冬奥5G智慧场馆研究

冯 选，李永萍，李 鑫，高寅欣（.中国联通智网创新中心，北京 00048；.中国联通北京分公司，北京 000；.中国联合网络通信集团有限公司，北京 000）

0 前言

北京2022 年冬奥会和冬残奥会是我国重要历史节点的重大标志性活动，随着5G、大数据、云计算、边缘计算技术高速发展，转播机构及现场观众不再满足传统意义的制作及观赛体验，无线化、轻量化、智能化的下一代智慧场馆研究具有里程碑式的意义。

本文提出的冬奥5G 智慧场馆，借助5G 网络构建媒体转播专网，为转播提供随用随接的服务，在场馆内构建5G边缘计算环境，实现向场内用户提供精彩回看、多视角、自由视角等智慧观赛服务。其中，5G 媒体专网为转播商提供安全、可靠、便捷、高质量服务，针对不同场馆的成本需求、场地情况，提供虚拟媒体专网和混合媒体专网2 种形态。而基于媒体专网的智慧应用为观众带来“超级观赛体验”，整体架构由云、馆、端三层部署，实现媒体流本地回传保证低时延、不出场播放；用户通过手机APP 或者二维码即可方便地享受到智慧观赛服务。

1 冬奥5G智慧场馆需求

2015 年我国体育场馆数量在188 万个左右，全国体育场地面积达到21.53 亿m2。2015 年我国国内人均面积为1.57 m2，发改委、体育总局《“十三五”公共体育普及工程实施方案》提出，到2020年，人均体育场地面积达到1.8 m2，2025 年将人均体育场地面积提升到2 m2。庞大的场馆数量以及人均面积增量空间意味着网络覆盖、场馆智能化方面存在较大市场空间。当前场馆以政府性质的投入和场地租赁为主导，商业模式单一，无创新业务增长点，难以适应转播及观赛方面的互联网化需求。

对于场馆使用方转播商来说，转播内容生产成本高：目前大型赛事的直播网络保障以有线为主，存在着布线复杂、成本高、施工周期长、人工效率低等问题，频繁举行赛事应接不暇；同时由于更多新型移动式拍摄终端的投入使用（如无人机、移动式拍摄车、VR 球机等）传统有线方式无法满足要求，有线转Wi-Fi存在干扰及质量不可控等难点。用5G 替代有线或Wi-Fi 为转播提供上行大带宽、高质量的专用网络，将公众用户与媒体专用直播服务的网络链路分开，成为一种重要的场景。据统计，国内一年马拉松赛事大约1 800 场，大多数需要移动式直播，对5G网络直播需求旺盛。而冬奥会比赛特别是雪上项目，以户外为主、移动速度快、环境恶劣，媒体转播对5G网络提出更高的要求。

对于场馆内观众而言，面临观赛体验差的问题：如场馆内用户数多，上网困难。由于直播应用的高度普及，观众更加习惯可交互、定制化、沉浸式的观赛体验；在现场的观赛过程中，除了享受现场实时的比赛信息，也存在对精彩回放、球员信息、异地同步赛事信息等方面的诉求，对于座位不佳的观众还需要更多的观看视角。受限于现场密集环境下的网络条件，观众无法得到类似的观赛体验。场馆内的5G 网络可以解决密集用户上网的诉求，通过部署在场馆的边缘计算（MEC）服务可就近向观众提供低时延服务，并满足场内视频不出场的版权保护需求。

2 冬奥5G智慧场馆解决方案

2.1 方案概述

冬奥5G智慧场馆解决方案面向2B、2C两类场景，为场馆建设一个基于UPF下沉的5G专网，提供与公众用户区隔的媒体转播服务网络，可实现大带宽上行、低时延的SLA 服务质量以及数据隔离的安全保障；基于下沉后的网元配合专用服务部署，面向观众提供场内视频分流服务，并对接外部赛事数据及外场视频，实现场内个性化观赛应用。

2.2 面向场馆运营方（或转播商）：冬奥场馆媒体专网

通过5G网络切片技术，构筑高优先、低时延、安全隔离网络，为赛事转播提供丰富的移动拍摄场景，为移动媒体转播提供拍摄上传服务，将信号实时回传至媒体转播平台，满足媒体转播机构快速高效节目制作的需求。根据不同场馆方的成本、建设需求，提供虚拟媒体专网和混合媒体专网2种形态。

2.2.1 虚拟媒体专网

基于5G 公众网络资源，利用端到端QoS 或切片技术，为客户提供一张时延和带宽有保障、与公网数据隔离的虚拟专有网络，实现带宽、时延、优先级的差异化服务。虚拟专网具备服务范围广、部署上线快、构建成本低的优点，适合对价格敏感、临时性或无固定场所要求、有一定的数据安全及网络保障要求的场馆。对于非固定场所的转播，如马拉松等户外运动场景，无法下沉UPF 到场所附近，可采用虚拟媒体专网，通过网络切片提供服务。

图1示出的是虚拟媒体专网。

图1 虚拟媒体专网

2.2.2 混合媒体专网

以5G数据分流技术为基础，通过无线和控制网元的灵活定制，为客户构建一张增强带宽、低时延、数据不出场（馆）的基础连接网络。此种专网将部分核心网元，如UPF 下沉到场馆端给场馆专用（但控制面网元AMF、SMF 等还是使用大网，无线基站以共享为主，节省建设成本），从而实现用户数据不经过5G 公网的完全隔离。混合媒体专网与虚拟媒体专网相比，给场馆管理者提供了更多的网络配置能力，如上下行流量控制、用户黑白名单管理、用户自服务等增强功能，并可实现与客户的系统或第三方系统对接。混合媒体专网具备数据不出馆、按需组网、资源灵活定制的优点，适合有固定场所、长期性部署、较高数据安全、版权安全要求场馆业主部署。

图2示出的是混合媒体专网。

2.3 面向观众：实现场内用户的智慧观赛服务

基于媒体专网的智慧应用为观众带来“超级观赛体验”，整体架构由云、馆、端三层部署，云端统一中台进行多场馆业务管理与营销驱动，馆侧基于下沉到场馆的5G 用户面UPF，将媒体服务靠近UPF 部署，媒体流本地回传保证安全性，实现本地视频处理、内容分发及周边商业贯通；端侧轻量化APP 内容播放及业务呈现，且易于与场馆APP 集成，通过手机即可为观众带来“超级观赛体验”：多视角、精彩子弹时间回放、赛事集锦、VR观赛、免流量、场内服务预订等。

图3示出的是智慧观赛应用架构图。

3 冬奥5G智慧场馆商业模式

3.1 2B场景

图2 混合媒体专网

随着各类型各级别赛事及文体活动数量增多，场馆的多元化应用也面临不同类型的挑战。对比IaaS和PaaS 的差异，场馆从IaaS 性质的场地和硬件基础设施提供者模式，升级为PaaS 模式，提供一个基于5G 网络的智能服务平台综合体。

场馆方为各类赛事和团体甚至个人活动提供场地和设施的同时，可依托运营商，提供智慧场馆新概念涵盖的所有定制化网络方案和直播方案。To B 的模式中，场馆方的直接收益是场地租赁的增值服务收入，其次是智能化方案带来的宣传效果，人力和运营成本的降低，商铺和品牌广告的收益。其他的To B 模式，还包括赛事主办方/版权方的合作，俱乐部的训练分析等。

图3 智慧观赛应用架构图

3.2 2C场景

对于在场馆内观看赛事或活动的观众，往往因为距离场地中央较远、座位靠后或较偏，直接影响观看体验。在2C 场景，现场观众可通过多视角选择、自由视角、VIP 视角、周边服务等特色功能来观看更多细节内容，丰富现场体验。场馆方通过为现场观众提供了一系列增值服务，从而实现内容和流量变现。首先智慧场馆应用提供的VIP 视角，需要用户付费观看，VIP 视角可以是明星特色视角、球星追踪视角、幕后/更衣室独家视角等，利用特色内容形成消费价值。此外，智慧场馆应用还可以为VIP 用户提供独家的实时新闻、比赛分析、专家解说、VR 沉浸体验、AR 叠加增强信息等服务，同时为现场观众提供更加丰富的信息渠道。

To C 场景不仅可以把热点赛事转化为流量，还可以延伸至赛前赛后。尤其是在顶级赛事的俱乐部，粉丝群体是一个庞大的群体，针对俱乐部赛前的训练，赛后的采访、庆祝以及观众互动，To C场景可以充分挖掘粉丝经济价值，为粉丝定制专属入口，以观看赛前或赛后等常规收视渠道缺少的内容，通过提供专属内容订阅，粉丝互动，聚合如赛事周边产品销售、明星签名纪念品销售、明星同款衣服/球员同款装备销售、广告Banner 投放等商业活动，进一步提升智慧场馆应用作为入口的价值能力，刺激C端用户消费，从而实现盈利提升。

4 展望

科技赋能体育，通过5G+智慧场馆服务，不仅可以让民间赛事以及培训机构提升影响力，更是可以通过提供多元化的观看视角吸引更多观众，提升体育活动热度，体育教育从业人员和被培训群体更是可以通过这种方式回看和收藏，通过持续记录和立体化的分析提升学习质量，改进教学质量。

未来基于AI 的无人值守方案是商业成功达成的重要一环：通过云导播+无人值守方案，实现赛事无人值守式拍摄，开放云导播和剪辑能力后，允许用户在云端剪辑视频，充分发挥个性化的导播能力，使得民间赛事甚至培训都“大有看点”。在5G+智慧场馆的赋能下，民间赛事和体育培训机构在场地租赁和单点授课的模式中延伸，实现线上观看、智能交互、立体教学、家长推送、体育原创内容运营、自媒体运营等增值服务。5G 智慧场馆是运营商与体育产业的最佳结合点，未来将会带来巨大的商业回报。