网络传输：5G+F5G 构筑虚拟现实双千兆网络基础设施支撑
2019 年 5 月工信部、国资委共同印发专项行动，确定开展“双 G双提”，推动固定宽带和移动宽带双双迈入千兆（G 比特）时代，明确提出 2019 年我国千兆宽带发展的目标，2020 年 9 月，国务院常务会议确定加快新型消费基础设施建设，第五代固定网络（F5G）千兆宽带与 5G 网络共同构成双千兆接入网络联接，助力千兆城市建设。 当前，作为影响虚拟现实业务体验的关键因素，传输网络不断地探索传输推流、编解码、最低时延路径、高带宽低时延、虚拟现实业务 AI识别等新的技术路径，旨在实现无卡顿、无花屏、黑边面积小、高低清画质切换无感知等用户体验，让产业有评估业务质量的技术和方法，加速虚拟现实的规模化发展。 边缘计算赋能双 G 云化虚拟现实提档升级。多接入边缘计算（MEC）将密集型计算任务迁移到附近的网络边缘，降低核心网和传输网的拥塞与负担，减缓网络带宽压力，提高万物互联时代数据处理效率，能够快速响应用户请求并提升服务质量。同时，通过网络能力开放，应用可实时调用访问网络信息，有助于应用体验的提升。MEC在组网上与传统网络的本质变化是控制面与用户面的分离，一般控制面集中部署在云端，用户面根据不同的业务需求下沉到接入侧或区域汇聚侧。 用户面下沉的同时，根据业务具体可将云服务环境、计算、存储、网络、加速等资源部署随网络延伸到边缘侧，实现各类应用和网络更紧密的结合，用户也可获取更为丰富的网络资源和业务服务。针对虚拟现实业务，标准组织 ETSI 于 2014 年底成立了 ISG MEC，Phase1 和 Phase2 标准已发布场景、需求、架构和开放 API 等，虚拟现实作为七大场景之一，即边缘应用快速处理用户位置和摄像头图像，给用户提供实时辅助信息。其中，MEC 的 APP 和 3GPP R14/R15 的边缘 DN 实现有机融合，UPF 作为 MEC 的用户面，NEF 作为 MEC API 能力开放提供者。 由于虚拟现实编码率高、交互性强，在 4G 网络和百兆以下家宽网络部署中，仅可满足 2K 业务，尚难以满足 4K/8K虚拟现实业务的规模部署，故 5G/MEC 的上行 150Mbps 大带宽以及网络时延小于 20ms 低时延能力可有效满足虚拟现实进阶体验。当前，云化虚拟现实业务基于 MEC 下沉部署，是优化网络传输效率，提升体验保证的重要途径。MEC 可为应用层提供 CPU/NPU/GPU 算力和存储等基础设施能力、动态网络路由和精准资源调用，用户感知和网络能力开放以及运营商可靠可信可达的 SLA 服务能力。通过 MEC 边缘服务，可进一步降低云化虚拟现实业务的网络连接和终端硬件门槛，加速虚拟现实业务在 5G 网络和固定宽带网络的规模商用，相关商业模式转型或创新成为可能。
千兆光网+云 VR域稳健发展
千兆光网+云 VR 将成为 F5G 时代的典型特征与重点应用的结合。F5G 重点聚焦于全光联接、增强型固定宽带和可保障的极致体验三大业务场景，以 10G PON、Wi-Fi 6、200G/400G、NG OTN 和 OXC 等技术为代表，具有大带宽、低时延、能力开放、高稳定全光联接特性。为满足多路用户并发诉求，10G PON 是虚拟现实业务承载的必然选择。此外，业界在大力推进光纤入户（FTTH/FTTO）的同时，进一步延伸光纤网络部署，推动对家庭、企业的网络升级改造，打通光纤网络“最后一米”接入，实施“光纤到房间 FTTR（Fiber to the Room）”、“光纤到终端”，以期配合 Wi-Fi6 技术保障每个房间均可实现高质量的虚拟现实体验，并解决云 VR 高密接入和多机位直播场景下的网络难题。 IP 架构简化、全光网络、端网协同等成为虚拟现实承载网络技术的发展趋势。IP 网络架构扁平化和网络切片有助于提升承载网的传输效率，提供差异化的体验保证。由于虚拟现实对带宽、时延、丢包率有较高要求，当前传统高汇聚、高收敛承载网络面临效率低、拥塞概率大、时延长、相对丢包多等问题。基于上述原因，首先需要对传统网络的层次和网络结构进行简化，消除 LSW 汇聚层和城域汇聚层，BNG 向上直连 CR，OLT 直通 BNG，提高承载网传输效率。 信道子接口和FlexE等网络切片技术可在同一物理端口上实现不同等级业务间的隔离，为云化虚拟现实业务提供带宽和时延保证。随着 IPV6 技术的推进，业界将逐步从 IPv4 扩展到 IPv4/v6 双栈，直至切换为 IPv6网络，从而减少网络中 IP 地址 NAT 转换，进一步简化网络结构。基于全光网的 E2E 网络切片架构有助于提供确定性低时延和大带宽保证。由于 IP 网络的带宽是多业务共享，在流量拥塞的情况下难以保证时延敏感业务。光通信技术具有容量大，确定性时延、功耗低等特点。随着虚拟现实网联云控技术路径的发展，数据中心之间的骨干网络可构筑立体化的智能光网络，实现 DC 之间的一跳直达。OTN 设备逐步下沉到 CO 机房，在城域网络中区分业务，为高品质业务进行高优先级质量保障，提供一跳入云的能力。 OLT 设备可以连接 OTN 或者 BRAS，是业务流走向光网络还是 IP 网络的选择节点，为满足多种业务不同的服务等级诉求，OLT 须支持网络切片功能，即在同一个物理端口上划分出可保证服务等级的切片。 端网协同业务识别技术可将运营商虚拟现实业务从众多业务流中精准识别，并进行优先保障。考虑到虚拟现实 CDN 和云渲染边缘节点众多，且地址分散，在网络设备上静态预配置服务器地址段进行识别的传统方法，在规模较大的家庭网络设备等方面实际执行存在困难。为应对上述问题，可在终端与家庭网关设备等边缘网络节点间增加数据通信接口，以便获得访问服务器地址、业务类型、操作类型、网络需求等业务信息准确及时的通报，以及终端侧的业务体验、流传输与网络侧空口传输指标等的数据共享。
