基于边缘计算的5G+视频直播低时延解决方案

基于边缘计算的 5G+视频直播低时延解决方案

韩静 陈红霞

中国联合网络通信 有限公司聊城市分公司 山东省聊城市 252000

引言：随着移动互联网的高速发展和用户个性化视频播放的需求增长，同时加上运营商的大力推广和普及，视频业务已经成为网络的基本业务。但是，在视频业务快速发展的同时，用户对视频体验的要求的也是越来越高，既要高清又要低时延，这无疑对运营商的网络尤其是核心网造成了比较大的压力。基于边缘计算的5G+视频直播低时延解决方案，本方案集合5G技术的高速率、大带宽、安装灵活等优势，利用边缘MEC本地缓存和分流能力，采用PON接入访问，实现视频流的就近接入、低时延、低丢包特性，得出端到端78ms的时延结果，与当前用户普遍使用的视频直播互联网接入云平台访问测试对比，有效提升了视频类业务的质量体验。

关键词：边缘计算、5G、高清视频直播、低时延

方案简介：

MEC部署：采用OLT内置刀片服务器，在接入机房引入计算存储设施，形成边缘MEC应用，提供本地缓存和分流、节能管理、智慧围栏、室内定位和导航、信息服务管理等功能。

利用在OLT上安装刀片服务器的方式实现MEC的本地缓存和分流功能，内置刀片不仅有效利用了机框、供电、散热等资源，还与OLT之间配有网络连接，可以实现相互通信。同时充分利用PON网络的高带宽和良好的Qos特性对高码流视频内容进行本地卸载，在保证视频高质量的同时大幅提高了网络的整体吞吐量，降低了视频内容的传输成本。

MEC将传统电信网络与互联网业务进行深度融合，旨在减少用户业务交互的端到端时延，同时通过发掘无线网络的内在能力，更好地提升用户业务体验。从MEC的完整解决方案考虑，MEC既需要通讯网络能力（CT能力）支撑、也需要云计算能力（IT能力）支撑，是一个ICT技术融合的最佳结合点。

通过在边缘部署MEC平台，能够有效的实现将云的计算能力从中心延伸到边缘，实现业务快速处理和就近转发，来满足5G多样化的应用场景。

技术实现方式: 基于边缘计算的5G+视频直播，端到端码流分别采用server、client端设备。

网络部署：

无线侧：中兴摄像头通过中兴网关设备将编码码流通过网线传送到5G CPE，5G CPE将视频流无线传送到基站设备。

边缘侧：基站运用隧道技术将上行视频流传送到中兴OLTc600设备，中兴c600设备内置刀片服务器，刀片采用16核SoC Intel CPU处理器，15T SSD硬盘，配置MEC本地缓存和分流功能，通过Gateway Proxy方式对视频流量进行本地卸载，同时与OLT之间配有网络接口，流量转发至本地Pon口。

内置刀片服务器安装示意图 内置刀片服务器原理示意图

接入侧：访问终端通过千兆光猫接入中兴OLTc600设备的PON口，终端安装中兴视频网关解码软件，进行时延测试。

方案测试结果：

端到端ping命令测试为1ms。

端到端视频流时延78ms。

上述方案中：

5G+MEC，视频直播时延78ms.

5G+固网宽带，大华摄像头采用5G CPE上传视频流，终端通过互联网云平台访问视频时延为376ms。

固网宽带，大华摄像头采用本地城域网上传视频流，终端通过互联网平台访问视频时延为669ms。

技术创新及推广：

分别从5G+MEC、5G+宽带、宽带三个维度对视频直播时延进行了测试和分析，得出有效的对比结果，对5G的创新应用效果展示更为直观。

当前国内外对5G在视频直播方面的应用主要集中在全移动网络环境，该项目探索多场景融合应用，端到端视频直播时延78ms左右的理想实验数据，在国内外处于创新领先水平，可以满足于面对面课堂等一些实时直播项目。同时设备安装灵活，接入成本低，减轻了核心网及骨干承载网的大流量压力，节省了网络投资。

参考文献：《5G移动通信系统及关键技术》 张传福 著