京张高铁：“凿壁偷光”实现5G全覆盖

京张高铁作为北京2022年冬奥会的重要交通干线，自诞生之初，5G就是这辆智能化动车组的亮眼“招牌”。

然而，想在京张高铁上实现5G全覆盖并非易事。用中国联通北京市分公司网络优化中心技术人员曾伟的话说，这是一项“凿壁偷光”的工程。

然而，“科技冬奥”的技术专家们，不仅在京张高铁上构建了高速稳定的5G专网环境，而且还实现了赛事的高清转播。

让5G信号覆盖高铁

随着轰隆的汽笛声，搭载5G超高清演播室的G8801次京张高铁冬奥列车从清河站极速驶出。仅用55分钟，便一站直达终点站太子城。

在飞驰的G8801次7号车厢上，曾伟曾经一次次在往返测试中进行数据的积累与分析。快速变化的电子屏幕上，仪表的指针在零与峰值间不断徘徊，沿线覆盖、信号质量、时延抖动等一系列指标清晰可见。

“团队的工作成果能在冬奥赛事中得到应用，再多的辛苦和劳累都是值得的。”回首这段艰辛的建设历程，曾伟十分感慨。

自2019年国家发放5G商用牌照后，中国联通快速部署数十万基站，建立了全面覆盖的5G网络，实现了对行业用户的赋能。

“在智能铁路技术体系中，5G是最重要的信息交换枢纽和基础支撑条件。”中国联通北京市分公司网络优化中心总经理蔡凯介绍，依托5G技术，可助力城市轨道交通实现室内导航、换乘指引、车厢分流以及客流分析预测等效果，在“新基建”的风口上大有所为。

“京张高铁北京段沿途经过四段声屏障，总长度达到2.5公里，墙壁厚度都在30公分左右，对信号的屏蔽型很强。” 蔡凯表示，由于高铁采用了先进复合材料碳纤维车身，5G信号在穿透车厢的过程中，衰减度达到30dB以上。

为最大限度提高信号强度，一方面，相关单位积极部署车顶天线，引入5G信号；另一方面，中国联通召集专家团队进行技术攻关，圆满完成了5G SA独立组网的搭建工作。

“京张高铁是全球首个全线部署5G SA网络的高铁线路。”曾伟介绍，SA网络是承载各类“黑科技”的底座，充分满足5G高清回传、超低时延、网络切片等各类SA特色应用需求。

至此，在京张高铁上开展4K超高清直播成为可能。

开启5G超高清赛事直播

在这辆时速350公里的高速列车上，与之同步“奔驰”的，还有中国联通与中央广播电视总台合作打造的高铁5G超高清演播室。

中国联通北京市分公司网络优化中心技术人员王佐介绍，演播室采用全IP技术构建，可以实现嘉宾访谈、全车厢移动直播报道。同时，还能为大屏小屏提供虚拟制作、多方连线等服务。

在他看来，构建高速稳定的5G专网环境是实现赛事高清转播的关键。

“我们在京张高铁沿线基站开通了两个100M带宽的5G载波，将其中一个100M带宽载波提供给公众旅客，另一个100M带宽载波作为本次冬奥直播的频率专网。”王佐表示，运行在该频率专网上的5G信号可避免受到其他周边基站的干扰，实现长时间的稳定传输。

那么，央视媒体又是如何完成视频的直播呢？这一切都离不开中国联通打造的专用信号卡——冬奥节目直播专网卡。

“就像给手机插入SIM卡一样，我们也为连接转播设备的车载终端配备了专用信号卡。”王佐手持着一枚指甲盖大小的芯片展示说，为最大限度保证视频上传质量，当冬奥节目直播专网卡注册到频率专网并进行数据收发业务时，网络将优先调度频率资源，提供最高的传输速率和更低的时延。

“就好比在拥挤的高速公路上开辟了一条专用的奥运绿色通道。”王佐说。

在此过程中，每当架设在高铁上的移动演播设备开始作业，拍摄的视频都将通过车载终端以5G信号的方式发送给沿途基站。接收信号后，基站将进一步进行信号处理并通过网络转发到央视总台，完成视频的实时传输。

“高铁、5G和超高清视频编解码技术，三大中国‘名片’合为一体，在全世界尚属首例。”谈及中国联通为京张高铁打造的5G超高清演播室，蔡凯自豪地说。

实现更多冬奥应用

据了解，自1月6日京张高铁冬奥列车暨5G超高清演播室在清河站上线至今，视频直播的测试工作非常稳定，未曾出现卡顿和花屏现象。

与此同时，依托中国联通5G网络的支撑，更多智慧应用也将在这辆冬奥列车上得到体现。

相关负责人透露，京张高铁不仅将实现车站自动发车、区间自动运行、车站精准自动对标停车、自动开门防护等服务，包括调度和运维等也将实现全面智能化。

“京张高铁全线采用电子客票，通过‘刷身份证＋人脸识别’就能实名核验乘车，旅客可实现一证通行、一秒刷脸进站。”蔡凯对此充分赞许。

冬奥会开幕在即，蔡凯已按捺不住高昂的斗志，从人员的指挥调度到产品的测试体验，一刻也没有休息。

“5G不仅仅代表更高速率、更大带宽、更强能力的接口技术，还是面向业务应用和用户体验的智能网络。”蔡凯表示，下一步，团队将加快对现有应用的升级换代，不断为科技冬奥注入新动能。