2017-面向VR业务的承载网络需求白皮书_48页_3mb

华为iLab VR业务承载网络需求白皮书（2016）总结

核心内容

本白皮书由华为iLab发布，旨在探讨VR业务对承载网络的需求及演进路线。VR技术被视为下一代互联网和计算平台，其核心要素包括空间感知（Spatial）、交互（Interact）和实时性（Real-Time）。随着VR技术的发展，特别是VR 360视频的普及，承载网络将面临新的挑战，包括带宽、时延和丢包率等方面。

主要观点

1. VR业务与应用形态

• VR是通过计算机构建的虚拟环境，涵盖视觉、听觉、触觉等多感知体验。
• VR应用形态包括：
  • 弱交互式体验VR（Weak-Interactive VR）：如360视频、全景视频等，用户只能被动体验。
  • 交互式体验VR（Interactive VR）：如VR游戏、教育仿真等，用户可与虚拟环境进行实时互动。

2. VR 360视频作为最先繁荣的在线VR业务

• VR 360视频是目前最先普及的VR业务，预计到2020年将拥有5200万用户，2025年将达到1亿7千4百万用户。
• 用户观看习惯和平均流量预测表明，随着体验的改善，观看时长将逐步增加，从2016年的平均10分钟，预计到2025年将接近传统视频的观看水平。

3. 视频画质与交互体验

• VR视频画质体验主要由PPD（Pixels per Degree）决定，PPD越高，体验越好。
• 交互体验主要关注MTP（Motion-to-Photons Latency），应小于20ms，以避免眩晕。
• 压缩技术（如H.264、HEVC、VP9、H.266）对画质和带宽需求有直接影响。

4. 传输技术方案

• 全视角传输方案：传输全视角内容，终端处理交互，对带宽要求高，但时延低。
• FOV传输方案：传输当前视角内容，带宽需求降低，但对时延和丢包率要求更高。Facebook的金字塔投影方案是典型代表。

5. 网络要求分析

• 网络带宽、时延和丢包率是VR业务的三大核心网络指标。
• 在线点播：需满足TCP吞吐量，带宽需求为码率的1.5倍。
• 在线直播：基于UDP传输，对带宽和时延要求更高，需支持组播和低丢包率。

关键信息

1. VR业务对家庭网络的影响

• 带宽需求高：VR视频需超Gbit带宽，尤其是极致体验阶段需5G带宽。
• 时延与丢包率：对网络时延和丢包率要求更高，需采用TCP吞吐量公式进行计算。
• 无线覆盖问题：当前Wi-Fi标准（如802.11n）无法满足VR视频需求，需采用802.11ac Wave2、802.11ad或802.11ax等新标准。
• 分布式Wi-Fi：为满足多终端、多位置需求，需采用分布式Wi-Fi接入方案。

2. VR业务对接入网的影响

• 光纤接入技术（如GPON、EPON、10G PON、40G PON、100G PON）是当前和未来VR业务的首选接入方式。
• 铜线接入技术（如ADSL、VDSL2、Vectoring、SuperVectoring、G.fast）在VR业务中存在带宽和传输距离的限制，不推荐用于高带宽需求的VR场景。

3. VR业务演进阶段

• 发展早期阶段（Pre-VR）：以4K分辨率为主，带宽需求25Mbps，PPD为11。
• 入门体验阶段（Entry-Level VR）：8K分辨率，带宽需求100Mbps，PPD为21。
• 进阶体验阶段（Advanced VR）：12K分辨率，带宽需求418Mbps，PPD为32。
• 极致体验阶段（Ultimate VR）：24K 3D分辨率，带宽需求4.93Gbps（点播）或856Mbps（直播），PPD为64。

4. 网络需求对比

• 全视角传输方案：
  • 点播带宽需求：≥Ratevr * Buffertime / T1 - (X1 + S) * RTT - Z
  • 直播带宽需求：≥Ratevr * GopTime * IFRatio / T1 - X * RTTjoin - TLoad
• FOV传输方案（以Facebook为例）：
  • 点播带宽需求：≥Ratevr * Buffertime / T1 - (X1 + S) * RTT - Z
  • 直播带宽需求：≥Ratevr * GopTime * IFRatio / T3 - X * RTTjoin - TLoad

总结

• VR 360视频是当前最先繁荣的在线VR业务，预计在2025年将拥有1亿7千4百万用户。
• VR业务对网络提出了更高的带宽、时延和丢包率要求，尤其在极致体验阶段，需5G带宽和低时延。
• 家庭网络需采用新一代Wi-Fi标准，如802.11ac Wave2、802.11ad、802.11ax等，并支持分布式部署和组播。
• 接入网应优先采用光纤接入技术（如GPON、EPON、10G PON、40G PON、100G PON），以满足未来高带宽需求。
• VR业务的演进将经历多个阶段，每个阶段对终端、内容、网络有不同的要求，需提前做好承载网络准备。

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