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中兴通讯5G技术助力VR视频应用进入新时代


国际电联ITU提出了5G的愿景£¬5G会面向三大场景提供服务£º

在eMBB场景下£¬用户可以获得高于2Gbps的下?#20852;?#29575;£»在mMTC场景下£¬每平方公里可以实现100万以上连接数£»在uRLLC场景下£¬可以实现低于1ms的空口时延£¬高达99.999%的可靠性¡£

三大场景的结合£¬将为VR视频产业带来巨大的提升¡£

一¡¢当前主流的VR业务形态分析

VR对于用户来说£¬能够接触到的就是终端设备£¬当前的主要终端设备有以下几种类型£º

1.外接式VR头盔

外接式VR头盔的特点是需要有一台高性能显卡主机做视频运算£¬外接式VR头盔作为显示设备£¬两者相结合才能获得完整的VR观看体验¡£

该类型的VR体验是当前最好的£¬图形渲染能力强£¬可以运行大型VR游戏£¬但高性能视频主机通常价格昂贵£¬大大阻碍了VR的普及¡£

2.VR一体机

VR一体机是将数据存储接收¡¢图像处理¡¢显示?#25216;?#25104;在头盔中£¬只需要一台设备£¬能够联网即可体验VR¡£

受限于设备的能力£¬图像处理性能一般£¬只适合观看VR视频£¬无法体验游戏¡£

3.手机式VR头盔

手机式VR是使用手机+VR盒构成的简单VR设备£¬在手机中安装VR专用APP即可体验VR£¬是门槛最低的体验方式¡£

由于手机屏幕的限制£¬难以输出高分辨率的图像£¬普遍体验不佳¡£

VR的技术已经发展了一段时间£¬但用户量一直没有获得爆发性的增长£¬主要原因在于£ºVR终端的性能与成本存在矛盾¡£通常业界认为£¬VR体验最好的设备是HD主机+外接式VR头盔¡£但是该设备价格较高£¬一套设备通常要超过1万元£¬难以在大众用户中普及¡£另外一种低成本方案是VR一体机£¬兼具数据处理和显示功能£¬价格约2000-3000元£¬但是该设备的图形处理能力一般£¬只能进行视频观看£¬无法再对图像进行渲染£¬难以获得良好的VR体验¡£

二¡¢ VR的技术特点以?#26114;?G的结合点

在VR使用中£¬普遍有个问题是眩晕感£¬其根本原因是像素不够高¡¢帧率不足造成的¡£业界一般认为£¬4k以上的VR才能提供没有眩晕感的体验£¬随着分辨率的提高£¬对网络传输的要求也大幅增加£¬具体如表1£º

表1 VR的发展阶段及对网络的需求

可以看到£¬5G网络可以满足VR业务?#28304;?#24102;宽的需求£¬典型5G网络单用户速率可?#28304;?#21040;2Gbps以上£¬可以满足多路VR用户同时体验的需求¡£

VR业务的另一个指标¡ª¡ª时延£¬在5G网络中通过MEC架构的引入£¬?#37096;?#20197;得到极大的提升¡£视频数据就近在MEC上进行渲染?#22270;?#36895;£¬大量数据不再经由核心网发送到Internet£¬有效减少了数据因传输路径过长而带来的时延¡£

三¡¢中兴通讯创新的5G应用案例

中兴通讯在充分研究了5G的行业应用领域之后£¬将VR视频类应用作为首个在5G网络中部署的应用£¬目前已经取得了优秀的演示效果和巨大的社会影响¡£

1.360度全景直播

在2017年世界互联网大会上£¬中兴通讯在第一次向业界展示了通过5G网络传输的全景视频¡£

360度全景视频是标准4k的画面£¬因?#28304;?#23485;需求较大£¬一直以来?#38469;?#36890;过有线网络才能传输£¬这样会带来一个比较大的限制¡ª¡ª摄像机一直需要拖着一根网线才能实现直播¡£中兴创新采用了5G网络作为全景视频回传的通道£¬有效解决了全景摄像机不能随便移动的难题¡£

整个5G直播?#20302;?#30001;三部分组成£º风景区¡¢5G?#20302;场?#28436;示区¡£

风景区¡ª¡ª中兴的5G直播?#20302;常?#20840;景摄像机架设在乌镇西栅景区的观光船上£¬通过设置在船内的5G终端£¬将4k全景视频数据实时传送到5G网络中¡£

5G?#20302;场ª¡?G?#20302;?#30001;5G NR基站和5GC核心网组成£¬将5G终端发送的视频数据汇聚到核心网£¬并传送到演示区¡£

演示区¡ª¡ª演示区是2017世界互联网大会现场£¬这里由一台视频主机接收4k全景视频数据£¬将画面投放在电视墙上¡£同时还可以由VR进行第一视角的全景体验¡£

这次直播通过3.5GHz 5G预商用基站覆盖乌镇西栅景区河道£¬景区游船上安装高清摄像头£¬拍摄图像通过5G网络实时上传£¬随着船只在水面缓缓行驶£¬一幅?#35272;?#30340;高清4K水乡风景画也徐徐在大会现场观众面前展开¡£

采用多个高清摄像头合成广角画面对上行传输速率要求高£¬5G空口网络上?#20852;?#29575;在实测中能达到数百兆每秒£¬因此在复杂多变的外场真实环境下£¬4K高清画面能够高速¡¢无损地被传输至展会现场的大屏幕上£¬观众就可通过高清全景直播游览水乡£¬身临其境般直观感受5G网络大带宽的特性¡£

2.低时延VR游戏

在2018世界移动大会巴塞罗那展上£¬中兴通讯联合中国移动展出了业界首个基于5G网络和MEC的云VR游戏¡£

中兴通讯联合中国移动提出的云VR方案£¨如图 3所示£©£¬可以完美的解决VR用户设备成本与性能体验的矛盾¡ª¡ª在5G网络中部署MEC网元£¬并利用MEC的开放能力部署GPU集群£¬VR游戏的图形渲染处理放在边缘云上¡£用户可以使用价格较低的VR一体机£¬通过云端的图形渲染£¬获得上万元高清主机才有的VR互动游戏体验¡£可以预计£¬VR游戏业将迎来新一?#30452;?#21457;增长¡£其组网方式如图1£º

图 1 基于MEC的云VR游戏

3.无人机视频直播

2018年3月£¬中兴通讯联合中国电信等£¬在雄安新区联合进行了基于5G网络的无人机视频直播¡£

无人机无论在个人娱乐还是在行业的应用£¬目前已经非常广泛了£¬但是当前的无人机拍摄£¬由于缺乏高速的视频回传通道£¬还无法做到实时直播¡£5G网络为无人机提供了移动场景下的视频回传通道¡£使用无人机拍摄1080P的实时视频£¬通过编码和5G网络的传输£¬可以在远端的演示区£¬实时观看无人机的飞行直播¡£

在丰富的应用案例后后£¬体现的是下一代通信技术的发展和领?#21462;?G突破了传统移动通信应用范畴£¬渗透旅游¡¢家庭¡¢制造业等各个行业£¬使得人类社会更加智能化¡¢自动化和互联网化£¬而VR应用正是其中一个小小的缩影¡£


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