国之大典的5G直播背后

国之大典的5G直播背后

刘鹏

       2019年10月1日，是中华人民共和国70岁的生日。70年波澜壮阔，70年风华正茂。这一天，庆祝中华人民共和国成立70周年大会在北京隆重举行。

       金秋的北京，一百万平方米的天安 门前，在雄壮激昂的军乐声中，一组组徒步方队气势恢宏地走过，一列列空中梯队在天安 门上空飞过，划出一道道优美的弧线，一个个“国之重器”悉数亮相……

       同一时间，全球十几亿人通过央视直播观看了这一盛大的阅兵仪式和群众游 行。清晰、流畅的画面也首次在移动状态下通过5G网络以4K高清视频直播传向千家万户，传向世界各地。这一刻，一直坚守在网络前的客户、华为工程师相互击掌感谢，这一百多天的70年国庆典通信保障行动，圆满收官。                

首次移动式5G直播 华为5G手机显神通

      2019年7月底，客户联系华为中国区运营商大视频业务部的袁力、王建去央视开会，希望华为在70周年国庆阅兵式和群众游 行活动中为央视提供5G视频直播服务。

       作为中国主流的通信设备厂商，在重大事件的通信保障上，华为从未缺席。此前的6月29日，华为已经启动70年国庆通信保障项目，开启了“大干一百天”的最高级别保障征程。

       但这次接到客户特别需求任务的袁力和王建，心中却是喜忧参半。使用华为的5G技术为央视提供视频直播，对华为而言是无上的荣光，但挑战也不容小觑，在本次保障之前，华为还从未在移动状态下来完成5G的4K视频直播。要实现高码率4K视频在移动状态中连续回传，5G网络的上行速率单路要满足40Mbps，2路要满足80Mbps，这就要求5G基站实现连续覆盖、CPE（客户终端设备）终端、核心网带宽以及时延等都要完美配合，哪一方面有一丁点的问题都可能影响全局。

       在华为工程、产品维护、网络优化等团队的配合下，在具备条件的B客户长话大楼，视频小组联合央视摄像人员开始进行移动状态下5G视频直播的首次测试摸底。

       因为要求是移动状态，为方便央视摄像人员拍摄，不用一手扛摄像机，一手持5G相关设备，我们特意准备了一个“5G背包”，包里装有蓄电池、华为CPE终端和便携式编码器，重达25公斤。8月的北京，天气炎热，央视摄像人员4个小时来回走动达8公里，测试视频回传效果。让我们有些没想到的是，测试摸排出一个比较严重的问题，CPE终端在基站的小区每次切换后，画面都会出现明显的花屏。

5G背包  

       事情比较棘手，8月12日，性能小组的卜健拉上公司终端、无线研发团队开会讨论，了解到CPE在设计之初是为定点上网设计的，没有考虑到移动性，产品短时间无法满足移动性需求。没有子 弹，如何打仗？项目组感到压力山大。还有替代方案吗？适逢获得中国首张5G入网许可证的华为Mate 20X（5G）版本手机发布不久，有人建议用Mate 20X（5G）代替“CPE+电池”，这样一来，“5G背包”也可以从25公斤减轻到5公斤，让4K移动场景下的拍摄更加轻巧与便捷。

      好主意！视频小组立刻投入测试，结果消息却是一好一坏！好的是，Mate 20X（5G）完全可以胜任4K直播超高清回传；坏消息是，在天安 门前核心区域的300米线路测试中，画面不连续，经常卡顿，根本满足不了4K高清速率要求。当务之急唯有加快推动5G站点建设，确保无线信号覆盖的连续性，才有可能解决移动中画面长时间卡顿的问题。

与时间赛跑 改造独立组网效果显著

       可在长安街，特别是天安 门区域，临街个个都是著名建筑，甚至文物保护单位，要建设5G网络何其困难。

       在客户多方求助和推动下，天安 门东南角的国家博物馆等核心站点终于在8月16日建站成功，信号覆盖连续性逐步提升，测试情况一点点好转，卡顿问题逐步改善，大家的信心也在不断增强。

       客户在推动站点覆盖的同时，华为团队除了配合客户开通5G站点，也在“软件”上寻找网络优化的办法。我们通过软特性的开发来弥补非独立组网条件下上行带宽的不足，网络上行能力提升了30%，多路视频回传上行速率也提高到了120Mbps，从单路40Mbps全程上行测试变为双路80Mbps全程测试，提高了网络回传的可靠性。

长安街国家博物馆5G站点   

     正当大家满心欢喜之时，9月1日的测试，又给了我们出乎意料的一击。8月25日前后，长安街路南天安 门广场东西两侧安装了两个非常巨大的LED屏，对天安 门北侧区域的信号产生了严重的阻挡。我们测试发现，在临近天安 门的局部区域时三大运营商的视频均出现花屏、卡顿、丢包，特别是从西向东行进时，花屏严重。

       目前最好的办法只能是加强5G站点的覆盖，但推动工作并没有那么快，而第一次全流程彩排的时间越来越近了。9月7日晚至8日凌晨，怀着忐忑的心情，我们迎来了第一次彩排的检阅，结果因为LED屏的阻挡，A和B客户的网络都出现了大概率花屏现象，A客户的网络区域竟然达到22秒花屏。如果9月15日第二次彩排前仍不达标，将可能被取消5G直播。

       我们分析影响花屏有两个原因，一是信号覆盖区域某处难以协调加站，二是NSA（非独立组网）的上行带宽不够。

       那SA（独立组网）下提升上行带宽是否可行？项目组立即召开紧急会议，考虑到对客户的巨大影响，我们决定顶着重要保障场景使用最新技术的风险，通过SA组网来提升视频传送的上行能力。

       而此时距离第二次彩排仅剩5天。重压之下，我们只能与时间抢跑。

       9月11日，中午，我们完成了观礼台应急车的挂高改造，提升了信号覆盖范围；下午，完成东直门到美惠大厦的站点组网改造，测试良好；深夜，完成长安街区域11个站的SA组网改造。

       9月12日，中午，我们完成SA核心网到央视专线开通；12日下午、13日全天，在新SA环境下，我们连续进行了36个小时的持续测试，在新技术和组合拳下，A客户的花屏改善效果非常明显。

       9月14日下午，第二次彩排开始。相比第一次，整体效果不错，但A客户网络下的一个机位出现了两次很短时间的花屏。

       崩溃，怎么还是有花屏！

       每个人心里都清楚，如果花屏问题不能彻底解决，无论是对客户，还是对央视，抑或是华为团队，对任一方来说，都是不可接受的。

合力攻关 端到端解决概率性花屏问题

       顶着巨大的压力，9月16日，彩排一结束，我们和相关厂家、客户、央视技术部集中在央视大楼作战室，一起分析概率性花屏的问题。大家你一言我一语，最终达成共识，从目前的网络能力和测试结果来看，需要全网端到端考虑概率性花屏解决方案。

       那一夜，央视大楼灯火通明，央视技术部做了一个端到端的重大方案调整，要求编码器厂家从单通道改为双通道回传，要求两部手机同时传送视频图像，这样花屏出现的概率会减少50%。

       华为产品小组也在行动。关键时刻，团队拧成了一股绳，核心网、无线、数通、终端人员从9月16日到18日持续3天合力攻关，在天安 门区域的4个点位进行抓包、录屏，终于在18日“揪出”了丢包现象，终端攻关小组极其重视，3小时内找到了根因。编码器在大流量实时视频上传状态下对丢包要求严格，终端又组织专家在6个小时内通过新版本，在终端侧完成了保护机制的开发。

       9月18日还传来一个好的消息，最后一个站点建设取得突破性进展，A和B客户均在天安 门东侧观礼台灯光架上开通了5G临时站点，天安 门东西华表核心区域5G信号实现了连续覆盖。自此，我们配合客户完成40多个5G基站架设开通，上万个参数调整，以及覆盖优化、专线开通、测试验证等工作。

       9月19日，央视规定的测试时间到了。这一天，天安 门外场，华为测试小组成员刘世龙骑上自行车，背着5G背包，往返多次做行进测试。在往返不知道第多少次后，被安保人员拦了下来，于是，动作叫停，检查证件，一通解释后，终于放行。

      令人欣喜的是，画面变得稳定，连续5次测试无花屏。

现场视频回传测试

       9月21日晚，第三次彩排，也是全流程、全要素、全力量的预演开始。央视、运营商客户的高层济济一堂，在央视5G媒体应用实验室一起观看直播效果。虽然前两天测试情况不错，但是大家还是有些紧张，因为一旦5G网络视频直播出现重要问题，5G业务直播将会被取消。不到最后一刻，谁也不敢说已经万无一失了。

       22日凌晨02:10分左右，摄像团队在现场兵分多路，一路人骑上自行车，背上装有Mate 20X（5G）的5G背包、4K摄像机，以40Mbps的速率回传，从菖蒲河公园出发，进入核心区域后，全程无花屏。另三路从秀水街出发，使用花车，也启动了40Mbps速率回传，进入核心区域后，全程也无花屏！央视导演忍不住连声说“非常精彩，非常精彩的镜头！”央视和客户对这次彩排直播效果很是满意。

       然而我们谁也不敢掉以轻心，因为通信保障必须万无一失。第三次彩排结束后，第二套SA核心网也建设完成，9月24日，我们又进行了SA双系统备份测试，功能良好，可避免单点中断的风险。随后几天，降低终端码流、调整时延数据、配合央视调整IP矩阵和画分系统等，各种测试井然有序进行，编码器厂家也在不断优化。

       距离国庆大典的日子越来越近，我们心里也越来越有底了。

保障圆满收官是通信人最幸福的时候

       10月1日上午10点，万众瞩目的庆祝中华人民共和国成立70周年大会开始了。一个多小时的时间里，威武雄壮的人民军队、先进的武器装备、整齐的空中部队通过央视的镜头传至千家万户；20万人的欢庆瞬间，每一帧每一秒随着5G高速奔腾，走向世界。

       在央视、三大运营商客户以及华为的通力合作之下，本次庆典直播观看实现了多个首次突破：首次引入4K主观视角回传；首次对阅兵式进行4K超高清直播；首次对阅兵式进行多视角直播。比如群众游 行的“自行车车队”8号方阵、“众志成城”16号方阵和“乡村振兴”21号方阵通过时，隐藏在车辆方阵内的摄像机以方阵表演演员的主观视角传送画面，让视频前的观众也成为了“演员”，如临其境，多了一种情景式的体验，角度新颖，画面清晰流畅，富有张力。

5G+4K传输

       当最后一个“人类命运共同体”32号花车方阵经过天安 门广场后，在客户的指挥中心、网管中心、央视大楼，到处都洋溢着欢声笑语。所有人都知道，5G移动式视频直播最重要的时刻已经顺利度过。这一刻，是通信保障人最幸福的一刻。

       当朋友圈被盛大的阅兵仪式直播画面刷屏，当所有中华儿女在不同的时空通过网络为祖国送上相同的祝福，这一刻，也是通信保障人最美好的一刻。

       除了5G视频直播业务的保障，保障期间，我们开展了19万次网元巡检优化、3900次高危操作、60余次应急预案讨论和完善、519人现场保障值守人员……华为北京保障团队夜以继日，深挖方案，用最短的时间集中资源建起长安街沿线5G基站；他们不畏酷暑，用脚步丈量十里长街，反复测试不断优化，只为确保国庆当天的直播效果。北京代表处的网络保障负责人王玉林对此深有感慨：“太多的人，太多的故事……没有这些兄弟们一百天来的日夜奋斗，很难想象，我们能够笑到最后！“

       根据华为现场通信保障实时报告显示，庆典当天5G视频清晰流畅无花屏；天安 门区域4G网络经受5万用户的密集话务考验，用户整体感知良好。核心网整网流量同比增长90%左右、互联网移动视频用户同步增长240%；IPTV（交互式网络电视）固定用户增长65%左右。对这样的保障成绩，客户与华为都为之振奋。

       这一天，除了北京通信保障团队冲在第一线，全国其他省市、集团干线华为服务的各级主管和工程师也坚守在网管中心、重点机房、客户现场，安安静静，平平淡淡，专心做好自己的事情，守护着网络的安全。

       是呀，作为通信人，成就客户，守护网络，做好自己的事情，是我们的责任和使命，也是我们最快乐的事情！

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