基于電信網(wǎng)的云化虛擬現(xiàn)實(shí) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求

基于電信網(wǎng)的云化虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求本文件僅涵蓋固定寬帶(含有線和Wi-Fi)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，移動(dòng)寬帶(蜂窩)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)本文件對(duì)固定寬帶承載網(wǎng)的指標(biāo)要求進(jìn)行了進(jìn)一步的明確和分解，并對(duì)固定寬帶承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行建議或要求。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)術(shù)語(yǔ)YD/TXXXX-XXXX基于電信網(wǎng)的云化虛擬現(xiàn)實(shí)總體技術(shù)要求3術(shù)語(yǔ)、定義、符號(hào)和縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。AAA認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)(Authentication,Authorization,Accounting)BRAS寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器(BroadbandRemoteAccessServer)CDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(ConteCR核心路由器(CoreRouter)DHCP動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DynamieHostConfigurationProtocol)DSCP區(qū)分服務(wù)編碼點(diǎn)(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(shù)(lultipleInputMultipleOutput)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NetworkAddre光線路終端(OpticalLineTerminal)具體流程如下：a)在圖2流程1中，平臺(tái)與單個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)間心跳管理和內(nèi)容更新的帶寬應(yīng)不少于100Wbps。b)在圖2流程2/3/4中，頭盔與管理平臺(tái)之間帶寬應(yīng)不少于20Mbps。c)在圖2流程5中，頭盔與CDN節(jié)點(diǎn)之間帶寬時(shí)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(diǎn)播業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求階段1(實(shí)測(cè))階段2(實(shí)測(cè))階段3(預(yù)測(cè))階段4(預(yù)測(cè))帶寬要求(必須)網(wǎng)絡(luò)RTT(建議)網(wǎng)絡(luò)丟包率(必須)注1:圖中業(yè)務(wù)流程中做了簡(jiǎn)化，現(xiàn)實(shí)中為了保證CDN和邊緣云的調(diào)度準(zhǔn)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(jì)算丟包(采用FOV傳輸方案后，TCP流數(shù)至少按4條計(jì)算4.3弱交互直播業(yè)務(wù)流程和網(wǎng)絡(luò)要求階段1(實(shí)測(cè))階段2(實(shí)測(cè))階段3(預(yù)測(cè))階段4(預(yù)測(cè))帶寬要求(必須)網(wǎng)絡(luò)RTT(建議)網(wǎng)絡(luò)丟包率(必須)階段1(預(yù)測(cè))階段2(預(yù)測(cè))階段3(預(yù)測(cè))階段4(預(yù)測(cè))帶寬要求(必須)網(wǎng)絡(luò)丟包要求(必須)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)要求(必須)注1:階段2/3/4丟包要求根據(jù)碼率變化進(jìn)行適當(dāng)嚴(yán)格要求。4.4強(qiáng)交互業(yè)務(wù)流程和網(wǎng)絡(luò)要求圖4強(qiáng)交互業(yè)務(wù)流程a)在圖4流程1中，平臺(tái)與單個(gè)渲染節(jié)點(diǎn)間需進(jìn)行心跳和內(nèi)容更新，帶寬應(yīng)不少于100Mbpsb)在圖4流程2/3/4中，頭盔與平臺(tái)之間帶寬不少于20Mbps,實(shí)現(xiàn)2.5MB的EPG頁(yè)面下載時(shí)間小于1秒以及請(qǐng)求調(diào)度過程流暢c)在圖4流程5中，頭盔與渲染節(jié)點(diǎn)之間帶寬時(shí)延丟包按發(fā)展階段不同有不同要求，如表4所示；表4CloudVR強(qiáng)交互業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求階段1(實(shí)測(cè))階段2(預(yù)測(cè))階段3(預(yù)測(cè))階段4(預(yù)測(cè))帶寬要求(必須)網(wǎng)絡(luò)RTT(必須)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)要求(必須)≤10-雅1注1:階段2到階段1屬于平滑演進(jìn)，丟包指標(biāo)可參考階段1,3/4丟包要求按TCP丟包理論要求計(jì)算。5云化虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和指標(biāo)分解5.1CloudVR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總覽麗圖5CloudVR網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)總覽如圖5所示，CloudVR網(wǎng)絡(luò)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(luò)四個(gè)部分。為了明確每段網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)要求，后續(xù)將指標(biāo)分為4段：a)家庭網(wǎng)絡(luò)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(luò)段：指城域核心CR到云服務(wù)器部分。5.2CloudVR網(wǎng)絡(luò)帶寬指標(biāo)分解VR網(wǎng)絡(luò)帶寬要求與用戶并發(fā)密切相關(guān)，一般來說，越靠近用戶側(cè)并發(fā)率越高。比如，在家庭網(wǎng)側(cè)，同一時(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)，VR帶寬指標(biāo)建議分解如表5所示(表格中的值為單個(gè)VR用戶的帶寬表50loudVR業(yè)務(wù)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(luò)時(shí)延由介質(zhì)傳播時(shí)延、設(shè)備處理時(shí)延組成，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)各段情況，CloudVR的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延可以按表6分解到網(wǎng)絡(luò)各段(注：表格中時(shí)延均指來回時(shí)廷):表6CloudVR業(yè)務(wù)時(shí)延指標(biāo)分解要求階段15.4CloudVR網(wǎng)絡(luò)時(shí)延抖動(dòng)指標(biāo)分解一般來說，抖動(dòng)與線路質(zhì)量及設(shè)備緩存大小相關(guān)。Wi-Fi受到空口質(zhì)量影響，抖動(dòng)是最大的。其次是大緩存路由器(20ms+)。接入網(wǎng)級(jí)存較小(5ms內(nèi)),一般抖動(dòng)小。網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)指標(biāo)分解建議如表7所示：表7CloudVR業(yè)務(wù)抖動(dòng)指標(biāo)分解要求家庭Wi-Fi5.5CloudVR網(wǎng)絡(luò)丟包指標(biāo)分解一般來說設(shè)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(wù)丟包指標(biāo)分解要求6網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)要求6.1家庭網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)要求6.1.1.置i-Fi制式要求Wi-Fi當(dāng)前制式主要如表9所示：1)應(yīng)采用802.11ax或802.1lac制式承載，優(yōu)選802.1lax。3)應(yīng)采用80%Hz頻寬或160MHz頻寬。4)如采用802.1lac,應(yīng)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(shí)支持160MHz頻寬。6.1.2.胃i-Fi信號(hào)強(qiáng)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(hào)變?nèi)趸蛘叽嬖诟蓴_。速率會(huì)急劇下降，同時(shí)時(shí)延會(huì)變大。XXX-XXX在階段1和階段2,為了達(dá)到CloudVR要求的160Mbps速率和小于7ms時(shí)延，建議CloudVR終端信號(hào)強(qiáng)度需維持在-55dbm或以上，干擾占空比應(yīng)小于10%。6.1.3.家庭Mi-Fi組網(wǎng)建議為了實(shí)現(xiàn)Wi-Fi良好覆蓋，使得CloudVR終端信號(hào)強(qiáng)度維持在-55dbm或更高，應(yīng)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(jìn)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(hào)強(qiáng)度，ONTWi-Fi/Wi-FiAP與CloudVR終端之間宜小于5米距離，中間無(wú)明顯遮擋羅Wi-nA邏光纖到6.1.4.冒i-Fi測(cè)試指標(biāo)測(cè)試建議依據(jù)第5章分解建議以及6.1.2的建議，Wi-Fi測(cè)試指標(biāo)測(cè)試建議如表6所示：表10Wi-Fi段指標(biāo)測(cè)試建議-55dbm信號(hào)強(qiáng)度，平均10%干擾(實(shí)際干擾建議在0-50%之間變動(dòng))6.2接入網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)要求6.2.1.接入指標(biāo)和技術(shù)要求根據(jù)第5章分解結(jié)果，接入指標(biāo)要求如表11所示：表11接入段主要技術(shù)指標(biāo)單路VR帶寬要求為滿足上述要求，應(yīng)采用FTTH接入技術(shù)。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：?jiǎn)斡脩艨色@得帶寬三容量/分光比從表中分析可以得到如下結(jié)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(gè)GPON端口下開通CloudVR的用戶應(yīng)不超過4個(gè)。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(shè)OLT設(shè)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(nèi)容占比如表13所示，可計(jì)算得到上行方向容量需求；上行端口速率要求=0LT設(shè)備用戶數(shù)*VR用戶滲透率*峰值并發(fā)率*Z(VR內(nèi)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)使用2*400GE或以上6.3城域網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)要求6.3.1.組網(wǎng)架構(gòu)要求典型的城域架構(gòu)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(gè)部分。地級(jí)市地級(jí)市省內(nèi)/跨省互聯(lián)區(qū)縣a)為降低時(shí)延抖動(dòng)，接入層OLT、城域網(wǎng)邊緣業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、城域網(wǎng)核心層路由設(shè)備之間應(yīng)通過光纖或波分直連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)扁平化結(jié)構(gòu)。b)為支撐上述扁平化網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)部署從鄉(xiāng)鎮(zhèn)到縣區(qū)、地級(jí)市核心的波分網(wǎng)絡(luò)，為城域網(wǎng)接入、邊緣、核心設(shè)備之間互聯(lián)提供支持，同時(shí)也可按需開通到業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)/云資源池的專線連接。6.3.2.城域節(jié)點(diǎn)容量建議城域網(wǎng)容量需求計(jì)算方法與6.2.3節(jié)類似。城域邊緣層節(jié)點(diǎn)按2萬(wàn)用戶規(guī)劃、并發(fā)比按20%計(jì)算，其結(jié)果如表14所示：城域邊緣層設(shè)備上行端口速率要求=城域邊緣層設(shè)備用戶數(shù)率VR用戶滲透率*峰值并發(fā)率率∑(VR內(nèi)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(diǎn)上行端口應(yīng)使用2*100GE或以上：城域波分應(yīng)使用100G波長(zhǎng)系統(tǒng)。b)大規(guī)模開通階段2的CloudVR,城域邊緣節(jié)點(diǎn)上行端口應(yīng)使用4*100GE或以上：城域波分應(yīng)使用100G波分系統(tǒng)。VR,城域邊緣節(jié)點(diǎn)上行端口應(yīng)使用4*400GE或以上：城域波分應(yīng)使用400G波分系統(tǒng)VR,城域邊緣節(jié)點(diǎn)上行端口應(yīng)使用4*1Tbps或以上：城域波分應(yīng)使用1TB波分系統(tǒng)。城域核心層節(jié)點(diǎn)用戶根據(jù)不同地級(jí)市有不同情況，以100萬(wàn)用戶為例，并發(fā)比按10%計(jì)算，城域核心節(jié)點(diǎn)的容量要求是城域邊緣節(jié)點(diǎn)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(diǎn)出口應(yīng)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(diǎn)出白應(yīng)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(diǎn)出口應(yīng)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(diǎn)出口應(yīng)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(jìn)一步簡(jiǎn)化來降低成本：a)應(yīng)支持采用IPv6技術(shù)承載，避免采用IPv4技術(shù)承載引入NAT多層轉(zhuǎn)換。b)在流量達(dá)到一定程度后，應(yīng)考慮采用波分直達(dá)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的方式，降低匯聚過路成本。CDN/渲染節(jié)點(diǎn)宜進(jìn)一步下沉至城域邊緣。節(jié)點(diǎn)下沉后需要支持HTTP重定向或者eINS等技術(shù)解決云、邊協(xié)同調(diào)用問題。6.3.3.與內(nèi)容平臺(tái)互聯(lián)方案建議城域網(wǎng)與CloudVR的內(nèi)容平臺(tái)互聯(lián)有四類接口，如圖8所示：c互聯(lián)接口100Mbps/10萬(wàn)用戶//節(jié)點(diǎn)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(shù)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(duì)輕載來實(shí)現(xiàn)一定程度的業(yè)務(wù)質(zhì)量保障，邊緣BRAS到核心CR的分鐘級(jí)帶寬使用率應(yīng)不大于50%。b)網(wǎng)絡(luò)宜部署Q0S技術(shù)對(duì)CloudVR業(yè)務(wù)進(jìn)行更好的質(zhì)量保障：o)網(wǎng)絡(luò)宜支持IPv6技術(shù)，降低承載成本和傳輸時(shí)延。6.4.2.IP雙撥號(hào)虛擬專網(wǎng)承載方案溫圖10基于IP雙撥號(hào)的虛擬專網(wǎng)承載示意圖基于IP雙撥號(hào)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(guān)：家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持PPPoE和IPoE雙撥號(hào)且同時(shí)支持IPv4和IPv6雙棧，應(yīng)通過自動(dòng)的業(yè)務(wù)識(shí)別(IP,DSCP等)來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分流和Q0S標(biāo)記。家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持標(biāo)準(zhǔn)的NAT44b)網(wǎng)關(guān)RAS:網(wǎng)關(guān)BRAS應(yīng)支持PPPoE和IPoE雙撥號(hào)接入且同時(shí)支持IPv4和IPv6地址分配。在IPoE撥號(hào)通道上，BRAS應(yīng)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(rèn)證。網(wǎng)關(guān)BRAS應(yīng)支持對(duì)IPoE通道進(jìn)行高優(yōu)先級(jí)Q0S調(diào)度。c)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關(guān)：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關(guān)需針對(duì)VR業(yè)務(wù)的Q05/ExP標(biāo)記進(jìn)行安全管控和審計(jì)，城域網(wǎng)需信任數(shù)據(jù)中心VR業(yè)務(wù)的06S/ExP標(biāo)記，并按照業(yè)務(wù)流量的實(shí)際情況定義標(biāo)簽的處理方式。d)其他節(jié)點(diǎn)支持根據(jù)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)關(guān)和家庭智能網(wǎng)關(guān)標(biāo)記的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行Q0S調(diào)度，優(yōu)先保障CloudVR業(yè)務(wù)質(zhì)量o)應(yīng)支持使用組播方式承載CloudVR直播業(yè)務(wù)。城域網(wǎng)BRAS、CR和接入網(wǎng)OLT節(jié)點(diǎn)需支持CloudVR組播流量推送，家庭智能網(wǎng)關(guān)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(xì)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(guān)：家庭智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)支持VPN隧道技術(shù)，應(yīng)通過自動(dòng)的業(yè)務(wù)識(shí)別(IP、DSCP等)來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)分流和Q0S標(biāo)記。b)虛擬網(wǎng)關(guān)：虛擬網(wǎng)關(guān)可按需部署在公有云、私有云的YPC內(nèi)部或外部；通過將云網(wǎng)關(guān)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(guān)接入VR虛擬專網(wǎng)。虛擬網(wǎng)關(guān)應(yīng)提供VPN