帶寬需求如何估算

1、帶寬需求如何估算帶寬需求需要根據(jù)業(yè)務(wù)需求、應(yīng)用場景、組網(wǎng)模式用流量工程進行測算,需要對大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析,筆者不具備這些條件,只能根據(jù)一些簡單假設(shè)來推算：為了更準(zhǔn)確地反映網(wǎng)絡(luò)流量,了解各種業(yè)務(wù)所需帶寬,需要對各種業(yè)務(wù)作出流量模型.各種業(yè)務(wù)的流量L屬性可以有以下變量：T-平均業(yè)務(wù)時長視音頻業(yè)務(wù),主要是視頻業(yè)務(wù)C總用戶數(shù)覆蓋用戶數(shù)c訂戶滲透用戶數(shù)量,c=CXN,N訂戶比率滲透率.滲透率與競爭優(yōu)勢、業(yè)務(wù)適應(yīng)性、業(yè)務(wù)定價以及用戶經(jīng)濟水平、受教育程度、年齡、性別、職業(yè)、行為習(xí)慣等因素相關(guān).W激活在線訂戶數(shù)量,M=cxmm-峰值激活在線用戶比率.主要和訂戶數(shù)量以及時間相關(guān).訂戶數(shù)量越大,峰值在線率越低；

2、時間主要指時間段,比方特定節(jié)假日、特定事件、特殊內(nèi)容發(fā)生時段等,還有工作時間、休息時問.n-忙時使用率,主要和平均業(yè)務(wù)時長、內(nèi)容更新速度相關(guān).l-單位業(yè)務(wù)流量,實際發(fā)生的單個業(yè)務(wù)流量.主要和業(yè)務(wù)性質(zhì)、編碼方式相關(guān),一旦選定就是固定的.那么某項業(yè)務(wù)流量L=Ll,T,C,c,M,n=Ll,T,C,N,m,n其中忙時使用率和在線率是最難掌握的兩個變量,不同的業(yè)務(wù)有不同的模型,而且是隨業(yè)務(wù)開展和時間變化的,需要不斷統(tǒng)計分析.通常的業(yè)務(wù)模型有以下幾種：1、用戶治理2、網(wǎng)絡(luò)治理3、網(wǎng)頁瀏覽4、文件和視音頻下載上載5、視頻通信IP語音、視頻6、網(wǎng)絡(luò)游戲7、IPTV含VOD時移電視用戶治理、網(wǎng)絡(luò)治理是運營商自

3、己內(nèi)部的兩項業(yè)務(wù),占用的流量是根本固定的.語音通信的忙時使用率和激活訂戶數(shù)量主要取決于用戶本身需求,已經(jīng)有足夠多的傳統(tǒng)話務(wù)理論研究和實際統(tǒng)計數(shù)據(jù).其他業(yè)務(wù)那么與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的提供、資費策略和用戶需求之間的平衡相關(guān),是經(jīng)常變化的,是個交互的過程,需要經(jīng)常統(tǒng)計分析、歸納調(diào)整.流量模型應(yīng)該分級一一骨干層、會聚層、接入層,由于流量是逐級會聚、逐級收斂的,每層都要有適宜的流量.比方接入層收斂比是3/5,會聚層收斂比是1/2,總收斂比就是3/10o下面首先對接入層流量模型進行分析.接入按50戶一個節(jié)點考慮.各種業(yè)務(wù)流量模型：1、互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入、瀏覽網(wǎng)頁：滲透率：N=10%訂戶數(shù)：c=CXN=5戶.峰值在線率：

4、m=80%忙時點擊率n=30%l=0.5Mbps,每個網(wǎng)頁瀏覽的平均數(shù)據(jù)速率按每個網(wǎng)頁0.1MkByte文字、圖片=0.8Mbit,封裝以后1Mbit,點擊后顯示時間不超過2s計算2s下載,每次點擊需要的速率大約0.5MbpsWJL1=lxcxmxn=0.5X5X80%<30%3=1.8Mbps2、下載滲透率：N=8%,是上網(wǎng)用戶白一局部,按4/5計算.訂戶數(shù)：c=CXN=4戶在線率：n=80%忙時并發(fā)率：m=80%l=5Mbps3小時下載1部5.4GByte的高清電影L2=5X4X80%X80%乂3=38.4Mbps3、上載滲透率N=6%按上網(wǎng)用戶的3/5考慮訂戶數(shù)：c=CXN=3戶在

5、線率：n=70%忙時并發(fā)率：m=50%l=10Mbps10秒發(fā)送一封帶10M附件的郵件L3=3X10X70%X50%X3=31.5Mbps4、網(wǎng)絡(luò)游戲滲透率：N=4%,是上網(wǎng)用戶白一局部,按2/5計算.訂戶數(shù)：c=CXN=4戶在線率：n=80%忙時并發(fā)率：m=30%l=2Mbps考慮到下一代游戲大量采用實景圖像,比方環(huán)游世界、遨游太空、賽車等.L4=2X80%X30%<3=2.88Mbps5、IPTV滲透率：N=8%,和上網(wǎng)用戶有局部不重疊訂戶數(shù)：c=CXN=4戶在線率：m=80%忙時并發(fā)率：n=50%視頻業(yè)務(wù)實時性和連續(xù)性要求很高.忙時重合率是內(nèi)容熱度和資費的函數(shù),也是節(jié)目時長的函數(shù),

6、目前沒有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,也很難有固定的數(shù)學(xué)模型,由于廣電系統(tǒng)寬帶上網(wǎng)的優(yōu)勢主要在視頻效勞,視頻節(jié)目時間又很長,因此忙時重合率取較高值80%.l=10Mbps每個激活的AVS或H.264編碼的視頻數(shù)據(jù)流量L5=4X10X80%義50%3=48Mbps6、可視 滲透率：N=10%,和上網(wǎng)用戶關(guān)聯(lián)度不大,但肯定會有重疊.訂戶數(shù)：c=CXN=5戶在線率：m=100% 本來沒有在線率,為了和其他業(yè)務(wù)一致.忙時通話率：n=30%最繁忙時段用戶同時通話的比率.視頻通信和語音通信有很大不同一一語音通信是兩個方向輪流占有信道的,還有通話間歇；視頻通信雙方圖像始終顯示,因此兩個方向的流量在通信持續(xù)期問根本恒定.假

7、定下一代視頻通信圖像碼率是2M那么雙向共4M語音流量可以忽略.l=4MbpsL6=lX2X100%X30%2.4Mbps7、視頻監(jiān)控滲透率N=2%訂戶數(shù)：c=CXN=1戶在線率：n=100%,全天候?qū)崟r監(jiān)控.忙時使用率：m=100%(與監(jiān)控方式有關(guān),如果集中存儲,流量始終不間斷,就應(yīng)該是100%如果本地存儲,循環(huán)監(jiān)控,流量就是間歇的.此處取前者)l=2MbpsL7=2X1=2Mbps總流量是L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=126.98Mbps以上是從統(tǒng)計角度按低滲透率計算出來的流量需求.還需要考慮單個用戶的極限流量需求：用戶按3口之家設(shè)定,極限情況下每人一個高清視頻流(10Mx3

8、)、一個高速下載(5MX3)、一個高速上載(5MX3);可視 (2M;視頻監(jiān)控(2M；根據(jù)TDD雙工模式總共64M其它應(yīng)用帶寬遠(yuǎn)低于視頻和高速下載,而且在上述應(yīng)用情形下一般不會同時發(fā)生,因此可以在64M范圍內(nèi)涵蓋.以此確定單臺終端設(shè)備最低有效接入速率不能低于64M再考慮到訂戶居住可能較集中,比方5個訂戶集中在一個單元,從工程角度考慮,不能用多個接入設(shè)備為不同訂戶服務(wù),即單局端臺設(shè)備需要滿足50戶節(jié)點的總流量,因此單臺局端設(shè)備最低有效接入速率不能低于126.98Mbps.寬帶滲透率在不同住宅會有很大差異,可以從0-100%完全可能,比方廣電自己的住宅區(qū),平均能到達(dá)20%ft不錯了.因此還需要考慮

9、平均滲透率和高滲透率的情況.為簡單起見,不再重復(fù)上述過程,把結(jié)論列在下表中：低滲透率覆蓋用戶訂戶滲透率在線率忙時使用上單位數(shù)據(jù)量單位時長單位業(yè)務(wù)流里流里說明業(yè)務(wù)C個c個NmnMByteT秒l(Mbps)L(Mbps)網(wǎng)頁瀏覽50510%80%30%0.120.51.8每訂戶3口人下載5048%80%80%540010800538.4每訂戶3口人上載5036%70%50%10101031.5每訂戶3口人游戲5024%80%30%22.88每訂戶3口人IPTV5048%80%50%1048每訂戶3口人可視 5024%100%30%42.4視頻監(jiān)控5012%100%100%22總計126.98平均滲

10、透率覆蓋用戶訂戶滲透率在線率忙時使用p單位數(shù)據(jù)量單位時長單位業(yè)務(wù)流里流里說明業(yè)務(wù)C個c個NmnMByteT秒l(Mbps)L(Mbps)網(wǎng)頁瀏覽501020%70%30%0.120.53.15每訂戶3口人下載50714%70%80%540010800558.8每訂戶3口人上載50612%60%50%10101054每訂戶3口人游戲5048%70%30%25.04每訂戶3口人IPTV50816%70%50%1084每訂戶3口人可視 50510%100%20%44視頻監(jiān)控5036%100%100%26總計214.99高滲透率覆蓋用戶訂戶滲透率在線率忙時使用p單位數(shù)據(jù)量單位時長單位業(yè)務(wù)流里流里說明業(yè)

11、務(wù)C個c個NmnMByteT秒l(Mbps)L(Mbps)網(wǎng)頁瀏覽5050100%40%30%0.120.59每訂戶3口人下載502550%50%80%5400108005150每訂戶3口人上載502040%50%50%101010150每訂戶3口人游戲501530%30%30%28.1每訂戶3口人IPTV504080%40%50%10240每訂戶3口人可視 504080%100%10%416視頻監(jiān)控502550%100%100%250總計623.1根據(jù)上表,極限情況下50戶節(jié)點的局端帶寬需求要高于623.1Mbps.現(xiàn)在的GEPONT效可用帶寬是856M如果再考慮到以太網(wǎng)的效率,640M應(yīng)該

12、是比擬有保證的.也就是說,1個PONHOLT只能滿足一到兩個上表中的速率是TDW工方式的速率,GEPONI全雙工方式50戶節(jié)點的需求.除非采用FTTH方式,GEPON對于千兆光纖收發(fā)器沒有任何優(yōu)勢.考慮到今年9月10GEPON標(biāo)準(zhǔn)就會正式完成,3-5年后應(yīng)該可以成熟應(yīng)用了.因此還有另一種組網(wǎng)方案,那就是采用10GEPON10GEPONT保證的帶寬應(yīng)該大于6400M在雙向完全不對稱的應(yīng)用情況下可以為10個100嗾透的50戶節(jié)點提供效勞；在雙向應(yīng)用完全對稱的情況下,折算到TDD方式相當(dāng)于帶寬12800M可以為20個100隧透的50戶節(jié)點提供效勞.此時EoC局端的最低有效接入速率必須保證在640M不

13、低于10GEPONDNU以上,實現(xiàn)方式可以是單臺單信道,也可以是單臺多信道捆綁,還可以是多臺分布式.如何考慮物理層速率當(dāng)采用OFDM制時,數(shù)據(jù)荷載子載波是總子載波數(shù)的80-90%,在一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)凈荷載占60-90%幀頭、幀尾、糾錯、間隔、定時等都要占用荷載,還要考慮加密、MAC®效率等因素,實際有效速率大約只能占物理層速率的50-80%=下一代技術(shù)物理層WiFi、HPNAMoCAHomeplug根本都是1G而且只有1G物理層速率才能保證640M有效速率,因此播送電視接入網(wǎng)物理層速率應(yīng)該選1G如何考慮物理帶寬在目前技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)條件下QAMS制指數(shù)不宜超過1024=210,也就是調(diào)制效率不

14、超過10bit/Hz.照此推算,1Gbps物理層速率需要100MH幽理帶寬,也就是一個彳S道的工作帶寬需要100MHz如果濾波器的滾降系數(shù)是1.15,那么一個信道占用的帶寬就是115MH4為了降低本錢,局端可以采用信道捆綁方式,如果采用4信道捆綁,每個信道30MH硼夠了.終端只要滿足一戶極限速率64Mbps即可,如果在較差的條件下有效速率只占物理層的50%那么物理層速率就是128Mbps當(dāng)調(diào)制效率是6bit/Hz64QAM時物理帶寬需要128/6=21.3MHz,工作帶寬需要21.3X1.15=24.5MHz,取24MHz考慮到廣電系統(tǒng)寬帶用戶總體能到達(dá)20%ft不錯了,因此還有大量窄帶需求.

15、為降低本錢,可以使終端速率在1Mbps以下除少數(shù)視頻之外的大多數(shù)應(yīng)用都可以滿足.此時取較高調(diào)制效率10bit/Hz,物理帶寬只需100kHz.xPONi術(shù)的上行可用帶寬從系統(tǒng)上行傳輸總帶寬中減去各種系統(tǒng)運行開銷就是上行可用帶寬.它與系統(tǒng)中包含的ONLM量、DBA劭態(tài)帶寬分配算法的輪詢周期、承載業(yè)務(wù)的類型以及各業(yè)務(wù)所占比例等都有很大關(guān)系.EPO恃口GPO腓是寬帶接入技術(shù),承載的業(yè)務(wù)以IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主.下面將分別計算EPO麗GPO而包含32個ONU輪詢周期為750s的情況下,承載純IP業(yè)務(wù)時的上行可用帶寬.EPON勺上行線品&速率是1.25Gbit/s,由于采用了8B/1OB線路編碼,每1

16、0bit中有8bit有效數(shù)據(jù),所以其有效上行傳輸總帶寬為1Gbit/s,即1000Mbit/s.EPONh行的系統(tǒng)運行開銷及其占總帶寬的比例如下：* 用于突發(fā)接收的物理層開銷：約3.5%;* 以太網(wǎng)幀的封裝開銷：約7.4%;* MPCP侈點限制協(xié)議和OAM運行治理維護協(xié)議開銷：約2.9%;* DBA算法造成的剩余時隙即缺乏以傳輸一個完整以太網(wǎng)幀的時隙浪費：約0.6%;EPONh行總開銷為上述開銷之和,約為144Mbit/s,可用帶寬約為856Mbit/s即1000Mbit/s-144Mbit/s.上行線路速率為1.244Gbit/s的GPON采用NR琢碼,上行總帶寬為1.244Gbit/s,即1244Mbit/s.GPONt行的系統(tǒng)運行開銷及其占總帶