AR/VR等大視頻將成為固網(wǎng)千兆寬帶和5G基礎(chǔ)應(yīng)用，預(yù)測(cè)截止2022年VR/AR市場(chǎng)規(guī)模可超過(guò)1000億美金，UHD的視頻點(diǎn)播IP流量將占全球IP視頻流量的22%，UHD占視頻點(diǎn)播IP流量的百分比將高達(dá)35%；隨著視頻業(yè)務(wù)向超高清及沉浸式發(fā)展，需要承載網(wǎng)絡(luò)提供更大的帶寬和更低的時(shí)延，以滿足用戶視頻體驗(yàn)要求。
大視頻業(yè)務(wù)推動(dòng)MEC部署
MEC (Multi-access Edge Computing)是靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)放平臺(tái)，可以就近提供智能互聯(lián)服務(wù)，能滿足行業(yè)在數(shù)字化變革過(guò)程中對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)、業(yè)務(wù)智能、數(shù)據(jù)聚合與互操作、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。MEC是“多種接入+轉(zhuǎn)發(fā)+應(yīng)用”集成，MEC已經(jīng)有很多的行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，目前主要部署在匯聚機(jī)房，也有部署到接入機(jī)房。
中興通訊結(jié)合大視頻業(yè)務(wù)需求，基于MEC解決方案，推出了Access CDN解決方案，將CDN下沉部署到接入機(jī)房OLT（optical line terminal）設(shè)備資源板卡上，資源板卡提供MEC基礎(chǔ)實(shí)施，Access CDN作為一個(gè)應(yīng)用部署到MEC平臺(tái)上，降低了視頻服務(wù)時(shí)延，提升了用戶視頻體驗(yàn)，同時(shí)節(jié)省了上行帶寬，減少大視頻業(yè)務(wù)部署對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的沖擊。
OLT資源板卡為Access CDN提供硬件設(shè)施
國(guó)內(nèi)接入機(jī)房的空間有限，為了支持邊緣計(jì)算在接入機(jī)房的部署，中興通訊在新一代光接入旗艦平臺(tái)TITAN上推出了資源板卡方案，具備如下優(yōu)點(diǎn)：
☆ 空間省，采用300mm深的資源板卡，充分利用現(xiàn)有接入機(jī)房資源，無(wú)需額外的空間占用，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；
☆ 功耗低，采用低功耗處理器，單塊資源板卡服務(wù)器功耗小于200W，相比獨(dú)立服務(wù)器低50%，節(jié)省后續(xù)運(yùn)營(yíng)成本；
☆ 性能強(qiáng)，資源板卡采用最新16核CPU，支持超線程 ，支持最大256Gbps的內(nèi)存，具備15T SSD存儲(chǔ)和30Gbps內(nèi)容處理能力；
☆ 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，采用SATA接口的SSD可以滿足機(jī)房55攝氏度環(huán)境溫度部署，部署邊緣CDN應(yīng)用不需要對(duì)機(jī)房進(jìn)行改造，方便快速部署。
資源板卡由X86主機(jī)和對(duì)接OLT的ETH模塊組成，它們之間采用以太網(wǎng)接口連接，因此，邏輯功能上X86主機(jī)和OLT是完全獨(dú)立的，可以分開(kāi)管理和配置。ETH模塊相當(dāng)于OLT的一塊簡(jiǎn)化以太網(wǎng)板。資源板卡的X86主機(jī)擁有CPU、內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)卡，有獨(dú)立的BMC系統(tǒng)，是軟硬件功能完整的一臺(tái)服務(wù)器，方便邊緣計(jì)算軟件平臺(tái)部署和管理。
圖1, OLT和資源板卡之間的關(guān)系
OLT內(nèi)置虛擬網(wǎng)關(guān)提供分流能力
Access CDN部署到OLT資源板卡后，需要支持就近卸載OLT接入用戶訪問(wèn)CDN的流量，OLT提供了虛擬網(wǎng)關(guān)（vGW）功能。vGW基于當(dāng)前OLT二層組網(wǎng)架構(gòu)，支持用戶面三層轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)用戶視頻流量本地卸載，對(duì)PON終端和BRAS完全透明。vGW采用自學(xué)習(xí)方式建立三層轉(zhuǎn)發(fā)表，實(shí)現(xiàn)BRAS轉(zhuǎn)發(fā)面下沉到接入機(jī)房OLT設(shè)備上，為用戶和資源板卡上的Access CDN建立準(zhǔn)三層連接，達(dá)到用戶就近訪問(wèn)CDN的目的。
圖2，OLT內(nèi)置虛擬網(wǎng)關(guān)提供分流能力
OLT啟用vGW功能后，對(duì)于Access CDN應(yīng)用場(chǎng)景，機(jī)頂盒的流量轉(zhuǎn)發(fā)路徑如下：
☆ 上行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)路徑：機(jī)頂盒→CPE→OLT PON接口→vGW模塊→Access CDN，數(shù)據(jù)流不經(jīng)過(guò)BRAS繞行，縮短了時(shí)延和節(jié)省了帶寬。
☆ 下行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)路徑：Access CDN→vGW模塊→OLT PON接口→CPE→機(jī)頂盒，數(shù)據(jù)流不經(jīng)過(guò)BRAS繞行，縮短了時(shí)延和節(jié)省了帶寬。
Access CDN除了和用戶交互，還需要和上一級(jí)CDN以及網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行交互，通過(guò)復(fù)用OLT到BRAS的物理鏈路，為Access CDN提供專線接入到因特網(wǎng)，方便Access CDN部署和運(yùn)維。
CDN智能調(diào)度支持精確調(diào)度到Access CDN節(jié)點(diǎn)
CDN主要部署在地市，運(yùn)營(yíng)商或OTT廠商的CDN分發(fā)系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)需要，將CDN邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步下沉到接入機(jī)房，采用如下方案：
1、將Access CDN系統(tǒng)做為整個(gè)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)；
2、GSLB把來(lái)自O(shè)LT覆蓋范圍內(nèi)的用戶請(qǐng)求訪問(wèn)調(diào)度到Access CDN邊緣節(jié)點(diǎn)；
3、通過(guò)OLT的vGW將用戶流量就近引入到Access CDN節(jié)點(diǎn)，提高業(yè)務(wù)訪問(wèn)速度。
由于存儲(chǔ)資源有限，Access CDN需要選擇存儲(chǔ)熱點(diǎn)內(nèi)容，比如存儲(chǔ)熱門頻道2天回看，存儲(chǔ)所有頻道2小時(shí)時(shí)移內(nèi)容，存儲(chǔ)6000個(gè)熱門的VOD節(jié)目，所要的存儲(chǔ)空間一般小于16T，OLT配置2塊資源板卡，每塊資源板卡配置2塊4T的SSD硬盤即可滿足存儲(chǔ)要求。
Access CDN可以采用地址池劃分實(shí)現(xiàn)GSLB精確調(diào)度。機(jī)頂盒發(fā)起HTTP請(qǐng)求，GSLB通過(guò)IP POOL判斷是否為下沉節(jié)點(diǎn)歸屬用戶，通過(guò)302消息將用戶重定向到Access CDN，當(dāng)Access CDN上沒(méi)有請(qǐng)求的內(nèi)容，則向上一級(jí)CDN回源后再提供服務(wù)。
Access CDN方案實(shí)踐
CDN下沉OLT率先在中國(guó)移動(dòng)浙江和安徽進(jìn)行商用。浙江舟山針對(duì)海島等海底光纜資源限制場(chǎng)景，通過(guò)部署Access CDN方案，可以節(jié)省OLT上行50%視頻流量帶寬，有效緩解上行帶寬資源緊缺，同時(shí)用戶首包響應(yīng)時(shí)延縮短6ms，視頻卡頓率降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，播放成功率達(dá)到100%，顯著提升用戶視頻體驗(yàn)。
Access CDN除了為固網(wǎng)用戶提供服務(wù)，也可以為移網(wǎng)用戶服務(wù)，通過(guò)部署無(wú)線本地分流功能將移網(wǎng)用戶的視頻流量請(qǐng)求導(dǎo)入到Access CDN上，同時(shí)為固網(wǎng)和移網(wǎng)用戶提供服務(wù)。
OLT內(nèi)置資源板卡作為MEC基礎(chǔ)實(shí)施，也可以部署無(wú)線本地分流功能，實(shí)現(xiàn)本地分流和Access CDN共硬件平臺(tái)部署，無(wú)線部署額外的服務(wù)器運(yùn)行無(wú)線本地分流功能，方便MEC大視頻業(yè)務(wù)部署。
