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2020/3/3 15:39

Wi-Fi看視頻卡頓嚴重?Wi-Fi視頻加速技術了解下

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5G時代,固網進入千兆規模建設階段,視頻成為運營商網絡的基本業務和帶寬的重要組成部分。有數據顯示,目前家庭寬帶用戶80%以上的流量來自Wi-Fi承載,且主要是家庭視頻業務。隨著產業鏈和應用的逐步成熟,4K/8K/VR極清視頻業務成為運營商構建差異化競爭力和千兆網絡價值運營的核心手段。用戶多屏以及任意位置觀看的需求,決定了Wi-Fi會是未來家庭4K/8K視頻業務的主要承載方式。

目前業界主流Mesh Wi-Fi智能組網方案能夠滿足極清視頻業務承載的帶寬要求;但針對4K/8K/VR業務標準定義的嚴苛時延、抖動、丟包率指標要求,需要通過RTP丟包實時重傳,Wi-Fi QoS保障、信道干擾、功率控制優化,可視化的管理和故障定位等技術和方法保障家庭Wi-Fi承載極清視頻業務的質量,為用戶打造最佳4K/8K視頻體驗。

內置Mini-CDN技術,支持視頻包緩存以及ARQ重傳協商,相對丟包率下降90%,提升OTT視頻體驗。直播節目最佳觀看體驗要求視頻丟包率<10-5,由于環境干擾等因素,Wi-Fi丟包率通常在10-4以上。在家庭網關中內置“Mini-CDN”,可緩存一定時長的直播視頻RTP包。當機頂盒(STB)發現有丟包后,向網關發起重傳請求,網關進行RTP報文重傳時,提高該重傳報文的優先級,從而減少轉發時延,如圖一所示。

圖1. Mini-CDN降低丟包,提升直播體驗

支持TCP-BOOSTER,規避Wi-Fi傳輸亂序丟包,實現OTT視頻加速。該技術將機頂盒到互聯網服務器的TCP連接分割為兩段,分別維護網關和互聯網服務器之間、機頂盒和網關之間的TCP連接,并進行排序緩存處理,規避Wi-Fi傳輸亂序或丟包等情況導致的視頻播放卡頓,詳情可參見圖二。

圖2. TCP-BOOSTER實現互聯網直播視頻加速

智能識別和標記不同業務優先級,差異化保障Wi-Fi承載各類業務,在上網、下載、游戲等業務并發時,不影響直播節目的觀看體驗。對于不同的業務流,家庭網關能夠通過DPI智能識別并分類標記不同業務的優先級,結合家庭網絡拓撲圖分析網絡負載均衡。根據當前業務智能配置WMM,基于當前信道利用率動態調整ATF時間占比,保證無線機頂盒獲得足夠的空口時間,限制其它無線終端的空口時間,從而確保直播節目的觀看不受影響。

支持Admission Control,提升無線機頂盒上行報文的優先級,保證EPG菜單快速響應。一個家庭往往需要同時觀看多路直播視頻,結合多AP家庭組網,要求一個AP能以Wi-Fi承載兩路4K/8K直播視頻。不僅帶寬要在200Mbps以上(考慮到冗余),還要考慮多個無線終端的競爭和均衡。組網AP開啟Admission Control,提升無線機頂盒上行報文優先級,保證EPG菜單快速響應。

AI功率動態優化,多場景智能適配功率,提升視頻業務體驗。Wi-Fi信號尤其是5GHz頻段穿墻后衰減非常大,報文易錯包。動態優化調整調制速率,在組網AP發送端和無線機頂盒接收端之間進行功率適配,提升Wi-Fi穿墻效果,F代家庭中無線設備數量多、信號強,信道上檢測到的能量很容易超過CCA門限而無法發送數據。動態調整CCA,提高系統對干擾的容忍度 ,根據信道干擾、誤碼率等評估指標,適當提高AP和機頂盒的CCA門限來獲得更大的發送機會。同時,組網AP支持TPC逐包功率控制,實時檢測各個終端的信號強度,動態調整發射功率,減少AP間的相互干擾,提升系統整體吞吐量。

實時或周期性監測統計信道,面對鄰居干擾動態調整頻寬或者切換信道。Wi-Fi干擾是目前家庭網絡面臨的主要問題之一,干擾主要來自鄰居AP。實時監測每20M信道的忙閑狀態,通過動態調整頻寬,規避受干擾的子信道,通過周期性統計分析,評估出當前最佳信道列表。當前信道利用率(干擾)持續過高影響業務時,組網AP可以要求無線機頂盒一起切換信道。在信道切換過程中,組網AP和無線機頂盒都保持關聯、收發報文狀態,切換后無需重新關聯,繼續收發報文,從而實現0丟包、無損信道切換,從此不再擔心鄰居的干擾。

禁用A-MSDU技術,減小聚合幀重傳概率,提升視頻業務體驗。為了提高發送效率,Wi-Fi芯片會將報文聚合后發送,當發生傳輸錯誤時,A-MSDU聚合幀需要對整個報文重傳,尤其在干擾環境下,會大大降低傳輸效率。在視頻、上網、游戲等多業務高并發的家庭場景,關閉A-MSDU聚合功能,降低視頻大包與其他小包報文聚合的概率,減少因小包報文出錯而導致的視頻報文重傳,可顯著提升視頻傳輸效率。

基于電視顯示和遙控器操作實現智能自助裝維。一鍵快連,機頂盒輕松加入家庭Wi-Fi網絡,自動配置下發完成業務配置;一鍵診斷,快速掃描檢測家庭網絡,針對Wi-Fi覆蓋、干擾、負載等問題,本地和云端分析相結合實現家庭網絡的智能診斷;一鍵優化,方便用戶實現家庭網絡的自助優化。

從標清到高清、4K/8K,以及VR業務,用戶對視頻質量和體驗的需求持續升級。中興通訊Wi-Fi承載4K/8K視頻技術能夠實現一鍵裝維、高效部署、極致體驗等全方位業務保障,幫助運營商打造家庭網絡從連接帶寬向業務體驗的升級演進,實現新時代的戰略轉型。

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