日本神奈川工科大學(xué)（KAIT）于11月14日至17日在達(dá)拉斯凱貝利哈奇森會(huì)議中心舉行的SC22的日本國(guó)家信息和通信技術(shù)研究所（NICT）展臺(tái)進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，使用安裝在網(wǎng)絡(luò)中的支持400Gb/s的邊緣設(shè)備實(shí)時(shí)編輯和分發(fā)8K未壓縮視頻。

此前，神奈川工科大學(xué)2022年6月與大同大學(xué)、琉球大學(xué)和Michal通信公司合作，在Interop Tokyo 2022上進(jìn)行了演示，在SC22的NICT演示是首次國(guó)際試驗(yàn)。

需要高速處理的視頻格式轉(zhuǎn)換，通過在邊緣設(shè)備內(nèi)鏈接視頻處理功能軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)制作者按下按鈕要求切換視頻時(shí)，系統(tǒng)立即切換到轉(zhuǎn)換格式的視頻，并通過操作調(diào)色旋鈕調(diào)色，制作和分發(fā)具有自然連接的視頻。

神奈川工科大學(xué)與大同大學(xué)、琉球大學(xué)和三春通信公司合作，正在開發(fā)一種高速網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的實(shí)用技術(shù)，其中包括終端、邊緣設(shè)備和云計(jì)算。這使得8K UHD視頻實(shí)時(shí)編輯和分發(fā)無需使用壓縮工具，同時(shí)不犧牲UHD流媒體視頻的質(zhì)量。

當(dāng)日本國(guó)家信息研究所（NII）運(yùn)行的學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)在2022年4月遷移到SINET6時(shí)，它為其研究項(xiàng)目在神奈川相模原DC的機(jī)架上建立了一個(gè)連接到400 Gb/s高速網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備。

今年6月，在日本幕張市舉行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展Interop Tokyo 2022上，神奈川工科大學(xué)展示了它的虛擬視頻處理功能（VVF）技術(shù)，通過使用配置在上述相模原DC中的邊緣設(shè)備處理未壓縮的8K實(shí)時(shí)視頻。VVF使邊緣計(jì)算機(jī)能夠無劣化執(zhí)行單次實(shí)時(shí)視頻進(jìn)程，如視頻轉(zhuǎn)碼。為采用多個(gè)視頻進(jìn)程，可以將多個(gè)VVF鏈接起來。

圖1 通過將多個(gè)視頻處理功能與日本相模原DC的400Gb/s邊緣設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)未壓縮的8K UHD視頻工作流程

此測(cè)試證明使用邊緣設(shè)備，可以通過網(wǎng)絡(luò)自由切換多個(gè)8K視頻源，并進(jìn)行顏色轉(zhuǎn)換和分發(fā)。具體來說，它可以在不同格式的8K未壓縮視頻（8K雙綠：8K-DG 24Gb/s、8K全分辨率48Gb/s等）之間進(jìn)行即時(shí)切換，這些視頻來自多個(gè)地點(diǎn)，包括展臺(tái)內(nèi)的攝像機(jī)、位于神奈川工科大學(xué)的8K攝像機(jī)、沖繩宜野座村的8K攝像機(jī)和北陸StarBED數(shù)據(jù)中心的兩個(gè)8K存儲(chǔ)視頻素材。與此同時(shí)，系統(tǒng)提供切換的8K視頻格式無劣化轉(zhuǎn)換，，并實(shí)時(shí)進(jìn)行色彩校正。

圖2  Interop Tokyo 2022 上8K視頻處理系統(tǒng)的系統(tǒng)配置

VVF是為要求高速處理的邊緣設(shè)備在一種基于軟件的框架中使用數(shù)據(jù)面開發(fā)套件（DPDK）開發(fā)的。此外，英特爾的單指令、多數(shù)據(jù)并行處理模型AVX-512可用于轉(zhuǎn)碼和顏色轉(zhuǎn)換。

使用DPDK的高速VVF（虛擬化視頻處理功能）

通過將位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的多個(gè)VVF鏈接起來，并通過高速執(zhí)行視頻處理，以前必不可少的本地視頻編輯基地變得不必要了。目標(biāo)是通過將計(jì)算機(jī)直接連接到網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)8K視頻編輯和分發(fā)。

在SC22會(huì)場(chǎng)，神奈川工科大學(xué)將展示來自日本一個(gè)邊緣設(shè)備（配置于NII的SINET6相模原數(shù)據(jù)中心）的未壓縮8K實(shí)時(shí)視頻流。在神奈川工科大學(xué)在會(huì)場(chǎng)展示此視頻之前，它在日本的邊緣系統(tǒng)中被鏈接的VVF處理。