——以用戶極致視頻體驗為目標，構建智能開放的承載網(wǎng)絡平臺和面向未來的承載網(wǎng)絡架構。
大視頻，大未來相比文字、圖像、語音業(yè)務，視頻媒體可以立體和細致生動的反映一個事件、一個故事的過程與每一個動態(tài)細節(jié)，清晰的記錄事件全過程，從而給觀賞者帶來其他信息載體所難以達到的影響力。在過去，由于技術手段的限制，更高清視頻的傳播受到很大的局限，但隨著視頻拍攝制作技術以及電信網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，視頻媒體的傳播成本不斷降低，更高清視頻的在線傳播成為可能。同時人們不斷追求更高清視頻業(yè)務體驗，以4K，8K，VR等業(yè)務為代表的極致清晰、極致鮮艷、極致流暢的超高清視頻成為人們新的需求。以上眾多因素催生了一個視頻業(yè)務急劇發(fā)展的大視頻時代的到來！
縱觀視頻業(yè)務發(fā)展的過程以及分析未來的趨勢，視頻業(yè)務的發(fā)展將會經(jīng)歷四個時期，分為視頻業(yè)務培育期，視頻業(yè)務成熟期，視頻業(yè)務爆發(fā)期，以及超視頻時代，每個時代都將會擁有其典型的特征，如圖1-1所示：
視頻業(yè)務發(fā)展四個階段
以有線4K視頻，移動2K視頻的普及為標志，2016年將會是“大視頻元年” ！大視頻時代的來臨對于運營商來說不僅是千載難逢的轉型機遇同時也帶來了極大的挑戰(zhàn)。
大視頻對運營商的挑戰(zhàn)
據(jù)Conviva用戶視頻報告的數(shù)據(jù)顯示，35%的用戶把視頻觀看體驗作為選擇視頻服務的首要條件。 當遇到卡頓時， 56%的用戶會覺得難以忍受，從而選擇放棄，在直播節(jié)目中，沒有緩沖的用戶觀看時長會比緩沖高出240%。由此可以看出，大視頻時代，用戶視頻體驗將直接影響到用戶對運營商的滿足度，其中對于承載網(wǎng)來說，挑戰(zhàn)主要包括以下幾點：
帶寬挑戰(zhàn)：
當運營商引入和開展4K，8K，VR等大視頻業(yè)務，將對網(wǎng)絡帶來數(shù)10倍的帶寬增長需求。舉例來說，4K視頻業(yè)務相比與高清視頻業(yè)務，帶來了三大方面的提升： 首先是畫面清晰度的提升，4K的分辨率為3840*2160 是高清（1920*1080）的4倍； 其次是畫面流暢度的提升，4K的畫面從高清時代的每秒25/30幀，提升到每秒50/60幀，極致體驗可以達到100/120幀，最后是色彩鮮艷度的提升，每個像素的編碼色階從8bit提升到10bit/12bit。通過不同幀率，不同色階的組合，4K可以分為三種形態(tài)：普通4K，標準4K和4K+。經(jīng)過H.265編碼后，4K視頻的碼率是高清視頻的4~10倍，對帶寬的需求為22.5M~75M。 而8K，VR則對帶寬提出了更高的要求， 8K視頻的帶寬需求為4K的4倍，約為90M~300M， VR則為4~16倍，約為300M~1.2G，最高將會超過1G。如此大的帶寬必然使承載網(wǎng)的容量也會以幾倍的速度提升，相關業(yè)務的帶寬需求如下表所示：
表 4K/8K/VR視頻碼率及帶寬需求對比
備注1： VR和VR+均考慮極致VR體驗的要求下對應的碼率，其中VR和VR+的區(qū)別在于VR對應平面4K，VR+對應平面8K， VR的碼率一般考慮為同等平面視頻的4倍。
備注2： 下面的章節(jié)中，我們將按照標準4K，標準8K以及VR進行網(wǎng)絡規(guī)劃建設的說明。
時延和丟包挑戰(zhàn)
為保障4K視頻業(yè)務的流暢，4K TCP點播業(yè)務要求用戶到CDN邊緣節(jié)點的網(wǎng)絡時延不能高于20ms。4K直播業(yè)務對丟包率要求較高，網(wǎng)絡側很難滿足要求。8K和VR業(yè)務對時延和丟包的需求比4K更高。以下為4K點播與直播在帶寬45M時對時延與丟包的需求對比表。
表 4K點播以及直播時延以及丟包需求
其他挑戰(zhàn)：
除了帶寬需求高、網(wǎng)絡時延低、丟包率低等挑戰(zhàn)外，還包括QoS，QoE端到端智能監(jiān)測和保障能力的提升等。運營商的網(wǎng)絡需要從傳統(tǒng)的以HSI上網(wǎng)業(yè)務為主，高收斂比原則設計的網(wǎng)絡架構向以視頻業(yè)務為主，按低收斂比，扁平化原則設計的目標網(wǎng)絡架構演進。
下文將主要介紹ZTE大視頻有線承載解決方案，如何從帶寬、網(wǎng)絡時延、網(wǎng)絡架構的演進以及如何提高用戶體驗等方面完美應對大視頻時代的挑戰(zhàn)。
ZTE大視頻有線承載解決方案
如上文所述，傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構將難以滿足大視頻極致體驗的需求，承載網(wǎng)絡必須進行變革。未來的滿足大視頻體驗的承載網(wǎng)目標架構需要滿足以下三個特征：高通量、資源池化以及智能運維。
同時，大視頻的發(fā)展又是一個循序漸進的過程，既要考慮運營商網(wǎng)絡的基本狀況以及后期規(guī)劃，又要考慮視頻用戶規(guī)模的發(fā)展以及整個大視頻產(chǎn)業(yè)鏈相關的因素，比如最新技術標準，終端支持情況等等。按照大視頻的發(fā)展方向來看，承載網(wǎng)的演進可按下面三個階段進行推進和建設：
4K發(fā)展各階段有線網(wǎng)絡演進圖
第一階段：4k視頻業(yè)務初期，時間：2016年—2017年。
該階段是4K視頻的體驗和起步階段，應以“快速發(fā)展用戶，開拓市場機會，保障用戶基本體驗”為目的。現(xiàn)網(wǎng)架構應以優(yōu)化和微調為基本思路，快速完成家庭網(wǎng)絡，接入網(wǎng)以及城域骨干網(wǎng)的高帶寬覆蓋，實現(xiàn)CDN二級全覆蓋和部分熱點光網(wǎng)直連二級CDN或熱點下沉到三級CDN，推進組播復制點下移，降低城域網(wǎng)帶寬消耗。
在承載網(wǎng)絡解決方案上，需要進行以下演進與建設：
接入?yún)R聚網(wǎng)：因4K視頻需求，入戶帶寬增加，對于承載網(wǎng)需要按需擴展OLT上聯(lián)帶寬，保證網(wǎng)絡輕載運行
OLT上聯(lián)帶寬從N*GE到N*10GE，甚至到N*100GE，按需擴展。當匯聚層已部署OTN時，通過OTN可靈活按需擴展上聯(lián)帶寬；這時一般建議上聯(lián)流量大于7Gbps時升級到10GE，或者上聯(lián)流量大于70Gbps升級到100GE。當匯聚層沒有部署OTN時，上聯(lián)光纖資源一般受到限制。這時一般建議上聯(lián)流量大于3Gbps時升級到10GE，或者上聯(lián)流量大于30Gbps時升級到100GE。實時或定期監(jiān)控每個上聯(lián)端口的峰值流量，當峰值流量達到端口帶寬70%時，建議擴充新的上聯(lián)端口，以保證網(wǎng)絡輕載運行。城域&骨干網(wǎng)絡：優(yōu)化業(yè)務+加強運維
在4K視頻發(fā)展初期，用戶戶均流量5M左右，采用傳統(tǒng)組網(wǎng)模式，以每OLT接入2.5K用戶，每BNG接入10臺OLT，每CR接入40臺BNG為例，4K初期階段城域&骨干網(wǎng)設備帶寬要求如下：
BNG至少支持100G，推薦200G平臺，未來可平滑升級到400G平臺。 CR支持400G平臺，未來可平滑升級到2T平臺，支持集群功能。第二階段：4K視頻業(yè)務成熟期，8K和VR引入期，時間：2018年—2020年。
該階段是4K視頻的快速發(fā)展階段，同時8K和VR業(yè)務逐步，應以“穩(wěn)步提升業(yè)務體驗，進一步提高用戶滲透率”為目的，通過優(yōu)質的4K體驗效果，增強用戶黏性�？梢隨DN/NFV技術，實現(xiàn)邊緣DC的重構，集中化和池化現(xiàn)有BNG資源，以充分共享BNG資源，并利用交換機接入分散的OLT。如此，能提升BNG/CR利用率，減少業(yè)務邊緣機房個數(shù)，快速部署，提供更靈活的業(yè)務接入和業(yè)務管理。同時為了業(yè)務的快速響應，以及節(jié)省城域帶寬，可縮短業(yè)務提供路徑，在邊緣DC部署三級CDN，部分熱點地區(qū)，CDN可按需部署至OLT局所，通過獨立CDN設備或者OLT集成mini CDN方式,完成片區(qū)熱點片頭存儲，實現(xiàn)最短路徑訪問。
在承載網(wǎng)絡解決方案上，需要進行以下演進與建設：
接入網(wǎng)：部署匯聚層OTN網(wǎng)絡，滿足接入網(wǎng)上聯(lián)流量的持續(xù)增長
在匯聚層部署OTN網(wǎng)絡，可以有效解決接入網(wǎng)上聯(lián)帶寬的問題，同時，保證網(wǎng)絡架構的穩(wěn)定。 OTN下沉到接入機房，OLT可以通過OTN直連BNG，減少網(wǎng)絡層次，改善時延和丟包。城域&骨干網(wǎng)絡：邊緣CO重構
隨著4K視頻全面普及，8K、VR視頻引入，業(yè)務流量大幅增長，用戶戶均流量為20M，采用傳統(tǒng)組網(wǎng)模式，以每OLT接入2.5K用戶，每BNG接入10臺OLT，每CR接入40臺BNG為例，對各網(wǎng)絡設備要求如下：
匯聚Switch支持高密度100GE。 BNG支持400GE，并能平滑升級到1T平臺，并能實現(xiàn)轉發(fā)面和控制面分離和控制面池化。 CR支持400GE，并能平滑升級到1T-2T平臺。第三階段：8K &VR成熟期，時間：2021年-2025年。
該階段，大視頻業(yè)務進入8K&VR成熟期，此階段應以最極致的體驗，最高效的網(wǎng)絡為目標。一方面，隨著用戶規(guī)模和視頻流量的持續(xù)擴大，可持續(xù)優(yōu)化網(wǎng)絡架構，改造OLT局所為ADC (Access DC), 升級OLT支持IPoE，成為大視頻業(yè)務的網(wǎng)關，透傳非大視頻業(yè)務至邊緣DC，下沉OTN至ADC，通過OTN連接至CR和邊緣DC，減少網(wǎng)絡層次，實現(xiàn)更扁平化的網(wǎng)絡架構，降低網(wǎng)絡建設成本；另外一方面，可進一步推進網(wǎng)絡關鍵部件虛擬化，實現(xiàn)vBNG,vOLT,vCDN等功能，同步推進ADC與邊緣DC分布式云架構，實現(xiàn)就近控制和管理。
在承載網(wǎng)絡解決方案上，需要進行以下演進與建設：
接入網(wǎng)：部署100G PON和接入機房DC化
部署25G PON和100G PON。隨著CO機房的DC化，接入機房可以作為CO的遠端機房也跟著DC化，引入SDN和NFV技術，使得可以更加經(jīng)濟更加靈活地部署各種大視頻業(yè)務。城域&骨干網(wǎng)絡：分布式CO
此階段，視頻業(yè)務進入高度滲透期，高清業(yè)務退出歷史舞臺，4K視頻成為基礎業(yè)務，8K業(yè)務，VR業(yè)務成為市場主導，用戶戶均流量約為100M，如果采用傳統(tǒng)組網(wǎng)模式，以每OLT接入2.5K用戶，每BNG接入10臺OLT，每CR接入40臺BNG為例
在該時期業(yè)務對各設備要求如下：
匯聚Switch支持高密度100GE端口， OLT支持IPoE，支持2*100G OTN上行接口。 CR可升級到2T，并平滑升級到4T平臺，支持路由器集群。 大視頻用戶體驗保障之承載網(wǎng)絡智能運維集成系統(tǒng)
傳統(tǒng)大視頻對用戶體驗感知和運維的都存在很多問題，比如：被動運維，發(fā)現(xiàn)問題靠投訴，客戶滿意度難以保障；體驗評估角度不全面，難以反映客戶業(yè)務體驗整體水平；視頻業(yè)務鏈長，排查故障需要跨多專業(yè)，運維效率低等。
為了確保網(wǎng)絡能夠提供優(yōu)質的視頻用戶體驗，運營商需要一套能夠量化評估視頻用戶體驗的指標體系。這套指標體系需要實現(xiàn)三個目標功能：既要能對視頻用戶體驗進行客觀的測量，還需要能指示影響視頻用戶體驗的原因，并為網(wǎng)絡規(guī)劃提供參考。為了實現(xiàn)上述三個目標功能，中興通訊提出大視頻用戶體驗評估體系V-QoE，即視頻的體驗質量指標體系。V-QoE覆蓋視頻業(yè)務的端到端過程，從內容源質量、網(wǎng)絡傳輸質量、業(yè)務平臺、終端四個方面全面評估
V-QoE架構
V-QoE評估的是視頻業(yè)務的端到端體驗質量，當需要評估某一段的體驗質量時，只需要分析所對應的KQI指標。例如，若只關心傳輸網(wǎng)絡的體驗質量，只需要評估傳輸質量Q.Transmission即可。
針對有線網(wǎng)絡，智能運維集成的承載網(wǎng)絡運維系統(tǒng)可以從拓撲，告警和性能視圖上輕松的導航到關聯(lián)的業(yè)務管理界面中進行故障定位，在物理拓撲視圖中提供網(wǎng)元、單板、端口、隧道、偽線、客戶層業(yè)務等各層次的業(yè)務導航；在告警視圖和性能視圖中，提供告警，性能關聯(lián)業(yè)務的查詢，完成對有線網(wǎng)絡的故障定位。
單獨針對IP RAN網(wǎng)絡運維場景，可對指定的動態(tài)業(yè)務提供快速的業(yè)務診斷功能。主要針對IP RAN應用中主要涉及的幾類動態(tài)業(yè)務：動態(tài)隧道以及HSB FRR保護、L2VPN（包括CES以及以太類型業(yè)務）以及雙歸保護、L3VPN業(yè)務等實現(xiàn)診斷管理功能，以手工設置基站、RNC信息的方式增加端到端的路徑診斷功能。快速高效的實現(xiàn)動態(tài)業(yè)務的承載“好壞”的檢查，便于預先規(guī)避一些故障。
結束語
中興通訊承載大視頻解決方案通過實現(xiàn)承載網(wǎng)絡的高帶寬、低時延、低丟包率、扁平化以及網(wǎng)絡智能運維等多個方面，從而有效的保障了大視頻時代最終用戶的體驗，并能向SDN/NFV演進，充分實現(xiàn)全網(wǎng)資源靈活調度能力，助力運營商構建可以有效滿足大視頻時代要求的承載網(wǎng)絡。
