極速 極簡(jiǎn) 極智中興通訊大視頻驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

隨著國(guó)家“提速降費(fèi)”政策的持續(xù)推進(jìn)，視頻，尤其是超高清視頻的資費(fèi)和帶寬門(mén)檻降低，移動(dòng)2K視頻、有線4K/8K視頻以及VR/AR等業(yè)務(wù)迎來(lái)飛速發(fā)展時(shí)期，視頻業(yè)務(wù)已經(jīng)成為電信運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，帶來(lái)電信運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)型的機(jī)會(huì)窗口，但也給視頻承載網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

右表是傳輸4K、8K及VR視頻對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求，可以看出，滿足4K視頻最低需要22.5Mbps帶寬，而要體驗(yàn)極致的4K視頻，則需要75Mbps。而對(duì)于VR視頻，目前常見(jiàn)的2K VR需要22Mbps帶寬，而要看到極致的無(wú)顆粒感、不眩暈的10K VR，則預(yù)計(jì)需要863Mbps帶寬。與帶寬需求對(duì)應(yīng)的，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的丟包率和延時(shí)都有更嚴(yán)格的要求。

除了大帶寬、低時(shí)延、低丟包率外，視頻對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求還有高并發(fā)率。由于視頻流量占比越來(lái)越大，用戶同時(shí)觀看視頻時(shí)對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的流量沖擊也越來(lái)越大，若網(wǎng)絡(luò)不能有效疏導(dǎo)并發(fā)的視頻流量，就會(huì)導(dǎo)致匯聚節(jié)點(diǎn)擁塞，影響大面積用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)。

視頻業(yè)務(wù)的大帶寬、低延時(shí)、低丟包率、高并發(fā)特性，是對(duì)視頻承載網(wǎng)絡(luò)提出的挑戰(zhàn)，中興通訊認(rèn)為，需要以“極速”、“極簡(jiǎn)”、“極智”為方向，重構(gòu)視頻承載網(wǎng)絡(luò)。

極速網(wǎng)絡(luò)

應(yīng)對(duì)視頻業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，網(wǎng)絡(luò)首先要確保接入及骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬滿足視頻業(yè)務(wù)的需求。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量提升

5G時(shí)代，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將提供更低的空口時(shí)延、更高傳輸速率、更密集的連接，并支持更高速的移動(dòng)性。

應(yīng)用Pre5G技術(shù)，現(xiàn)在就能夠很好地支持大量用戶同時(shí)在線觀賞超高清視頻，甚至是AR/VR。例如4T4R能夠提升邊緣用戶速率140%；而Massive MIMO更能夠?qū)崿F(xiàn)單小區(qū)1.8Gbps的峰值速率，頻譜效率提升5倍。此外，基于協(xié)議分層視頻加速，保障不同階段用戶體驗(yàn)。正是憑借對(duì)視頻業(yè)務(wù)的深入了解和豐富的移動(dòng)建網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，ZTE成功保障了諸如珠海航展、亞冠決賽等重大項(xiàng)目。

接入網(wǎng)為視頻提供高帶寬保障

為應(yīng)對(duì)高并發(fā)的超高清視頻需求，OLT上聯(lián)口應(yīng)從GE升級(jí)到10GE再升級(jí)到100G，OLT支持EPON/GPON升級(jí)到10G PON，再升級(jí)到50G/100G PON，為用戶提供更高接入帶寬。

而家庭網(wǎng)絡(luò)也需要提升帶寬能力。家庭網(wǎng)絡(luò)中的五類(lèi)線提供FE、GE、2.5GE、5GE速率，接入4K、8K機(jī)頂盒，家庭WiFi接入從11n到11ac，當(dāng)前主流應(yīng)用的是11n 2×2 MIMO+11ac 2×2MIMO，近兩年應(yīng)用向11n 3×3MIMO+11ac 4×4MIMO發(fā)展，隨著VR應(yīng)用，WiFi向短距離，高頻段，更大帶寬方向發(fā)展，11ad支持7Gbps速率，11ax支持10Gbps速率，11ay支持176Gbps速率，滿足大視頻無(wú)線接入帶寬要求。

極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)

極簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)方面，一是縮短視頻流量路徑，降低傳輸延時(shí)和丟包率，降低骨干網(wǎng)絡(luò)并發(fā)，提升網(wǎng)絡(luò)效率；二是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提升網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)效率。

CDN下沉網(wǎng)絡(luò)邊緣

CDN分發(fā)節(jié)點(diǎn)部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣，可以顯著縮短視頻流量路徑，降低時(shí)延、減少丟包、降低骨干并發(fā)流量，但CDN下沉又受到成本和節(jié)點(diǎn)命中率的制約。因此，CDN需要考慮提供如下多層次部署方案，便于根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇，平衡成本、命中率和視頻體驗(yàn)各種因素。

CDN下沉到接入機(jī)房，就近提高視頻服務(wù)，一方面減少時(shí)延和丟包，另一方面節(jié)約核心網(wǎng)絡(luò)帶寬；

家庭網(wǎng)絡(luò)中部署HomeCDN存儲(chǔ)設(shè)備，作為接受上游/整網(wǎng)的CDN控制器調(diào)度，降低端到端時(shí)延，降低上游CDN的負(fù)擔(dān)，保障內(nèi)容傳輸?shù)目煽浚瑵M足VR等低時(shí)延要求；

通過(guò)P2P CDN實(shí)現(xiàn)小區(qū)直播內(nèi)容鄰間內(nèi)存共享，減輕邊緣CDN壓力和出口帶寬；

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，結(jié)合MEC將CDN能力部署到無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，降低視頻業(yè)務(wù)對(duì)無(wú)線核心網(wǎng)的影響，提高無(wú)線視頻服務(wù)能力。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)化

面向5G，ZTE提出了5G網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一空口架構(gòu)UAI，針對(duì)不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的技術(shù)需求，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)和參數(shù)的靈活配置形成相應(yīng)的優(yōu)化技術(shù)方案，形成5G時(shí)代統(tǒng)一的波形、幀結(jié)構(gòu)和控制體系。

有線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)化

針對(duì)大視頻業(yè)務(wù)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在的問(wèn)題包括STB到CDN之間網(wǎng)絡(luò)路徑長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)多，造成延時(shí)加大和丟包增加。其中IP節(jié)點(diǎn)由于逐跳轉(zhuǎn)發(fā)和統(tǒng)計(jì)復(fù)用，延時(shí)是毫秒級(jí)的，是造成延時(shí)和丟包的主要節(jié)點(diǎn)；而OTN等傳輸設(shè)備是剛性管道，節(jié)點(diǎn)延時(shí)是微秒級(jí)的。

因此，通過(guò)設(shè)備融合，以及用光傳輸設(shè)備代替IP/以太網(wǎng)交換設(shè)備的方法來(lái)減少路徑延時(shí)和丟包。在現(xiàn)網(wǎng)中，可以通過(guò)OTN將OLT直連BRAS，或者直連CDN核心節(jié)點(diǎn)，達(dá)到減少經(jīng)過(guò)的數(shù)通設(shè)備、減少I(mǎi)P跳數(shù)，以及降低丟包和時(shí)延，提高視頻服務(wù)質(zhì)量的效果。

在家庭網(wǎng)絡(luò)中，將STB和家庭網(wǎng)關(guān)等終端設(shè)備融合，簡(jiǎn)化家庭網(wǎng)絡(luò)，提高可靠性，減少時(shí)延和丟包。

組播協(xié)議簡(jiǎn)化

組播是承載視頻直播、視頻會(huì)議、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的理想技術(shù)，但是傳統(tǒng)PIM組播協(xié)議存在組播路由收斂慢，隨著頻道數(shù)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加，轉(zhuǎn)發(fā)能力下降的問(wèn)題，因此難以在開(kāi)放全網(wǎng)組播能力給第三方應(yīng)用。“BIER”組播技術(shù)，采用基于比特位索引的方式取代傳統(tǒng)的組播表，簡(jiǎn)化了組播轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，提供了更為靈活的組播管理，為包括視頻業(yè)務(wù)在內(nèi)的更廣泛的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

極智網(wǎng)絡(luò)

視頻業(yè)務(wù)的智能運(yùn)營(yíng)和運(yùn)維，需要網(wǎng)絡(luò)以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、SDN/NFV等技術(shù)為基礎(chǔ)，具備智能感知、智能分析和智能調(diào)度的能力。

網(wǎng)絡(luò)的智能感知，包括業(yè)務(wù)感知、用戶感知、網(wǎng)絡(luò)感知三個(gè)方面，具體包括感知業(yè)務(wù)類(lèi)型、服務(wù)質(zhì)量、用戶體驗(yàn)、用戶行為、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的能力。在如智能廣告、智慧交通等場(chǎng)景下，智能感知甚至還可以包括對(duì)傳輸內(nèi)容的感知識(shí)別。

智能分析，是基于海量的感知數(shù)據(jù)，綜合采用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能技術(shù)，對(duì)感知的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別、關(guān)聯(lián)、分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)故障的智能分析、用戶體驗(yàn)的智能評(píng)估、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的評(píng)估，用戶行為模式的識(shí)別，為運(yùn)營(yíng)和運(yùn)維提供支撐。

智能調(diào)度是在智能感知和智能分析的基礎(chǔ)上，智能地對(duì)各種調(diào)度策略進(jìn)行評(píng)估，選取最優(yōu)策略，通過(guò)SDN/NFV對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)施自動(dòng)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)隨選調(diào)度，自動(dòng)維護(hù)、智能優(yōu)化，確保視頻業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)效率。

極智網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)架構(gòu)，需要構(gòu)建在從邊緣到中心的多層次開(kāi)放云網(wǎng)絡(luò)之上，并需要網(wǎng)絡(luò)提供SDN/NFV支撐。因此，極智網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)，也會(huì)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)SDN/NFV化改造，以及邊緣云的CO重構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程。