基于電信網(wǎng)的云化虛擬現(xiàn)實 網(wǎng)絡技術要求

基于電信網(wǎng)的云化虛擬現(xiàn)實網(wǎng)絡技術要求本文件僅涵蓋固定寬帶(含有線和Wi-Fi)網(wǎng)絡的技術要求，移動寬帶(蜂窩)網(wǎng)絡的技術要求不在本標準范圍內本文件對固定寬帶承載網(wǎng)的指標要求進行了進一步的明確和分解，并對固定寬帶承載網(wǎng)的網(wǎng)絡技術進行建議或要求。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。YD/T4310-2023移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的虛擬現(xiàn)實業(yè)務術語YD/TXXXX-XXXX基于電信網(wǎng)的云化虛擬現(xiàn)實總體技術要求3術語、定義、符號和縮略語下列縮略語適用于本文件。AAA認證、授權和計費(Authentication,Authorization,Accounting)BRAS寬帶遠程接入服務器(BroadbandRemoteAccessServer)CDN內容分發(fā)網(wǎng)絡(ConteCR核心路由器(CoreRouter)DHCP動態(tài)主機配置協(xié)議(DynamieHostConfigurationProtocol)DSCP區(qū)分服務編碼點(DifferentiatedSeryicesCodePoint)NAT互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)智能終端管理系統(tǒng)(IntelligentTerninalManagenentSystem)多入多出技術(lultipleInputMultipleOutput)網(wǎng)絡地址轉換(NetworkAddre光線路終端(OpticalLineTerminal)具體流程如下：a)在圖2流程1中，平臺與單個CDN節(jié)點間心跳管理和內容更新的帶寬應不少于100Wbps。b)在圖2流程2/3/4中，頭盔與管理平臺之間帶寬應不少于20Mbps。c)在圖2流程5中，頭盔與CDN節(jié)點之間帶寬時延丟包按發(fā)展階段不同有不同要求，如表1所示：表1CloudVR弱交互點播業(yè)務網(wǎng)絡指標要求階段1(實測)階段2(實測)階段3(預測)階段4(預測)帶寬要求(必須)網(wǎng)絡RTT(建議)網(wǎng)絡丟包率(必須)注1:圖中業(yè)務流程中做了簡化，現(xiàn)實中為了保證CDN和邊緣云的調度準確，可按需引入eDNS等功能注2:階段3和階段4丟包要求按理論要求計算丟包(采用FOV傳輸方案后，TCP流數(shù)至少按4條計算4.3弱交互直播業(yè)務流程和網(wǎng)絡要求階段1(實測)階段2(實測)階段3(預測)階段4(預測)帶寬要求(必須)網(wǎng)絡RTT(建議)網(wǎng)絡丟包率(必須)階段1(預測)階段2(預測)階段3(預測)階段4(預測)帶寬要求(必須)網(wǎng)絡丟包要求(必須)網(wǎng)絡抖動要求(必須)注1:階段2/3/4丟包要求根據(jù)碼率變化進行適當嚴格要求。4.4強交互業(yè)務流程和網(wǎng)絡要求圖4強交互業(yè)務流程a)在圖4流程1中，平臺與單個渲染節(jié)點間需進行心跳和內容更新，帶寬應不少于100Mbpsb)在圖4流程2/3/4中，頭盔與平臺之間帶寬不少于20Mbps,實現(xiàn)2.5MB的EPG頁面下載時間小于1秒以及請求調度過程流暢c)在圖4流程5中，頭盔與渲染節(jié)點之間帶寬時延丟包按發(fā)展階段不同有不同要求，如表4所示；表4CloudVR強交互業(yè)務網(wǎng)絡指標要求階段1(實測)階段2(預測)階段3(預測)階段4(預測)帶寬要求(必須)網(wǎng)絡RTT(必須)網(wǎng)絡抖動要求(必須)≤10-雅1注1:階段2到階段1屬于平滑演進，丟包指標可參考階段1,3/4丟包要求按TCP丟包理論要求計算。5云化虛擬現(xiàn)實業(yè)務的網(wǎng)絡架構和指標分解5.1CloudVR網(wǎng)絡架構總覽麗圖5CloudVR網(wǎng)絡架構總覽如圖5所示，CloudVR網(wǎng)絡可以按位置分為家庭網(wǎng)、接入網(wǎng)、城域網(wǎng)/骨干網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡四個部分。為了明確每段網(wǎng)絡的指標要求，后續(xù)將指標分為4段：a)家庭網(wǎng)絡段：指光貓到CloudVR頭盔部分；b)接入網(wǎng)段：指接入0LT到光貓ONT部分；c)城域網(wǎng)段：指接入OLT到城域核心CR部分；d)骨干網(wǎng)+數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡段：指城域核心CR到云服務器部分。5.2CloudVR網(wǎng)絡帶寬指標分解VR網(wǎng)絡帶寬要求與用戶并發(fā)密切相關，一般來說，越靠近用戶側并發(fā)率越高。比如，在家庭網(wǎng)側，同一時刻只存在用和不用兩種狀態(tài)，峰值并發(fā)率是100%。參考IPTV的一些并發(fā)率經(jīng)驗數(shù)據(jù)，VR帶寬指標建議分解如表5所示(表格中的值為單個VR用戶的帶寬表50loudVR業(yè)務并發(fā)率與每VR用戶帶寬要求(建議)階段!階段2段PON口上聯(lián)口段88網(wǎng)絡時延由介質傳播時延、設備處理時延組成，根據(jù)網(wǎng)絡各段情況，CloudVR的網(wǎng)絡時延可以按表6分解到網(wǎng)絡各段(注：表格中時延均指來回時廷):表6CloudVR業(yè)務時延指標分解要求階段15.4CloudVR網(wǎng)絡時延抖動指標分解一般來說，抖動與線路質量及設備緩存大小相關。Wi-Fi受到空口質量影響，抖動是最大的。其次是大緩存路由器(20ms+)。接入網(wǎng)級存較小(5ms內),一般抖動小。網(wǎng)絡抖動指標分解建議如表7所示：表7CloudVR業(yè)務抖動指標分解要求家庭Wi-Fi5.5CloudVR網(wǎng)絡丟包指標分解一般來說設備層次越低，能力越弱，丟包概率越大。丟包要求分解建議如表8所示表8CloudVR業(yè)務丟包指標分解要求6網(wǎng)絡關鍵技術要求6.1家庭網(wǎng)絡關鍵技術要求6.1.1.置i-Fi制式要求Wi-Fi當前制式主要如表9所示：1)應采用802.11ax或802.1lac制式承載，優(yōu)選802.1lax。3)應采用80%Hz頻寬或160MHz頻寬。4)如采用802.1lac,應避免CloudVR終端與其他終端共用信道b)在階段3和階段4,每一路CloudVR需要560Mbps和1520Mbps,因此：2)如采用802.11ax,宜支持4*4MIM0或更高，同時支持160MHz頻寬。6.1.2.胃i-Fi信號強度和干擾要求前述的Wi-Fi可用速率需要在Wi-Fi覆蓋良好的情況下才能獲得。如果Wi-Fi信號變弱或者存在干擾。速率會急劇下降，同時時延會變大。XXX-XXX在階段1和階段2,為了達到CloudVR要求的160Mbps速率和小于7ms時延，建議CloudVR終端信號強度需維持在-55dbm或以上，干擾占空比應小于10%。6.1.3.家庭Mi-Fi組網(wǎng)建議為了實現(xiàn)Wi-Fi良好覆蓋，使得CloudVR終端信號強度維持在-55dbm或更高，應支持兩種組網(wǎng)形式，a)形式1:光纖部署到桌面，通過光貓Wi-Fi接入CloudVR頭盔。b)形式2:光纖部署到弱電箱，光貓通過網(wǎng)線/光纖進一步連接到Wi-PiAP,由Wi-FiAP接入CloudVR頭盔。不管采用何種組網(wǎng)形式，為保障信號強度，ONTWi-Fi/Wi-FiAP與CloudVR終端之間宜小于5米距離，中間無明顯遮擋羅Wi-nA邏光纖到6.1.4.冒i-Fi測試指標測試建議依據(jù)第5章分解建議以及6.1.2的建議，Wi-Fi測試指標測試建議如表6所示：表10Wi-Fi段指標測試建議-55dbm信號強度，平均10%干擾(實際干擾建議在0-50%之間變動)6.2接入網(wǎng)絡關鍵技術要求6.2.1.接入指標和技術要求根據(jù)第5章分解結果，接入指標要求如表11所示：表11接入段主要技術指標單路VR帶寬要求為滿足上述要求，應采用FTTH接入技術。6.2.2.PON速率及分光比要求FTTH不同制式下，用戶可獲得的帶寬如表12所示：表12FTTH用戶可獲得帶寬情況注：單用戶可獲得帶寬三容量/分光比從表中分析可以得到如下結論a)EPON不適合用于開通CloudVR。b)GPON可受限開通少量階段2的CloudVR。單個GPON端口下開通CloudVR的用戶應不超過4個。c)10GEPON/10GGPON可大規(guī)模開通階段2的CloudVR。d)50GPON和100GPON可大規(guī)模開通階段3/4的CloudVR假設OLT設備所帶的用戶數(shù)為2000,不同階段VR用戶滲透率和峰值并發(fā)率、內容占比如表13所示，可計算得到上行方向容量需求；上行端口速率要求=0LT設備用戶數(shù)*VR用戶滲透率*峰值并發(fā)率*Z(VR內容占比*帶寬要求)XXX-XXX表130LT上行端口速率要求求(Gbps)a)大規(guī)模開通階段1的CloudVR,OLT上行端口應使用2*10GE或以上；b)大規(guī)模開通階段2的CloudVR,OLT上行端口應使用4*10GE或以上；c)大規(guī)模開通階段3的CloudVR,OLT上行端口應使用2*100GE或以上；d)大規(guī)模開通階段4的CloudVR,OLT上行端口應使用2*400GE或以上6.3城域網(wǎng)絡關鍵技術要求6.3.1.組網(wǎng)架構要求典型的城域架構如圖7所示，從IP互聯(lián)角度看，城域網(wǎng)包括；核心層、邊緣層、接入層三個部分。地級市地級市省內/跨省互聯(lián)區(qū)縣a)為降低時延抖動，接入層OLT、城域網(wǎng)邊緣業(yè)務網(wǎng)關、城域網(wǎng)核心層路由設備之間應通過光纖或波分直連，實現(xiàn)網(wǎng)絡扁平化結構。b)為支撐上述扁平化網(wǎng)絡，應部署從鄉(xiāng)鎮(zhèn)到縣區(qū)、地級市核心的波分網(wǎng)絡，為城域網(wǎng)接入、邊緣、核心設備之間互聯(lián)提供支持，同時也可按需開通到業(yè)務節(jié)點/云資源池的專線連接。6.3.2.城域節(jié)點容量建議城域網(wǎng)容量需求計算方法與6.2.3節(jié)類似。城域邊緣層節(jié)點按2萬用戶規(guī)劃、并發(fā)比按20%計算，其結果如表14所示：城域邊緣層設備上行端口速率要求=城域邊緣層設備用戶數(shù)率VR用戶滲透率*峰值并發(fā)率率∑(VR內容占比*帶寬要求)表14城域邊緣層上行端口容量需求要求(Gbps)階段1VR,城域邊緣節(jié)點上行端口應使用2*100GE或以上：城域波分應使用100G波長系統(tǒng)。b)大規(guī)模開通階段2的CloudVR,城域邊緣節(jié)點上行端口應使用4*100GE或以上：城域波分應使用100G波分系統(tǒng)。VR,城域邊緣節(jié)點上行端口應使用4*400GE或以上：城域波分應使用400G波分系統(tǒng)VR,城域邊緣節(jié)點上行端口應使用4*1Tbps或以上：城域波分應使用1TB波分系統(tǒng)。城域核心層節(jié)點用戶根據(jù)不同地級市有不同情況，以100萬用戶為例，并發(fā)比按10%計算，城域核心節(jié)點的容量要求是城域邊緣節(jié)點的25倍(用戶數(shù)為50倍，并發(fā)率為1/2)。因此：a)大規(guī)模開通階段1的CloudVR,城域核心節(jié)點出口應至少使用32*100GE。b)大規(guī)模開通階段2的CloudVR,城域核心節(jié)點出白應至少使用60*100GE。c)大規(guī)模開通階段3的CloudVR,城域核心節(jié)點出口應至少使用57*400GE。d)大規(guī)模開通階段4的CloudVR,城域核心節(jié)點出口應至少使用84*1Tbps總的來說，大規(guī)模部署CloudVR后，城域網(wǎng)的流量巨大，需要進一步簡化來降低成本：a)應支持采用IPv6技術承載，避免采用IPv4技術承載引入NAT多層轉換。b)在流量達到一定程度后，應考慮采用波分直達業(yè)務節(jié)點的方式，降低匯聚過路成本。CDN/渲染節(jié)點宜進一步下沉至城域邊緣。節(jié)點下沉后需要支持HTTP重定向或者eINS等技術解決云、邊協(xié)同調用問題。6.3.3.與內容平臺互聯(lián)方案建議城域網(wǎng)與CloudVR的內容平臺互聯(lián)有四類接口，如圖8所示：c互聯(lián)接口100Mbps/10萬用戶//節(jié)點載云游戲并發(fā)率一般取1%,6.4.1.互聯(lián)網(wǎng)通道承載方案技術要求ppoei圖9基于互聯(lián)網(wǎng)通道承載示意圖a)城域網(wǎng)需要保證相對輕載來實現(xiàn)一定程度的業(yè)務質量保障，邊緣BRAS到核心CR的分鐘級帶寬使用率應不大于50%。b)網(wǎng)絡宜部署Q0S技術對CloudVR業(yè)務進行更好的質量保障：o)網(wǎng)絡宜支持IPv6技術，降低承載成本和傳輸時延。6.4.2.IP雙撥號虛擬專網(wǎng)承載方案溫圖10基于IP雙撥號的虛擬專網(wǎng)承載示意圖基于IP雙撥號的虛擬專網(wǎng)承載方案如圖10所示，其主要包括：a)家庭智能網(wǎng)關：家庭智能網(wǎng)關應支持PPPoE和IPoE雙撥號且同時支持IPv4和IPv6雙棧，應通過自動的業(yè)務識別(IP,DSCP等)來實現(xiàn)業(yè)務分流和Q0S標記。家庭智能網(wǎng)關應支持標準的NAT44b)網(wǎng)關RAS:網(wǎng)關BRAS應支持PPPoE和IPoE雙撥號接入且同時支持IPv4和IPv6地址分配。在IPoE撥號通道上，BRAS應支持通過SLAAC方式和DHCPPD方式來為終端IPoE通道分配IPv6地址，支持DHCPoption認證。網(wǎng)關BRAS應支持對IPoE通道進行高優(yōu)先級Q0S調度。c)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關需針對VR業(yè)務的Q05/ExP標記進行安全管控和審計，城域網(wǎng)需信任數(shù)據(jù)中心VR業(yè)務的06S/ExP標記，并按照業(yè)務流量的實際情況定義標簽的處理方式。d)其他節(jié)點支持根據(jù)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關和家庭智能網(wǎng)關標記的優(yōu)先級進行Q0S調度，優(yōu)先保障CloudVR業(yè)務質量o)應支持使用組播方式承載CloudVR直播業(yè)務。城域網(wǎng)BRAS、CR和接入網(wǎng)OLT節(jié)點需支持CloudVR組播流量推送，家庭智能網(wǎng)關需支持CloudVR組播穿越Wi-Fi。6.4.3.SDN虛擬專網(wǎng)承載方案染細器圖11基于SDN的虛擬專網(wǎng)承載示意圖基于SDN的虛擬專網(wǎng)承載方案如圖11所示，其主要包括a)家庭智能網(wǎng)關：家庭智能網(wǎng)關應支持VPN隧道技術，應通過自動的業(yè)務識別(IP、DSCP等)來實現(xiàn)業(yè)務分流和Q0S標記。b)虛擬網(wǎng)關：虛擬網(wǎng)關可按需部署在公有云、私有云的YPC內部或外部；通過將云網(wǎng)關相互連通以此組建VR虛擬專網(wǎng)，VR流量可以通過虛擬網(wǎng)關接入VR虛擬專網(wǎng)。虛擬網(wǎng)關應提供VPN