如何以实时精度完善 5G 场内体验

随着 5G 服务提供商宣布改变人们在体育场馆和音乐厅参加活动时的体验的头条新闻承诺，这些努力面临的尚未解决的挑战被忽视了。简而言之，仅靠 5G 无法可靠地提供具有完美同步的直播和屏幕内容的现场服务。虽然一些移动网络运营商 (MNO) 在服务开发方面可能还没有达到这个问题，但其他运营商已经达到了。

事关重大。MNO 正斥资数十亿美元让 5G 覆盖的场馆饱和。无论他们处于发展曲线的哪个位置，大多数都致力于提供诸如多屏放大观看、单独控制的即时重播、与动作相关的数据馈送、浴室和食物线的全场视图以及显示交通状况和监控摄像头馈送等优势。停车位。

如果事实证明这些体验并不令人满意，那么这些投资的预期回报可能无法实现。这就是为什么消除实时精度的障碍对于激发消费者的热情至关重要，这将确保在场地和制作人许可交易的竞争中取得长期成功。

很多人认为，如果没有 5G 与前几代移动设备相比低得多的延迟特性，现场体验的新时代就不可能实现。这是真的。毕竟，就无线电接入网络 (RAN) 在传输有效载荷和无线电信号之间执行转换时所消耗的时间而言，5G 可以将延迟从 LTE 和前几代产品经历的多秒延迟缩短至低至 1 毫秒。

但这并不能解决点缀场地的 5G 微微蜂窝基站与服务器转码和流式传输现场制作之间的 IP 网络链路产生的延迟。它也没有解决这样一个事实，即编排和转码这些作品的输出，通常涉及多个摄像机输入和图形流，会给分发过程增加无法维持的延迟水平。

以音速提供 5G 体验

需要明确的是，这主要是声速问题，而不是与光速相关的问题。这是因为声速是用户感知屏幕体验是否与场地体验完美同步的关键。

虽然无法以光速视觉传输 5G 流，但人脑无法感知轻微的视觉延迟。只要屏幕接收和从舞台或现场看到的之间的延迟不超过大约 200 毫秒，就感觉是无缝的。但是不同步声音的回声效果是可以辨别的，并且在低得多的延迟阈值下可能会令人恼火。

鉴于移动网络运营商希望通过他们对场内 5G 服务的承诺来吸引眼球，您不会在公众讨论中发现太多关于他们对同步屏幕外和屏幕体验的终极需求的方式。但请放心，渴望成为一流服务巅峰之作的移动网络运营商正在寻找理想的体验，而且一些移动网络运营商发现他们可以迎接挑战。解决方案在于通过实时交互式流媒体 (RTIS) 基础设施实现现场和屏幕体验的实时同步，该基础设施利用基于 WebRTC 的平台所支持的速度。

作为证明可以实现这些目标的广泛部署平台的提供商，我们 Red5 Pro 非常了解这种需求。而且因为它触手可及，用不了多久至少一些移动网络运营商就会将场内体验正常化，这将永远改变购票者的期望。并且，最终，他们可能会更进一步，在场内和其他 5G 服务中广泛使用 RTIS 基础设施。

全球 MNO 对场内 5G 服务机会的追求

在探索我们距离在 Red5 Pro 的体验交付网络 (XDN) 平台的部署中看到这些功能的实现有多近之前，值得考虑的是运营商在全球范围内将 5G 投入现场使用时已经发挥的作用。这些努力很好地说明了我们对利用 RTIS 提供终极现场活动用户体验的运营商的期望。

在美国，三大运营商都以不同程度的先进功能承诺抓住了 5G 场内机会。到目前为止，Verizon 已经公开宣布与 NFL 和 NHL 的长期体育场内 5G 服务协议，以及与最近的印第安纳波利斯 500 比赛、2022 年一级方程式迈阿密大奖赛和场馆音乐会相关的部署，这在公开场合引起了最大轰动由 Live Nation 管理。

据 Groupe Speciale Mobile Association (GSMA) 称，Verizon 已在全国 25 个 NFL 体育场和 35 个其他体育和音乐会场馆部署了 5G 毫米波网络。Verizon 的 NFL 相关产品的最新展示发生在最近的凤凰城超级碗比赛中，现在在其大多数 5G 场馆提供七流多视图服务，使用户能够在七个摄像机角度之间切换，包括实景拍摄和个人激活重播。

还有一个增强现实 (AR) 元素，使用户能够创建个性化的球员统计数据显示和与现场体育场镜头相结合的自拍图像。例如，在后一种情况下，人们可以拍摄一张虚拟出现在超大屏幕上的自拍照，并将照片发布到社交媒体上。他们还可以在第二节期间参加一场比赛，该比赛涉及移动他们的手机，以虚拟方式将足球扔进停在场地中央的虚拟皮卡车中。

随着人们越来越习惯于使用新功能，Verizon 报告了此类努力的积极成果。该运营商指出，虽然 2023 年和 2022 年超级碗比赛的与会者中有 60% 是 Verizon 客户，但今年比赛日的数据使用量与去年相比激增了 57%。

过去一年，AT&T 和 T-Mobile 也在美国各地的体育场馆和其他娱乐场所部署了更密集的 5G。但是，除了偶尔的例外，他们选择依靠更好的覆盖率作为观众参与的驱动力，而不是提供与场地相关的功能增强。例如，AT&T 报告称，与 2022 年洛杉矶超级碗比赛相比，凤凰城 2023 年超级碗比赛场地的 5G 网络进行了重大升级，导致数据使用量激增 81%。

但两家运营商都明确表示，他们正在进行开发计划，随着时间的推移，这些计划可能会产生更多的场内特殊功能。到目前为止，AT&T 已将其场内 5G 增强功能限制在不涉及粉丝参与主赛事现场表演的功能。其中许多，例如在2023 年大学橄榄球季后赛前几天可用的选项，都涉及参加特别音乐会或主要赛事的其他边场表演。有些与 AR 相关，例如在盐湖城举行的 2023 年 NBA 全明星赛，球迷可以作为化身参与由两位 NBA 球星参与的互动 AR 游戏。

T-Mobile 已将其 5G 小型基站部署到许多场馆，但很少宣传场馆专用应用程序。相反，它像 AT&T 一样宣传这样一个事实，即其场内部署为人们提供了市场高水平的吞吐量，这减轻了用户在参加现场活动时通常产生的大量内容所导致的拥塞。

T-Mobile 偶尔提供的一组特定于场地的功能的一个例子是MLB 全明星赛前全垒打德比的 3D 全景渲染，它允许用户跟踪球的路径并查看传递其速度、距离和悬挂的统计数据时间。T-Mobile 正在寻求激发开发人员更多地参与应用程序创建，这可能会导致更多现场应用程序。例如，一位开发人员创建了一个音频应用程序， T-Mobile 用户可以使用他们的耳塞和耳机来调谐场地的音板，让音乐家听到纯净的声音。

在美国以外，有许多例子表明，场内 5G 体验仍处于初期阶段，需要与现场表演紧密同步。例如，在加拿大，Rogers Communications 与 AWS、爱立信、软件开发商 Immersiv.io 和场馆运营商 Maple Leaf Sports & Entertainment Ltd. 合作，开始利用新的 5G 频谱容量，在曲棍球比赛中实施基于 AR 的沉浸式观看游戏。

在欧洲，增强场馆内 5G 体验的商业产品的早期举措之一可以在德国找到，沃达丰 (Vodafone) 在那里与德国最大的足球联赛德甲 (Bundesliga) 达成协议，在该联赛使用的所有体育场内建立先进的 5G 基础设施。这使得沃达丰能够在安装完成的任何地方提供为天空体育客户开发的多视图和重播应用程序。

总部位于法国的 Orange 是另一家具有跨国足迹的欧洲电信公司，致力于开发先进的 5G 场内用户体验。该公司正在使用马赛的 Orange Vélodrome 足球场作为在其已安装的先进 5G 毫米波基础设施上开发应用程序的试验台。那里试用的几个公开应用程序之一将 AR 技术与 AWS 边缘计算和其他合作伙伴的技术结合使用，将游戏和玩家数据叠加到 AR 用户的视野中。

同样，英国 MNO Three 已与英超联赛的切尔西俱乐部和伦敦的斯坦福桥体育场签订合同，实施 5G 基础设施，该基础设施将作为应用程序开发的试验台。在这里，据说多视图、回放和实时显示统计数据与 AR 支持的混合也即将到来。

2022 年环法自行车赛发生了 5G 在现场活动中最先进的用途之一，尽管它与特定场地无关。这是另一个被标榜为实验性项目的 Orange 项目，但在部分比赛路线沿线的村庄和其他指定地点向所有 5G 用户提供服务。该应用程序支持比赛 3D 地图的 AR 投影，其中包含 21 个比赛阶段中每个比赛阶段的比赛数据，并使用独立的全息技术向用户展示比赛总监 Christian Prudhomme 直接讲话的体积全息图。

正如所有这些商业和实验举措所证明的那样，人们对 5G 提供的现场体验的观众吸引力达成了广泛的共识。向前走。挑战将是采取任何必要的步骤来确保屏幕体验与舞台和运动场上发生的事情实时同步。

5G NG 与 XDN 技术的强强联合

在 5G NG 标准中内置的分类帐功能的 5G 方面，对于充分实现潜力至关重要，包括：

• 网络切片，它在逻辑上定义了一个私有网络，它具有独立于更广泛的公共网络运行的带宽、弹性和延迟分配。
• 具有高蜂窝密度的分布式 RAN 基础设施，它将下一代 5G 节点基站 (gNB) 的功能划分为中央基带单元 (CU) 以及大型场地中可达到 200 或更多分布式单元 (DU) 或小型蜂窝.
• 超可靠和低延迟通信 (URLLC)，这是一种将 RAN 处理延迟减少到 1 毫秒的机制。

还建议现场服务提供商利用多接入边缘计算 (MEC) 解决方案，例如 AWS 的 Wavelength 和微软的 Azure 公共 MEC。这些是核心计算平台的小型扩展，可通过在运营商网络边缘设施内本地化计算和存储服务来帮助减少延迟。

使用 Wavelength Zones 的运营商包括 Verizon、KDDI、SK Telecom、Vodafone 和 Bell Canada。Azure 将 AT&T 指定为其 MEC 上的移动合作伙伴。Verizon 拥有最大的 MEC 足迹，在美国 13 个城市设有 Wavelength Zones。

但是，正如一开始提到的，即使实施了所有这些措施，寻求与现场活动实现最终应用同步的运营商也需要一种方法来减少生产流程和 5G 设施之间的链接所产生的延迟。这是 Red5 Pro 的 XDN 平台在部署中可以发挥的作用，这些部署经过优化以消除任何感知延迟，无论与会者智能手机上运行的应用程序可能有多复杂。

满足这一要求的能力始于 XDN 架构的基本性能参数，与许多 RTIS 平台一样，它利用 WebRTC，但性能水平要高得多。在跨越消费者、企业、机构和政府市场的用例中，XDN 基础设施支持所有视频馈送的帧精确同步，对交互式视频通信的可扩展性没有限制，可以以低于 400 毫秒的延迟跨越任何距离超过一或更多的云平台。  

XDN 还利用 WebRTC 底层的实时传输协议 (RTP) 来交付打包在其他分发配置文件中的内容，包括实时流协议 (RTSP)、实时消息协议 (RTMP)、安全可靠传输 (SRT) ), 和 MPEG-TS。但 WebRTC 是最常用的格式，因为它在所有主要浏览器中都得到支持，从而避免了对插件客户端软件的需求。

XDN 通过以最适合本地条件的比特率智能地向每个用户分发流片段，支持基于 HTTP 自适应比特率技术常见的多种比特率配置文件中的内容流转码和交付。在接收设备与任何其他受支持格式不兼容的极少数情况下，该平台会自动切换到单向延迟更高的 HTTP 直播流 (HLS)。

XDN 基础设施建立在一个分层部署的服务器软件堆栈上，该堆栈由一个或多个源节点组成，内容被摄取并在必要时进行转码；向最终用户的指定区域提供实时单播流的智能边缘节点，以及在大规模部署中用于将源节点与边缘节点阵列连接起来的中继节点。来自核心源和最终用户的实时流被编排以在具有完全冗余的故障安全性能的节点集群中分发。

XDN 节点可以部署在世界任何地方的公共云或私有云设施中。通过利用数据中心虚拟化的容器化和基于虚拟机的迭代，XDN 平台实现了资源利用的灵活性和速度，这对于无缝跨云操作和可扩展性至关重要。

所有这些功能都与 XDN 对 5G 场内流媒体操作的支持以及利用本地化分发环境将延迟降低到理想性能所必需的水平的其他措施相结合。这里的端到端延迟必须不超过 40 毫秒至 60 毫秒，这大致与扬声器和距离最近的场地扬声器 60 至 120 英尺范围内的最终用户之间的声速延迟时间范围相匹配。

使 Red5 Pro 能够满足这些严格要求的因素之一与 XDN 架构采用的节点集群方法有关。这样可以配置多个互连的源节点和边缘节点，这些节点提供多个端点来获取发布者和用户生成的内容，并确保始终采用最短路径分发给最终用户。

在拥挤的体育场内，减少延迟的集群编排可能涉及数十个 XDN 节点。无论现场 5G 现场体验有多少流，它们都会同时到达每个最终用户。

延迟减少过程的另一个主要因素与我们在 MEC 覆盖区域实例化 XDN 节点的能力有关。对于 Wavelength MEC 环境，这可以立即完成，因为 XDN 平台是 AWS 授权与 Wavelength 进行预集成的唯一 RTIS 基础设施。与其他 MEC 的预集成是可能的，但目前，集成必须手动执行。

最后，为了确保进一步减少延迟，Red5 Pro 支持使用硬件加速和 XDN 编码资源，这些资源可用于现场制作播出过程。这些功能已在最近的贸易展上通过使用 AMD Supernova 芯片组进行了展示，可将延迟减少约 8 毫秒，从而在编码过程中实现 2 毫秒的延迟。

原文：https://www.red5pro.com/blog/perfect-5g-in-venue-experiences/