Page 1 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. www.huawei.com HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Сеть для 4K видео. - презентация

1 Page 1 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Сеть для 4K видео

2 Page 2 Определение лучшего восприятия для 4K

3 Page 3 Определение лучшего восприятия для 4K видео Мгновенная загрузка (<2S) Быстрый старт (IPTV/OTT) Плавные FF/REW(OTT) Нет выпадения пикселей Нет выпадения пикселей (IPTV) Нет задержек при воспроизведении Быстрое переключение (<0.6S) Нет задержек при воспроизведении(OTT) Быстрое переключение каналов (IPTV) Пропускная способность (>45M) Готовность к взрывному трафику> 60Mbps Низкие потери пакетов/задержка PLR < 10-5 / RTT<35ms Низкие потери пакетов/задержка PLR < 10-5 / RTT<35ms Быстрое переключение каналов I Frame Cache/Fast Unicast Быстрое переключение каналов I Frame Cache/Fast Unicast Низкие потери пакетов PLR < 10-7 Низкие потери пакетов PLR < 10-7 User Experience Network KPI

4 Page 4 Лучший опыт значит лучший бизнес (OTT) Source: Ramesh Sitaraman from Stanford Правило 2 секунд: После загрузки в 2 S, начало выключения Ещё 1 s, на 6% больше. Правило 4 секунд: Среднее время прерывания для видео через web Скорость загрузки 2s 4s Source: Research from CNNIC 35.2% пользователей прерывают просмотр через web из-за замираний экрана. 1 s замирания - 6% потери пользователей Задерки при воспроизведении 35.2% 1s=6%

5 Page 5 Лучший опыт значит лучший бизнес (BTV) Задержка при переключении каналов Source: From China Telecom Задержка > 1 с, TV-сервис может быть прерван. Сейчас время переключения для IPTV 1.5 с. Задержка < 0.6 с, пользователи имеют тот же уровень опыта, как в кабельном TV 1s 0.6s Разрушение картинки 1 ошибка / 1 час Reference: DSL Forum Technical Report TR ошибка / 8 часов 1 ошибка / 4 часа Требования по кол- во ошибок для SD TV. Требования по кол-во ошибок для UHD (4K). Требования по кол- во ошибок для HD TV. 1 ошибка = 16ms потеря пакетов

6 Page 6 Плавное проигрывание: Постоянная скорость > 45Mbps (OTT) Bandwidth for Quasi-4K: > 25Mbps Bandwidth for Basic 4K: > 45Mbps Bandwidth for Ultra 4K: > 75Mbps Основной 4K: Требования по постоянной пропускной способности > 45Mbps Bit Rate для 4K потока Требования постоянной пропускной способности Расчёт скорости: Упрощенное резюме: Source: From Huawei iLab research and test results 1.5 X Bandwidth>= 1.5 x Average bit rate t s Real-time Bit Rate: y=f (t) Average Bit Rate Downloading Speed: y=g (t) T Mbps 30 – 50M bps 50 – 100M bps 15 – 20M bps HEVC main profile HEVC main 10 HEVC Range Extension Разрешение Кол-во фреймов Кол-во бит в сэмплах Компрессия Средний bit rate Quasi-4KBasic 4KUltra 4K 25P 50/60P 100/120P x M

7 Page 7 Быстрое начало воспроизведения: Взрывная скорость до 60Mbps (OTT) Quasi-4K> 30M bps Basic 4K > 60M bps Ultra 4K > 112M bps Требования по мгновенной скорости Базовый 4K: требования по мгновенной скорости для сети > 60Mbps Требования для мгновенного воспроизведения 2 S Время для полной загрузки GOP Для сокращения времени начала воспроизведения VoD LoadingLive TV Starting Loading, Please wait…. Fast Forward/Rewind GoP (Group of Pictures) должна быть полностью загружена за 2 с для мгновенного воспроизведения Подсчёты базируются на типичном размере фреймов I/B/P

8 Page 8 Нет остановок в воспроизведении для OTT: RTT< 35ms, PLR< 5*10-5 (OTT) Базовый 4K: RTT должен быть < 35ms, Потеря пакетов должна быть < 5*10 -5 Взаимосвязь Порог 5* ms Порог RTT для Базового 4K Порог для задержки для Базового 4K Теория производительности TCP: при некоторых параметрах пропускной способности, потери пакетов и задержке производительность TCP ограничена RTT: Roundtrip Time delay p: Packet Loss Rate BW: Max. Bandwidth Band- with PLR=5*10 -5 RTT= RTT=35ms PLR= Quasi-4K25Mbps 65ms1.7*10 -4 Basic 4K45Mbps 35ms5*10 -5 Ultra 4K75Mbps 22msNA Source: From Huawei iLab research and test results

9 Page 9 Мозаика для Live TV: Потеря пакетов < 5.6*10 -7 (IPTV) Все 4K: порог для потери пакетов 5.6* * /10 Порог для мозаики на экране в 4K Стандартный 4K и стандартный SD Порог для потери пакетов Reference: DSL Forum Technical Report TR-126 Эффект потери пакетов PLR = 1*10 -7 PLR = 1*10 -6 PLR = 1*10 -5 PLR = 1*10 -4 Live TV основан на UDP. Феномен мозаики на экране в основном относится к потере пакетов Every 10 Minutes Continuous Screen Mess No Screen Mess PLR = 1*10 -3 Every 3 Minutes Every 5 Seconds Source: From Huawei iLab research and test results

10 Page 10 Время смены каналов: < 0.6 s (IPTV) Анализ Размер GoP (Group of Pictures) – ключевой фактор для задержки переключения каналов, решение EFCC может серьёзно уменьшить время переключения. Все 4K: Время переключения < 0.6 с, достигается с помощью решения EFCC. Change average time of IPTV is beyond the limit for keeping patient Время смены канала 0.6s 1S Чувство мгновенного переключения Толерантное восприятие пользователем Типичное время переключения для IPTV Tolerance for Channel Change: 1S s Хорошо Плохо IBBBBBBPP I 1~10s Waiting loading for I Frame 0.5~10s Based On Enhanced FCC < 0.6S Buffer management ignore Network delay >0.2s Frame Decoding <0.01s GoP size

11 Page 11 От пользовательского опыта до сетевых KPI Хорошее пользовательское восприятие Сетевой KPI IPTV OTT Пропускная способность: Quasi > 25M, Basic >45M, Ultra >75M Время загрузки < 2S Нет замираний Смена каналов < 0.6 S Мозаика на экране < 1 error / 8 h Быстрый старт Нет мозаики Быстрая смена каналов Быстрый старт Нет замираний Плавный FF / REW Опыт KQI Мгновенная скорость Низкая задержка Кэширование I Frame Fast Unicast Низкая потеря пакетов Quasi-4K Basic 4K Ultra 4K > 30Mbps PLR < 5.6*10-7 RTT< 65ms PLR<5*10 -5 > 60Mbps PLR < 5.6*10-7 RTT< 35ms PLR<5*10 -5 > 112Mbps PLR < 5.6*10-7 RTT< 22ms PLR<5*10 -5

12 Page 12 Трудность для текущих сетей, 4K недоступен CO900 CO74 CO12 CO8000 UPE AGG CR CDN BNG PE ADSL/VDSL Типичные сети Текущая сеть Требования базового 4K Время смены каналов 1.5s0.6s Пропускная способность 23M45M RTT50~100ms35ms (OTT) PLR *10 -5 (OTT) 5.6*10 -7 (BTV) Скорость доступа <50MBasic: 45M Burst: 6oM GAP: Доступ: Много меди, ограничение в пропускной способности Сети: Слишком много копов CDN централизован, трафик должен быть уровня T

13 Page 13 Решение для 4K сети

14 Page 14 Решение FEIN (4K Experience Insurance Network) Обширный доступ Доступ: Обновление до Vectroing / G.fast / Fiber Инновационное ускорение 4K Ускорение TCP RET(Re-Transmission) Instant Speed UP EFCC (Fast Channel Change) Управление опытом Real-time SLA Monitoring Instant Fault/Degradation Location Automatic Recovery Open Network Ability Сеть проще Распределённый CDN Распределённый BNG Real-time Experience Management CDN SDN Controller Netmatrix uTraffic 4K Video 4K TV 4K Game OLT CDN AN: BNG SN WDM/OTN CR WDM/OTN RN Доступ Транспортная сеть Управление APP Способность сети к открытости Open API EDSG for automatic Deployment

15 Page 15 Технологии доступа для 4K OTT Средняя битовая скорость Quasi-4K Basic 4KUltra 4K Пропускная способность (1 Screen + HSI) Сетевая задержка Технологии доступаQuasi-4K 35M, 65ms Basic 4K (75M, 35ms) Ultra 4K (125M, 22ms) Медь Vectoring: 60~80M, 15~20ms Оптика FTTX: GPON, (GE)0.3ms~(802.11n/a) 10ms FTTX: 10GPON, (GE)0.3ms~(802.11n/a) 10ms Кабель Docsis 3.0: 700~800M, 50~60ms GPON, 1:64 39M 10GPON 1:128 78M 10GPON 1:64 156M Кабель Basic4K / Ultra 4K Quasi 4K Векторинг/ оптика GPON, 1:16 156M 10GPON 1:128 78M 30 – 50M bps 50 – 100M bps 15 – 20M bps 35M bps 75M bps 125M bps 65ms 35ms22ms Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro GPON, 1:32 78M ВекторингBasic 4K

16 Page 16 Технологии доступа для 4K TV Средняя битовая скорость Пропускная способность (1 экран) Технологии доступаQuasi-4K 25M Basic 4K (45M) Ultra 4K (75M) МедьVectoring: 60~80M, Оптика FTTX: GPON, FTTX: 10GPON, КабельDigital TV: 1~1.5G Векторинг Ultra 4K Basic 4K Оптика/кабель Quasi-4K Basic 4KUltra 4K 30 – 50M bps 50 – 100M bps 15 – 20M bps 25M bps 45M bps 75M bps GPON, 1:64 39M 10GPON 1:128 78M 10GPON 1:64 156M GPON, 1:16 156M 10GPON 1:128 78M GPON, 1:32 78M Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

17 Page 17 Распределённый CDN, упрощенная сеть Распределённый CDN, плоская сеть Централизованный CDN, многоуровневая сеть Все 4K Трафик идёт до центрального CDN, пропускная способность уменьшается Многоуровневая, высокая задержка CO900 CO12 CO8000 CDN CR BNG 5 к 2 уровням 80% 4K трафика посылается до локального CDN, на 90% трафика меньше между Metro и ядром, на 80% трафика меньше от CDN до CR Плоская сеть, меньше задержка CO900 CO74 CO12 CO8000 AGS1 AGS2 CR CDN BNG LER Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

18 Page 18 Эволюция Metro: Упрощение сети Оператор Эволюция Metro сети DT Architecture: BNG to Edge, 3 layers to 1 layer Service: BNG fast integrated with Rabapol TI Architecture: BNG down to Metro AGG, 3 layers to 2 layers. E2E MPLS to simplify implementation BT Architecture: BNG down to Metro AGG, 3 layer to 2 layers. BNG to Edge in future (No certain time yet) TLF Architecture: BNG to Edge, 4 layers to 2 layers. with E2E MPLS KPNArchitecture: BNG to Edge, 3 layers to 1 layer Architecture: BNG to Metro AGG, logical BNG to Edge with virtualization, 4 layers to 1 layer Service: Pull Mode for fast leased service deployment and avoid OSS integration TDC Architecture: E2E MPLS to simplify deployment Service: Simplify AAA to simplify BRAS integration TeliasoneraArchitecture: E2E MPLS to simplify network deployment Упрощение сети: BNG передвигается вниз к Metro, с E2E MPLS или Виртуализацией для упрощения O&M; Упрощение в сервисах: В основном быстрая интеграция BRAS и Pull Mode для быстрого разворачивания сервисов BRAS SR AGG UPE PE VPN Сейчас: 5 уровней VPLS BNG UPE CR E2E MPLS Цель: E2E MPLS (3 layers) Виртуализация (2 layers) MPLS CR Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

19 Page 19 Build Flattened Metro Networks For lower TCO Traditional NetworkFlat Network Why flat? Converged Service PoP: Easier service provisioning & management; less IP hops, less delay & jitter. E2E MPLS: Simplify network planning, Deployment and Maintenance Ring->Tree : Higher transport efficiency and easier capacity expansion 30%~40% TCO Saving CR Metro Ring UPE AGG SRBRASPE UPE CR Multi-Edge to Single Edge 2 Ring to Tree VLAN MPLS L2 E2E MPLS 2 Multi Segment to E2E MPLS 3 Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

20 Page 20 Dilemma: Converged or Flattened VS Multi-Layer Architecture Pro: Traffic Convergence to save BNG Port, low CPEX Con: Big L2 Metro with L2 issues (Loop, Broadcast Storm, etc,.), High OPEX CR BNG to Edge Architecture Pro: No L2 Issues, Network Simplified with Flatten Architecture, Low OPEX Con: Much BNG port needed, High CPEX VPLS CR Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

21 Page 21 Solution: Mini-BNG or Virtualization Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro Metro Virtualization Logical BNG to Edge, low OPEX Physical convergence architecture, less BNG Port, low CAPEX Virtualization CR Mini-BNG No L2 Issues, Network Simplified with Flatten Architecture, Low OPEX CAPEX would be low with cost-effective Mini-BNG Con: No Value-Added Services (CGN/4K) CR Mini-BNG

22 Page 22 Лучший опыт для OTT VoD: HTS ( High Throughput System ) С HTSБез HTS CDN Network HG Native TCP Vectoring OTT STB Обычная ситуация в сети: RTT: 50ms, PLR: 1*10 -4 Даже со скоростью доступа 100M пропускная способность будет 23 M bps, 4K недоступен С HTS, пропускная способность не деградирует из-за потери пакетов и задержки. Пропускная способность будет >80 M bps при скорости доступа 100M Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro CDN TCP Network TCP OTT STB Vectoring HTR

23 Page 23 How HTS(High Throughput System) works AccessBearer 4K Video OTT Box ONT/HG HTR TCP 1G HTR works as TCP proxy and divide the TCP session between Headend and STB into two TCP Session Since the main bottle net is the copper line in access part. So the TCP Session between HTR and STB is the segment should be optimized. HTR cooperate with STB to improve throughput of networks. The Principle is: the packet loss could be caused by congestion or line quality (e.g. Bit error in Copper line). Only the packet loss caused by congestion should lead lower TCP throughput. HTR could justify the reason of the packet loss and optimize the error control Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

24 Page 24 Сравнение TCP и HTS TCP При обычных условиях, (RTT: 50ms, PLR:10 -4 ), только 23M при скорости доступа 100M Speed Time Bandwidth Peak Throughput Actual Throughput Slow Start Congestion Control Throughput HTS Даже при (RTT: 100ms, PLR:10 -3 ), > 80M при скорости доступа 100M Speed Time Bandwidth Actual Throughput Fast Start Accurate Congestion Control Throughput Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

25 Page 25 RET (Retransmission) уменьшает влияние потери пакетов С RET Без RET STB Source 3 Loss Обычная ситуация в сети: PLR 1*10 -5, 4K недоступен Потеря пакетов должна быть < 5.6*10 -7 Потеря пакетов – это мозаика (IPTV) или замирание экрана (VOD) С iVSE картой в BNG, можно использовать RET, который позволяет работать 4K видео в обычных сетях: PLR 1* С RET, порог PLR может быть до RET сервер запоминает пакеты. После получения запроса с STB, RET сервер незамедлительно посылает затребованные пакеты Source iVSE: RET BNG STB Loss Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

26 Page 26 FCC (Fast Channel Change) сохраняет время переключения < 1 с С EFCC Без EFCC IPTV System Receive I Frame from IPTV system BNG Время переключения: 2~5 с ONU OLT ONT ONU OLT ONT IPTV System BNG Receive I Frame from iVSE Cache GoPs Send I Frame to STB with access bandwidth iVSE: FCC Карта iVSE в BNG включает поддержку FCC. Время переключения будет: 0.5~1 с Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

27 Page 27 Управление опытом для гарантии QoE С IP FPM Без IP FPM Основан на трубе, нет мониторинга сервисов на основе каждого пользователя Маленькая точность: PLR, далеко от требуемых для 4K Utraffic В реальном времени, на основе 4K сервиса по каждому на пользователю Высокая точность: PLR Быстрое определение места деградациии, автоматическое восстановление Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

28 Page 28 Умное Metro для гарантии QOE в сети 4K Осознание восприятия сервиса 4K в реальном времени, автоматическое управление сервисами. Платформа NetOpen Открытые APIs Как Plug-in, поддержка многих вендоров Быстрый провижининг Упрощение операций пользователей Улучшает опыт бизнеса для увеличения продаж BNG гарантирует QOE Мониторинг и гарантия качества сервисов для пользователей Policing Provisioning NetOpen Platform API (for OTT QOE policing) API (for BGC QOE policing) BNG OSS NMS U-traffic QOE management Management BNG guarantee QOE AAA Policing Radius Fast provisioning Residential CP/SP Service Distributed Platform CRM Self-operated Service Platform Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience ManagementSmart Metro

29 Page 29 Ключевые техноогии Ценность HTSХорошее восприятие Высокоточный мониторинг Визуализированный O&A Открытая сеть Монетизация пропускной способности E2E MPLS Упрощение сетевой архитектуры Виртуализация Metro Резюме: упрощение сети и ускорение 4K Сетевое решение для 4K сервисов Упрощение сети Решение для Metro

30 Thank you Copyright©2014 Huawei Technologies Co., Ltd. All Rights Reserved. The information in this document may contain predictive statements including, without limitation, statements regarding the future financial and operating results, future product portfolio, new technology, etc. There are a number of factors that could cause actual results and developments to differ materially from those expressed or implied in the predictive statements. Therefore, such information is provided for reference purpose only and constitutes neither an offer nor an acceptance. Huawei may change the information at any time without notice. Page 30 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.

31 Page 31 Bandwidth: CDN Distributed, BNG to Edge (1) Centralized CDN, Multi-Layer Network Centralized CDN made too much bandwidth 1.77T Traffic between Metro and Core; 1.5T from CDN to CR Consumption: 16M BB Subscriber, HSI bandwidth 10Mbps, subscriber Concurrent rate 10:1, bandwidth Convergence rate be 5:1. 5% of BB subscribers bought 4K(Basic 4K) services, each subscriber support 2 4K Screen(2*45Mbps), 25% Concurrent Rate, 2000 Subscribers per OLT 23.85G 306.2G 1.77T 1.5T CR to CDN Subscriber Covered Bandwidth for 4K Bandwidth for HSI Total Bandwidth Bandwidt h to CDN UPE18K 18K*5%*25%* 90M=20.25G 18K/10/5*10 M=3.6G = 23.85G BNG 216 K 216K*5%*25% *90M=243G 216K/10/5*1 0M=43.2G = 386.2G CR1.3 5M 1,35M*5%*25 %*90M=1.52T 1.35M/10/5*1 0M=270G 1.5T+0.27T =1.77T 1.5T Bandwidth Calculation Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience Management CO900 CO74 CO12 CO8000 AGS1 AGS2 CR CDN BNG LER

32 Page 32 Bandwidth: CDN Distributed, BNG to Edge (2) Distributed CDN, BNG to Edge with CDN Network Been Flattened CDN Distributed (20G Traffic per CDN), BNG to Edge with CDN (15~20K Subscribers Covered), Bandwidth Pressure been relieved 574G Traffic between Metro and Core; 90% less 304G from CDN to CR, 80% less Half Cost of Traditional Mode CO900 CO12 CO8000 CDN CR BNG 23.85G 7.65G 574G 304G CR to CDN Consumption: 16M BB Subscriber, HSI bandwidth 10Mbps, subscriber Concurrent rate 10:1, bandwidth Convergence rate be 5:1. 5% of BB subscribers bought 4K(Basic 4K) services, each subscriber support 2 basic 4K Screen(2*45Mbps), 25% Concurrent Rate, 2000 Subscribers per OLT 80% 4K traffic to local CDN, 20% to central CDN (2/8 Rule) Bandwidth Calculation Subscriber Covered Bandwidth for 4K Bandwidth for HSI Total Bandwidth Bandwidth to CDN BNG18K 18K*5%*25 %*90M=20.2 5G 18K/10/5*1 0M=3.6G = 23.85G 20.25*80 %=16.2G CR1.3 5M 1,35M*5%*2 5%*90M*20 %=304G 1.35M/10/ 5*10M=27 0G 304G+270G =574G 304G Broader AccessSimpler Networks4K AccelerationExperience Management