術(shù)背景：基于云服務(wù)的內(nèi)容分發(fā)

在視頻直播時，多個用戶會向云服務(wù)器請求同樣的內(nèi)容。為了保證用戶體驗，高速的云服務(wù)是必要的，但同時也會帶來更高的費用。

協(xié)作下載技術(shù)能夠節(jié)省傳輸帶寬和數(shù)據(jù)量，因而帶來更好的用戶體驗，同時節(jié)省云服務(wù)的支出開銷。

使用該技術(shù)，用戶在使用單臺 Xperia 手機作為 5G 接入設(shè)備傳輸流媒體或觀看4K視頻內(nèi)容時，可整合另外附屬的多臺 Xperia 設(shè)備，協(xié)同下載同一份內(nèi)容，在保證了 5G 連接接入穩(wěn)定性的同時，還有效提高了整體傳輸速率。

另外，在索尼的虛擬制作系統(tǒng)中，可通過協(xié)作下載技術(shù)提供的高帶寬、高網(wǎng)絡(luò)吞吐特性，實時遠程更新和監(jiān)看大屏幕中的相關(guān)虛擬內(nèi)容場景，進而提升創(chuàng)作者的創(chuàng)作空間，達到更佳的遠程制作流程體驗。