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Wi-Fi看視訊卡頓嚴重?詳細解析Wi-Fi視訊加速技術!

5G時代,固網進入千兆規模建設階段,視訊成為營運商網絡的基本業務和帶寬的重要組成部分。有資料顯示,目前家庭寬帶使用者80%以上的流量來自Wi-Fi承載,且主要是家庭視訊業務。随着産業鍊和應用的逐漸成熟,4K/8K/VR極清視訊業務成為營運商建構差異化競争力和千兆網絡價值營運的核心手段。使用者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視訊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訊業務承載的帶寬要求;但針對4K/8K/VR業務标準定義的嚴苛時延、抖動、丢包率名額要求,需要通過RTP丢包實時重傳,Wi-Fi QoS保障、信道幹擾、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承載極清視訊業務的品質,為使用者打造最佳4K/8K視訊體驗。

内置Mini-CDN技術,支援視訊包緩存以及ARQ重傳協商,相對丢包率下降90%,提升OTT視訊體驗。直播節目最佳觀看體驗要求視訊丢包率<10-5,由于環境幹擾等因素,Wi-Fi丢包率通常在10-4以上。在家庭網關中内置“Mini-CDN”,可緩存一定時長的直播視訊RTP包。當機頂盒(STB)發現有丢包後,向網關發起重傳請求,網關進行RTP封包重傳時,提高該重傳封包的優先級,進而減少轉發時延,如圖一所示。

Wi-Fi看視訊卡頓嚴重?詳細解析Wi-Fi視訊加速技術!

圖1. Mini-CDN降低丢包,提升直播體驗

支援TCP-BOOSTER,規避Wi-Fi傳輸亂序丢包,實作OTT視訊加速。該技術将機頂盒到網際網路伺服器的TCP連接配接分割為兩段,分别維護網關和網際網路伺服器之間、機頂盒和網關之間的TCP連接配接,并進行排序緩存處理,規避Wi-Fi傳輸亂序或丢包等情況導緻的視訊播放卡頓,詳情可參見圖二。

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圖2. TCP-BOOSTER實作網際網路直播視訊加速

智能識别和标記不同業務優先級,差異化保障Wi-Fi承載各類業務,在上網、下載下傳、遊戲等業務并發時,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智能識别并分類标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。根據目前業務智能配置WMM,基于目前信道使用率動态調整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,進而確定直播節目的觀看不受影響。

支援Admission Control,提升無線機頂盒上行封包的優先級,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訊,結合多AP家庭組網,要求一個AP能以Wi-Fi承載兩路4K/8K直播視訊。不僅帶寬要在200Mbps以上(考慮到備援),還要考慮多個無線終端的競争和均衡。組網AP開啟Admission Control,提升無線機頂盒上行封包優先級,保證EPG菜單快速響應。

AI功率動态優化,多場景智能适配功率,提升視訊業務體驗。Wi-Fi信号尤其是5GHz頻段穿牆後衰減非常大,封包易錯包。動态優化調整調制速率,在組網AP發送端和無線機頂盒接收端之間進行功率适配,提升Wi-Fi穿牆效果。現代家庭中無線裝置數量多、信号強,信道上檢測到的能量很容易超過CCA門限而無法發送資料。動态調整CCA,提高系統對幹擾的容忍度 ,根據信道幹擾、誤碼率等評估名額,适當提高AP和機頂盒的CCA門限來獲得更大的發送機會。同時,組網AP支援TPC逐包功率控制,實時檢測各個終端的信号強度,動态調整發射功率,減少AP間的互相幹擾,提升系統整體吞吐量。

實時或周期性監測統計信道,面對鄰居幹擾動态調整頻寬或者切換信道。Wi-Fi幹擾是目前家庭網絡面臨的主要問題之一,幹擾主要來自鄰居AP。實時監測每20M信道的忙閑狀态,通過動态調整頻寬,規避受幹擾的子信道,通過周期性統計分析,評估出目前最佳信道清單。目前信道使用率(幹擾)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、收發封包狀态,切換後無需重新關聯,繼續收發封包,進而實作0丢包、無損信道切換,從此不再擔心鄰居的幹擾。

禁用A-MSDU技術,減小聚合幀重傳機率,提升視訊業務體驗。為了提高發送效率,Wi-Fi晶片會将封包聚合後發送,當發生傳輸錯誤時,A-MSDU聚合幀需要對整個封包重傳,尤其在幹擾環境下,會大大降低傳輸效率。在視訊、上網、遊戲等多業務高并發的家庭場景,關閉A-MSDU聚合功能,降低視訊大包與其他小包封包聚合的機率,減少因小包封包出錯而導緻的視訊封包重傳,可顯著提升視訊傳輸效率。

基于電視顯示和遙控器操作實作智能自助裝維。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覆寫、幹擾、負載等問題,本地和雲端分析相結合實作家庭網絡的智能診斷;一鍵優化,友善使用者實作家庭網絡的自助優化。

從标清到高清、4K/8K,以及VR業務,使用者對視訊品質和體驗的需求持續更新。中興通訊Wi-Fi承載4K/8K視訊技術能夠實作一鍵裝維、高效部署、極緻體驗等全方位業務保障,幫助營運商打造家庭網絡從連接配接帶寬向業務體驗的更新演進,實作新時代的戰略轉型。

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