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 華為基于eMBMS的LTE Video解決方案首次亮相MAE
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專業(yè)方向  移動網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化——理論與實踐
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發(fā)表于 2013-06-28 09:19:24  只看樓主 

在2013年亞洲移動通信博覽會(MAE)上，華為現(xiàn)場展示了基于eMBMS的即攝即傳業(yè)務。雖然即攝即傳業(yè)務早已為人所熟知，但是與eMBMS聯(lián)合展示還是第一回。更重要的是，基于eMBMS的LTE Video解決方案正在改變著運營商的網(wǎng)絡演進趨勢和業(yè)務發(fā)展模式。
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動視頻業(yè)務呈現(xiàn)出井噴態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，移動數(shù)據(jù)流量在未來幾年將繼續(xù)大幅增長，其中視頻占據(jù)了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的最大份額，并有望在2018年年底前繼續(xù)保持每年60%的增速, 視頻業(yè)務將成為無線網(wǎng)絡未來最有潛力的業(yè)務。在某些網(wǎng)絡中，單用戶月均視頻消費量將高達2.6GB。尤其是未來基于無線的實時廣播組播業(yè)務將倍受青睞。
移動視頻業(yè)務的發(fā)展給蜂窩網(wǎng)絡帶來了前所未有的壓力與挑戰(zhàn)。對于僅支持單播的2G/3G蜂窩網(wǎng)絡來說，基于無線的視頻直播業(yè)務，由于帶寬受限難以實際落地。而LTE支持的帶寬更大、時延更短，同時，組播業(yè)務采用專屬信道，不占用業(yè)務信道，大大節(jié)省了網(wǎng)絡資源，因此在4G時代，才能夠真正落地基于無線的實時廣播組播業(yè)務。
另一方面，面對OTT的沖擊，移動運營商面臨被“管道化”的風險，由于缺少有效的針對數(shù)據(jù)業(yè)務的商業(yè)模式，單純依靠“流量”收費的移動運營商，雖然在網(wǎng)絡建設和優(yōu)化上投入重金，卻仍難逃脫“增量不增收”的怪圈。
可以說，移動運營商在其發(fā)展歷程上迎來了“拐點”，如何充分發(fā)揮電信厚網(wǎng)的優(yōu)勢、構(gòu)建針對數(shù)據(jù)業(yè)務尤其是移動視頻業(yè)務“成本低、容量大、體驗良好”的網(wǎng)絡平臺及與移動視頻業(yè)務相匹配的商務模式，是決定其未來的價值鏈位置、市場競爭力乃至生存根本的關鍵。
華為LTE Video解決方案助力移動運營商網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型
面向3G網(wǎng)絡的MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)多媒體廣播組播業(yè)務產(chǎn)生于2005年, 受標準、技術(shù)成熟度以及節(jié)目源和用戶體驗的限制,該技術(shù)最終并未獲得大規(guī)模商用。然而，終端用戶對移動視頻業(yè)務的需求與日俱增，于是3GPP在2010年推出了基于LTE的eMBMS技術(shù)（Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service）。相對于MBMS，eMBMS技術(shù)更加成熟，其所依賴的網(wǎng)絡和商用部署條件也更加完善。
目前，移動運營商普遍面臨由于數(shù)據(jù)業(yè)務尤其是移動視頻業(yè)務的沖擊而帶來的網(wǎng)絡瓶頸，以及由于OTT的沖擊而被管道化的風險，華為綜合考察成本、網(wǎng)絡性能、用戶體驗以及商務模式等因素，提出了基于eMBMS的“LTE Video解決方案”。該解決方案幫助移動運營商在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡的基礎上，通過eNodeB軟件升級和添加極少量網(wǎng)元的方式，迅速將“管道”轉(zhuǎn)型為“平臺”——通過有效規(guī)劃和調(diào)度網(wǎng)絡資源，建立與移動視頻業(yè)務乃至移動數(shù)據(jù)業(yè)務相匹配的“邏輯化”的專用通道，通過保證視頻業(yè)務的用戶可達性并發(fā)揮電信網(wǎng)絡的優(yōu)勢確保用戶體驗，向內(nèi)容提供商提供增值的“平臺化”的服務，最終達到提升運營商在價值鏈中的位置并實現(xiàn)利潤再分配的目的。
相比CMMB，LTE Video的內(nèi)容來源更加廣泛，所支持的終端類型也更加豐富。按照場景劃分，LTE Video所支持的業(yè)務可以歸結(jié)為三類：熱點場景類、移動場景類以及家庭場景類。熱點場景又分為固定熱點和移動熱點：典型的固定熱點包括商場、機場、車站、體育館……而移動熱點則包括行駛中的地鐵、公交車等交通工具。熱點場景類業(yè)務集中于廣告、重大賽事的直播以及政府緊急信息推送，可用的終端主要是電子廣告屏或電視。移動場景側(cè)重移動終端用戶，針對這類用戶的業(yè)務包括新聞、天氣以及視頻短片等，終端用戶可以根據(jù)自己的喜好在終端側(cè)對節(jié)目內(nèi)容進行定制，網(wǎng)絡側(cè)則負責將相關的熱點節(jié)目內(nèi)容及時推送至用戶的。

圖2 LTE Video組網(wǎng)圖
手機、PAD等終端設備上。家庭場景類的業(yè)務多數(shù)為電視節(jié)目直播或者熱點視頻節(jié)目推送，和前兩種場景不同，機頂盒在這里充當了網(wǎng)絡側(cè)所推送的視頻的存儲器的作用，并且通過和移動終端（手機、PAD）的互動，支持同一視頻節(jié)目在手機、電視等不同屏幕之間的無縫切換，給終端用戶帶來方便的同時亦可有效提升用戶體驗。
LTE Video解決方案可有效緩解移動視頻業(yè)務對蜂窩網(wǎng)絡的沖擊
對于單播蜂窩網(wǎng)絡，每當用戶發(fā)起移動視頻數(shù)據(jù)業(yè)務時，都必須建立專用的信令通道和媒體通道加以支持，當成百上千的用戶同時發(fā)起移動視頻請求時，對網(wǎng)絡帶寬的消耗可想而知。從理論上來講，如果用戶的業(yè)務請求毫不相關，那么我們只能通過網(wǎng)絡擴容來滿足所有用戶的并發(fā)需求；但是，如果用戶的業(yè)務請求部分相關（比如100個用戶中可能有10個用戶點播的視頻是相同的），那我們就可以通過合并這些需求（廣播或多播，以單一的網(wǎng)絡資源滿足多個用戶的需求）來達到“軟”擴容的目的，進而緩解移動視頻業(yè)務對網(wǎng)絡容量的沖擊。
如圖3所示，基于給定的LTE網(wǎng)絡資源，通過在時間維度和頻率維度的靈活調(diào)配，我們就可以實現(xiàn)成本最小的容量優(yōu)化。舉例來說，在晚上10點至第二天凌晨4點這段時間，大多數(shù)用戶正在休息，單播業(yè)務量較少，網(wǎng)絡資源閑置率較高，此時可以將網(wǎng)絡資源更多地分配給組播/廣播業(yè)務使用，比較典型地，可以利用這段時間將用戶定制的視頻信息以組播的方式推送給終端用戶，并保存在終端設備的存儲卡中。以TDD典型配比實驗室最大吞吐量21Mbps來估算，LTE Video每晚最大推送量可達75.6GByte。此外，由于推送的大多數(shù)是熱點內(nèi)容，信息有效率較高，從而可以明顯降低單播的次數(shù)和時長，換句話說，我們利用夜間的閑置資源釋放了忙時N*75.6GByte的單播需求，忙時網(wǎng)絡資源得到“有效節(jié)約”，“軟”擴容得以實現(xiàn)。另一方面，用戶的視頻訪問變成了“本地存儲卡訪問”，用戶體驗也得到了極大改善。

圖3 LTE Video下行網(wǎng)絡資源分配示例
與此相類似，通過分配較少資源開辟忙時“視頻廣播/組播通道”，可以支持各類電視節(jié)目和重大賽事的直播。同樣可以減少單播的數(shù)量及時長，進而提升系統(tǒng)的“有效容量”。另一方面，結(jié)合MBSFN（多播/廣播單頻網(wǎng)）技術(shù)，小區(qū)邊緣的干擾問題得到有效抑制，廣播/組播通道的用戶體驗同樣得到有力保障。
LTE Video解決方案有助于運營商擺脫“增量不增收”的困境
由于受到OTT的沖擊，電信運營商面臨著“數(shù)據(jù)流量暴漲，收入增長乏力”的“被管道化”的危險。如何有效發(fā)揮電信網(wǎng)絡的優(yōu)勢、尋求新的商業(yè)模式和利潤增長點成為擺在運營商面前亟待解決的難題。
華為的LTE Video解決方案可以幫助運營商改變以往單純收取流量費的經(jīng)營模式，通過為廣播、組播、單播等不同業(yè)務搭建差異化的邏輯數(shù)據(jù)通道，為廣告商和內(nèi)容提供商提供直達用戶的渠道門戶，通過電信級的廣告廣播、視頻加速以及包月套餐等增值服務提升流量價值并實現(xiàn)利潤在價值鏈的再分配。
廣告收入是OTT廠商最大的收入來源之一，通過租賃組播和廣播頻道，運營商可以幫助廣告商實現(xiàn)在固定和移動熱點（例如商場的電子信息屏、車站廣告牌、車載移動電視等）的廣告實時投放，并按照投放時間和投放范圍向廣告商收費。
隨著視頻業(yè)務量的暴漲，畫面卡、馬賽克增多等由于網(wǎng)絡容量受限從而引發(fā)的數(shù)據(jù)時延及時延抖動增大的性能問題逐漸凸顯出來。各種視頻加速技術(shù)面對網(wǎng)絡擁塞也無計可施。LTE Video通過熱點視頻推送，將實時播放變?yōu)楸镜夭シ�，從而從根本上避免了用戶體驗變差的問題。運營商可據(jù)此向OTT內(nèi)容供應商提供“視頻加速”服務并收取費用。
此外，由于組播帶寬不會隨著用戶數(shù)量的增長而呈指數(shù)級增長，運營商可以通過分配較少的網(wǎng)絡資源開辟“新聞、短視頻的組播/廣播通道”，并向用戶推出“不限流量、不限時長”的包月套餐，結(jié)合“零等待”的PUSH服務，通過向終端用戶收費創(chuàng)造新的利潤增長點。
結(jié)束語
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動視頻業(yè)務量暴漲，移動運營商面臨“網(wǎng)絡性能受限”和“增量不增收”的雙重考驗。為此，華為從2011年開始規(guī)模投入LTE Video解決方案的研發(fā)，旨在幫助運營商緩解網(wǎng)絡壓力并提升網(wǎng)絡價值。LTE Video解決方案通過在時間維度和業(yè)務維度有效調(diào)配網(wǎng)絡資源，并結(jié)合eMBMS技術(shù)，可有效實現(xiàn)網(wǎng)絡“軟擴容”；同時，基于組播/廣播技術(shù)以及用戶體驗保障而提出的“廣告投放”、“視頻加速”以及“包月套餐”等業(yè)務，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管道變成了面向“廣告商”、“內(nèi)容商”以及“終端用戶”的服務平臺，多種商務模式有助于運營商早日脫離“被管道化”的怪圈。此外，4G的廣播組播業(yè)務，需要網(wǎng)絡和終端的端到端配合支持，華為是最早實現(xiàn)端到端支持的廠家。目前在1個4G小區(qū)中，能夠同時支持單播、組播和廣播等方式，在組播區(qū)域設置、節(jié)目源切換等方面非常靈活，能夠支持運營商的商用落地。

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