智慧家庭網(wǎng)絡(luò)需求與技術(shù)問題研究_1

1、    智慧家庭網(wǎng)絡(luò)需求與技術(shù)問題研究    馮慶軍吳寧摘 要：隨著光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速推進，網(wǎng)絡(luò)帶寬及業(yè)務承載能力得到了高速發(fā)展，以此為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)家庭新業(yè)務、新應用也日趨豐富。未來家庭業(yè)務主要呈現(xiàn)出業(yè)務多元化、服務對象精確化、終端多樣化、管理智能化等特征，準確把握業(yè)務現(xiàn)階段以及未來業(yè)務對支撐網(wǎng)絡(luò)的承載需求，是發(fā)展家庭網(wǎng)絡(luò)，保障智慧業(yè)務落地的重要前提。關(guān)鍵詞：智慧家庭；業(yè)務需求；接入網(wǎng)一、家庭業(yè)務分類家庭業(yè)務分為傳統(tǒng)電視、寬帶業(yè)務和新興的智慧家庭業(yè)務，其中智慧家庭業(yè)務依托于新一代智慧化、綜合性的家庭服務系統(tǒng)，是家庭智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、高速信息網(wǎng)絡(luò)和應用服務的

2、有機融合。按照業(yè)務類型家庭業(yè)務分為視頻類業(yè)務、應用類業(yè)務以及智慧家庭類業(yè)務，其中視頻類業(yè)務主要包括大屏電視業(yè)務、移動視頻業(yè)務；應用類業(yè)務主要包括頁面瀏覽業(yè)務、視音頻通信業(yè)務、家庭云業(yè)務、游戲業(yè)務、家庭監(jiān)控業(yè)務；智慧家庭類業(yè)務主要為家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。二、業(yè)務需求分析1 大屏電視業(yè)務目前高清視頻類業(yè)務已經(jīng)逐步普及，未來隨著4k、8k、vr/ar技術(shù)的加速發(fā)展，將會給大屏電視業(yè)務帶來新的活力。通過對電視業(yè)務指標參數(shù)分析，得到其對網(wǎng)絡(luò)的承載需求如下。（1）帶寬需求：高清需求為8mbps 帶寬，準4k 至少需要30mbps帶寬，標準4k 至少需要50mbps 帶寬，極致4k 需要接近百兆帶寬，8k 電視對

3、帶寬需求達到百兆以上，vr 對帶寬需求達到幾百兆。（2）時延要求：點播網(wǎng)絡(luò)時延一般為400 ms 以內(nèi)。（3）泛在性要求：終端相對固定，對泛在性要求不高。（4）抖動要求：組播抖動小于5ms，點播抖動小于50 ms。（5）丟包要求：對于高清，丟包率不超過0.1%；對于準4k，丟包率不超過0.01%；對于標準4k，丟包率不超過0.001%；8k 電視及vr 對丟包要求更高。2.移動視頻業(yè)務未來隨著用戶對音頻及畫面質(zhì)量要求的逐步提升，移動視頻類業(yè)務的播放效果將日趨接近大屏電視。通過對移動視頻業(yè)務指標參數(shù)分析，得到其對網(wǎng)絡(luò)的承載需求如下。（1）帶寬需求：移動視頻至少需要4mbps 的帶寬，才可滿足大部

4、分應用的流暢播放，對于超高清視頻帶寬需求需達到10mbps 以上。（2）時延要求：點播網(wǎng)絡(luò)時延小于400 ms。（3）泛在性要求：終端相對不固定，對泛在性要求較高。（4）抖動要求：組播抖動小于5ms，點播抖動小于50ms。（5）丟包要求：要求丟包率低于千分之一。3 家庭云業(yè)務家庭公有云系統(tǒng)由云存儲平臺、家庭網(wǎng)關(guān)、家庭云存儲接入網(wǎng)關(guān)以及各類智能終端（機頂盒、pad、智能手機等）組成。通過對家庭云業(yè)務指標參數(shù)分析，得到其對網(wǎng)絡(luò)的承載需求如下。（1）帶寬需求：考慮到用戶對家庭云業(yè)務的感知度，該業(yè)務對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求較高。普通家庭用戶采用云存儲業(yè)務需要20mbps 以上帶寬，對于多線程控制以及高清流媒體播

5、放等業(yè)務，要求帶寬滿足100mbps 以上。（2）時延要求：網(wǎng)絡(luò)延時小于150ms。（3）丟包要求：此項業(yè)務對丟包要求不高，不超過1%。（4）泛在性要求：由于考慮到多種類型終端共享業(yè)務內(nèi)容，因此此業(yè)務對泛在性要求較高，場景內(nèi)需要完成無線信號的全覆蓋。4 游戲業(yè)務隨著ar/vr 技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)家用游戲機已無法滿足用戶需求，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的游戲，通過戴上頭盔，即可進入一個可交互的現(xiàn)場場景，給用戶帶來更好的游戲體驗。通過對游戲業(yè)務指標參數(shù)分析，得到其對網(wǎng)絡(luò)的承載需求如下。（1）帶寬需求：對網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求較高，一般性游戲?qū)捫枨笾辽贋?0mbps，云游戲建議達到20m，vr 游戲至少達到百兆

6、以上。（2）時延要求：游戲時延會極大地影響體驗，因此對網(wǎng)絡(luò)時延要求較高，一般不超過100 毫秒級。（3）泛在性要求：對于電腦類游戲，終端位置相對固定，對泛在性要求不高，對于手機類游戲，有較高的泛在性要求。（4）抖動要求：對網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求較高，要求為毫秒級。（5）丟包要求：要求丟包率低于千分之一。5 家庭監(jiān)控類業(yè)務未來的家庭監(jiān)控系統(tǒng)會越來越智能化、個性化，結(jié)合移動通信、智能、安防、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，配合現(xiàn)有的增值業(yè)務支撐平臺，融合可視通信、手機視頻、電視娛樂、移動會議、電腦監(jiān)控等多種業(yè)務，其對網(wǎng)絡(luò)的承載需求如下。（1）帶寬需求：視頻監(jiān)控主要為利用移動客戶端實時調(diào)看監(jiān)控圖像，因此對上行流量要求較高。標

7、清監(jiān)控圖像寬帶要求為4mbps 以上，高清及超高清寬帶要求為20mbps 以上。（2）時延要求：該業(yè)務對時延要求為秒級。（3）泛在性要求：對于一般監(jiān)控攝像頭，可采用有線連接至處理中心。對于有線不可達區(qū)域，可考慮采用無線傳輸，因此對泛在性具有要求。（4）丟包要求：為了保障遠程監(jiān)控圖像的清晰性，業(yè)務對丟包要求相對較高，要求丟包率不得高于千分之一。6 家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務家庭物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務是基于家庭物聯(lián)技術(shù)，其系統(tǒng)功能主要集中在智能照明控制、智能家電控制、智能安防、居家健康等，其對網(wǎng)絡(luò)的承載需求如下。（1）帶寬需求：由于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務傳輸需求主要為控制指令及采集的數(shù)據(jù)等，且大部分設(shè)備信息交流均屬于家庭內(nèi)部，因此對

8、帶寬需求很低，一般來說1m 以內(nèi)均可滿足要求。（2）時延要求：該業(yè)務對時延要求為秒級。（3）泛在性要求：該業(yè)務設(shè)計眾多智能傳感設(shè)備及智能家電，因此對網(wǎng)絡(luò)泛在性要求很高，要求無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。（4）丟包要求：由于采用了等待確認以及重復傳輸機制，因此對丟包的要求不高。（5）最大連接數(shù)量：要求最大連接數(shù)量不低于100 個。（6）安全要求：需要終端傳感設(shè)備及聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有較高的安全保密性。三、業(yè)務需求總結(jié)通過上述對承載需求的分析，未來中遠期家庭融合業(yè)務對家庭內(nèi)部組網(wǎng)的技術(shù)要求主要為如下。（1）組網(wǎng)模式：綜合利用有線、無線融合技術(shù)，同軸電纜、網(wǎng)線、電力線多種有線傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)家庭內(nèi)部組網(wǎng)解決方案多樣化。（2）帶寬需求：家庭接入帶寬不低于1000m，戶內(nèi)主干網(wǎng)絡(luò)帶寬不低于1000m，桌面帶寬不低于100m。（3）時延要求：最低時延要求不超過10ms。（4）泛在性要求：家庭內(nèi)部全面