高性能4K直播在5G网络中的应用

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2019166

电信科学 ›› 2019, Vol. 35 ›› Issue (6): 150-156.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2019166

• 专栏：5G助力转型 • 上一篇

高性能4K直播在5G网络中的应用

丁亦志,肖子玉,李邵平,吕红卫,牛瑛霞

中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080

修回日期:2019-06-10 出版日期:2019-06-20 发布日期:2019-06-20
作者简介:丁亦志（1979- ），男，中国移动通信集团设计院有限公司高级工程师，主要从事数据业务网、IT支撑网及信息安全方面的工程咨询、设计和研究工作。|肖子玉（1969- ），女，中国移动通信集团设计院有限公司网络所总工程师、教授级高级工程师，中国通信学会信息网络专业委员会委员，美国北卡罗来纳州立大学访问学者，主持完成IMS核心网、国际通信网、NFV、5G等多项重点工程研究、咨询和设计项目。|李邵平（1985- ），男，中国移动通信集团设计院有限公司工程师，主要从事数据业务网方面的工程咨询与设计工作。|吕红卫（1968-），女，中国移动通信集团设计院有限公司网络所所长、教授级高级工程师，享受国务院政府特殊津贴。长期从事通信工程咨询设计工作。|牛瑛霞（1971- ），女，中国移动通信集团设计院有限公司教授级高级工程师，主要从事数据通信业务网和IP网方面的工程咨询与设计工作。

Application of high-performance 4K live broadcast service in 5G network

DING Yizhi,XIAO Ziyu,LI Shaoping,LV Hongwei,NIU Yingxia

China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.,Beijing 100080,China

Revised:2019-06-10 Online:2019-06-20 Published:2019-06-20

摘要/Abstract

摘要：

为了加速5G产业化、商用化进程，促进5G与各行各业的融合创新发展，运营商启动了5G业务应用示范工程。首先分析了5G网络下典型的业务场景，描述了系统的总体架构，然后从4K采集设备、云直播平台和播放终端等方面给出了硬件方案，从直播管理、直播云快编、4K 转码、CDN 分发和网络切片等方面给出了软件方案。

关键词: 5G, 4K直播, 转码, CDN, 网络切片

Abstract:

In order to accelerate the industrialization and commercialization of 5G and promote the integration and innovation development of 5G with various industries,the operators launched the demonstration project of 5G business application.The typical business scenarios under 5G network was firstly analyzed,the architecture of system was described,then hardware scheme was given including 4K collector,cloud platform and broadcast terminal.Then software solutions were proposed including management platform,cloud fast encoding system,4K transcoding platform，CDN and network slicing.

Key words: 5G, 4K live broadcast, transcoding, CDN, network slicing

中图分类号:

TN929.5

丁亦志,肖子玉,李邵平,吕红卫,牛瑛霞. 高性能4K直播在5G网络中的应用[J]. 电信科学, 2019, 35(6): 150-156.

DING Yizhi,XIAO Ziyu,LI Shaoping,LV Hongwei,NIU Yingxia. Application of high-performance 4K live broadcast service in 5G network[J]. Telecommunications Science, 2019, 35(6): 150-156.

图/表 7

图1

图2

表1

4K采集设备配置"

序号名称	设备能力要求	功能描述
14K广播级信道摄像机	支持B4广播级镜头卡口，支持分辨率3 840×2 160像素(Ultra HD)及1 920 × 1 080像素等，帧率支持23.98 f/s、24 f/s、25 f/s、29.97 f/s、30 f/s、50 f/s、59.94 f/s及60 f/s	直播视频源采集
24K镜头及电影镜头	4K广播级B4卡口镜头	直播视频源采集
34K导播台	支持最少8路4K（3 840 × 2 160像素 Ultra HD）信号接入，自带多画面分割器、帧同步，TALLY，至少4个特效键	切换台监视不同摄像机信号
44K现场编码推流设备	硬件配置：高性能编码处理器；4通道3G-SDI 或者 1通道12G-SDI采集卡；64 GB DIMM ECC DDR4；双电源；GBE×6；200 GB SSD。软件配置：编转码平台操作系统；接入协议许可（UDP、HTTP、RTMP、SDI）；视频解码许可（MPEG2、H.264、H.265、AVS+、AVS2）；音频解码许可（AAC、MP2、MP3、AC3、DD+）；输出协议许可（UDP、RTP、HLS、RTMP、HTTP、MS smooth streaming）；视频编码许可（H.264、H.265）；音频编码许可（AAC、MP2、MP3、AC3、DD+）；一进多出编转码任务许可；HLG/HDR10 HDR曲线处理许可；HDR与HDR互转处理许可。SDR与HDR互转处理许可；播放预览许可；内容编辑许可；图文包装许可；直播控制许可；收录许可；网络管理与负载均衡单元；用户权限管理单元；日志告警管理单元；时间时区管理单元；任务控制单元；预设管理单元；素材管理单元。单机性能参考：1路4K/H.265 50帧直播编码能力或8路全高清25帧H.265直播编码能力或16路720P 25帧H.265直播编码能力；支持Wi-Fi信号	实现对SDI信号的编码并以流协议推送至目标网络
5CPE	具备Wi-Fi到5G信号转换能力，1个用于采集端上行，1个用于展示端下行， 1个备用	将 5G 信号转换为Wi-Fi信号

表1

表2

表3

图3

图4

设备名	硬件配置
全高清电视	分辨率为1080P；支持HDMI2.0；支持无线/网线网络连接
全高清机顶盒	支持HDMI2.0；配备了SD卡接口；支持1080P高清视频播放
4K电视	分辨率为超高清4K HDR（3 840×2 160像素）；OLED屏；亮度1 000流明以上；支持2160P格式；支持HDMI2.0；支持无线/网线网络连接
4K机顶盒	支持HDMI2.0；配备了SD卡接口；支持4K HDR超清视频播放；支持P60的解码能力；配备2 GB内存和8 GB闪存；支持1个PCIE2.0接口

主要网络指标	单位	数量	备注
上行速率	Mbit/s	40
下行速率	Mbit/s	40
单小区并发终端数	个	100
上行网络时延	ms	＜100
下行网络时延	ms	＜100
可靠性		99.999%
是否单独划分切片			是
是否需要连续覆盖			是
是否需要边缘计算			否

[1]	3GPP.Service requirements for machine-type communitcations (MTC) stage1 (Release13):TS 22.368V13.1.0[S]. 2016.
[2]	肖子玉 . 面向 5G 网络运营转型思路[J]. 电信工程技术与标准化, 2016(3): 1-5.
	XIAO Z Y . Challenge and transformation to meet 5G technology[J]. Telecom Engineering Technics and Standardization, 2016(3): 1-5.
[3]	钱昭 . 浅谈 5G 移动网络切片技术及关键问题研究[J]. 网络安全技术与应用, 2017(12).
	QIAN Z . Research on network slicing and key problems of 5G mobile network[J]. Network Security Technology ＆ Application, 2017(12).
[4]	程日涛, 张海涛, 王乐 . 5G 无线网部署策略[J]. 电信科学, 2018,34(Z1): 1-8.
	CHENG R T , ZHANG H T , WANG L . Deployment strategy of 5G wireless network[J]. Telecommunications Science, 2018,34(Z1): 1-8.

[1]	中国通信学会. 抢抓数字经济发展和数字化转型机遇，加快推进信息通信科技创新——从2020年中国通信学会科学技术奖看信息通信科技发展趋势[J]. 电信科学, 2021, 37(1): 1-07.
[2]	许颖, 任红, 王坦. 美国5G频谱战略概述及启迪[J]. 电信科学, 2021, 37(1): 102-111.
[3]	杨艳, 张涛, 郭希蕊. 基于相关性分析的5G高铁站间距计算方法[J]. 电信科学, 2021, 37(1): 112-120.
[4]	张呈宇, 李红五, 屈阳, 魏进武. 面向工业互联网的5G边缘计算发展与应用[J]. 电信科学, 2021, 37(1): 129-136.
[5]	胡煜华,汤滢琪,李贝. 5G网络共建共享模式[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 148-153.
[6]	侯慧芳,李雪芳,潘洁,丁志刚. 5G承载网数据采集和安全管控演进思路[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 154-159.
[7]	赵远,辛冰,马洪源,陈立锋. 边缘计算商业模式及落地部署关键方案[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 160-171.
[8]	李舒婷,刘金科,陈娜. 基于区块链技术的计费清结算平台的设计与研究[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 84-93.
[9]	肖子玉. 面向2030的未来网络关键技术综述——Beyond 5G[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 114-121.
[10]	杨旭,肖子玉,梁冰,李乐. 5G核心网部署及演进方案[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 131-140.
[11]	张丹,王磊,王晓琦,席思雨. 5G网络中NSA控制面和用户面时延性能分析[J]. 电信科学, 2020, 36(9): 141-147.
[12]	王晨曦,古锐,肖亚群,王卫波,王肖飞,刘悦. 基于“IPv6+”的智能IP网络方案[J]. 电信科学, 2020, 36(8): 66-80.
[13]	许方敏,伍丽娇,杨帆,赵成林. 时间敏感网络（TSN）及无线TSN技术[J]. 电信科学, 2020, 36(8): 81-91.
[14]	焦燕鸿,王韬,李富强,马向辰,尧文彬. 5G高铁无线网建设关键技术与解决方案[J]. 电信科学, 2020, 36(8): 151-159.
[15]	田辉,魏征. “IPv6+”互联网创新体系[J]. 电信科学, 2020, 36(8): 3-10.

高性能4K直播在5G网络中的应用

Application of high-performance 4K live broadcast service in 5G network

在线阅读

PDF下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 4

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0