作者 | 本刊编辑 孙琳
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10月1日，国庆阅兵直播首次使用“5G+4K”技术完成了室外移动场景下大规模超高清视频直播活动，用高科技、高清晰的影像记录这一重要的历史时刻。
现场采用5G网络对多个位置的4K摄像机信号进行了回传和直播，在移动状态下伴随花车、自行车走完了阅兵行进路线全程，途中经历多个5G基站切换，而高码率的4K超高清视频始终保持稳定和高品质，充分验证了5G在连续移动场景下实时传输高码率视频的可靠性。
总台央视技术管理中心基础资源部终端服务科科长齐翼所在的终端服务科除了负责70周年电视转播全程的无线通讯和有线通话保障之外，另一部分的重要工作就是基于5G媒体应用实验室相关的“5G+4K”传输落地的实际验证。
在此之前，总台已经先后在春晚、两会、福州端午龙舟大赛的电视转播中多次尝试在不同场景下使用5G网络进行相关的4K传输实验。到今年7月底8月初，通过与导演组沟通确认将有五个机位使用“5G+4K”传输技术。
一个机位属于A系统，这是一个位于长安街西观礼台附近的固定机位。另外四个机位属于F系统，用于在群众方阵中拍摄移动场景，其中两个位于A8、A9自行车方阵，采用将“5G+4K”的摄像机背包设备绑在群演的自行车上，实现完全无人值守的主观拍摄，另外两个则由摄像在移动花车上进行拍摄。
后方传输系统
齐翼表示，整套传输系统从端到端来说主要包括几大部分内容。首先是从拍摄终端到5G编解码的背包设备， 其次再到手机端的传输设备，然后通过5G基站的覆盖和信号的稳定性保障，最终回传至总台，经过IP矩阵分配到前方解码器前方的转播大屏供导演切换。为了保证移动状态下的稳定画面传输，这次“5G+4K”的传输试验过程中克服了一系列的困难因素，可以说是对团队的一次非常综合性的考验。
5G媒体应用实验室9月30日下午3点出发前设备检查
首先需要解决的是连续基站切换下的信号稳定问 题。除了西观礼台的A22机位相对固定以外，其他四个机位都需要从东长安街的建国门集结点出发，沿着长安街沿线移动到天安门西参与群众游行。根据导演的要求，从设备启动开始摄像后，画面一定要连续稳定有效地传回实验室，然后转回转播车供导演随时切换使用。这就涉及到了以前从来没有试过的在沿途连续数十个基站进行“5G+4K”的传输切换。
在传输端，总台基于5G传输网络与三大运营商合作，在建站阶段就进行了相关测试。首先前方同时覆盖了联通的NSA非独立组网和移动的SA独立组网，移动背包内的两部手机保证了多卡绑定，可以同时通过两家运营商的5G网络上传相关40M或者60M码率的使用数据，同时满足自动的负载均衡，即便其中一家网络不稳定时，可以自动调整传输数据来保证传输画面的质量。
另外的主要难点是解决移动中基站切换带来的码率波动问题。为了尽量减少波动对画面的影响，经过上百次的测试验证，根据5G网络的覆盖情况和码率波动，采用了包括纠错、时间调整、加密算法等措施，增加了5G背包传输设备的稳定性和安全性。
其次是在拍摄端如何保持稳定的拍摄。四个移动机位对于拍摄设备有体积上的要求，无法使用大型的4K摄像机进行拍摄。经过通盘考虑，齐翼选择了一款纯国产的符合广播级播出标准的微型4K摄像机Z CAM。这款机器体积小、扩展性好，可以搭载很多外挂的国产扩展组件，既可以方便摄像手持拍摄， 也可以通过夹具固定在自行车三角大梁上进行主观镜头的移动拍摄。
另外的难点是在编码端。传输的背包设备首先要进行4K编解码，既要满足总台编解码要求的4K画质标准，设备电池的体积也要严格满足便携性、移动化的要求。总台今年年初试验的5G传输还是基于华为CPE大型转网设备，体积大、自重重，对供电需求高，当时5G背包里的编解码设备加上CPE设备和电池共计25公斤左右的重量，体积相当于一个旅行箱。虽然可以保证定点拍摄使用，但是移动拍摄却非常困难。
5G移动背包
到今年6月份在福州龙舟大赛时，总台研发了一款新的原型机，经过7、8月份的相关测试验证，产生了第二代的“5G+4K”背包。背包采用两部华为 Mate 20X 5G手机作为传输载体，通过两路USB连接到编码器进行传输，实现了设备的小型化。编解码器方面，总台也联合国产编解码器厂商进行了第二代的研发。最终背包体积仅为原有背包的四分之一，重量减少到了5公斤以下， 单电池续航可到四个小时，完全满足了这次国庆阅兵演练的需求。
10月1日凌晨2点在建国门秀水街花车起点位置设备调试
最终在电视直播中采用了16秒的“5G+4K”镜头，其中四个移动的主观机位镜头由A系统的导演切入大屏使用，每辆花车4秒钟，这是非常珍贵的主观镜头。另外A22机位和四个移动镜头从建国门一直向西推进到天安门，全程都在央视新闻新媒体客户端的直播页面下给所有新媒体观众全程提供了“5G+4K”特殊视角画面。
其中A22机位非常贴近长安街的礼毕线位置，可以清楚的看到受阅官兵、车辆行进的全景状态，可以说是圆满完成了“5G+4K”的移动传输试验。
后续该系统又在10月份马不停蹄的参加了武汉军运会，在其中的海军武校项目中采用了国庆直播同样的背包设备，这也是第一次在国际赛事的公共信号制作当中采用“5G+4K”技术。这次实践的难度不亚于阅兵，比赛现场是三公里长的一个室外场地，高低起伏。因为中国移动和联通在当地已经实现了5G场馆覆盖，导演组在看到“5G+4K”传输的画面之后，认为指标能够满足需求，经过讨论非常大胆的使用了“5G+4K”机位作为移动拍摄的主机位，利用现场覆盖的现有条件进行了传输工作，这次也是“5G+4K”首次真正作为主机位拍摄。
军运会海军武校项目“5G+4K”作为移动拍摄主机位
随着5G正式商用，未来在城市中5G封闭、可靠、有效地运行，或改变电视移动转播的形态，例如将分散、移动的信号源作为单点机位通过5G进行回传， 大大提升信号传输效率。
总台已经做了前期的5G预研工作，但是目前整体产业链路还没有完全准备好，对于未来在5G方面的应用，齐翼表示总台会更多的从业务层面、应用层面来考虑要突破的地方。首先在链路搭建完毕的基础上，电视系统如何与三大运营商、无线通讯部门共同完成全5G电视信号的传输仍处于摸索阶段。其次，实验室明年也会通过新一代的编码技术和传输技术解决自身的编解码时延问题，与5G的低时延技术相结合，逐步达到广电播出的时延标准和要求。此外，包括8K传输的小型化试验和应用也是未来发展的一个目标。
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