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2019/12/25 17:42

中兴通讯Access CDN方案,助力MEC大视频业务部署

C114通信网  陈必多

AR/VR等大视频将成为固网千兆宽带5G基础应用,预测截止2022年VR/AR市场规模可超过1000亿美金,UHD的视频点播IP流量将占全球IP视频流量的22%,UHD占视频点播IP流量的百分比将高达35%;随着视频业务向超高清及沉浸式发展,需要承载网络提供更大的带宽和更低的时延,以满足用户视频体验要求。

大视频业务推动MEC部署 

MEC (Multi-access Edge Computing)是靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,可以就近提供智能互联服务,能满足行业在数字化变革过程中对业务实时、业务智能、数据聚合与互操作、安全与隐私保护等方面的关键需求。MEC是“多种接入+转发+应用”集成,MEC已经有很多的行业应用实践,目前主要部署在汇聚机房,也有部署到接入机房。

中兴通讯结合大视频业务需求,基于MEC解决方案,推出了Access CDN解决方案,将CDN下沉部署到接入机房OLT(optical line terminal)设备资源板卡上,资源板卡提供MEC基础实施,Access CDN作为一个应用部署到MEC平台上,降低了视频服务时延,提升了用户视频体验,同时节省了上行带宽,减少大视频业务部署对承载网络的冲击。

OLT资源板卡为Access CDN提供硬件设施

国内接入机房的空间有限,为了支持边缘计算在接入机房的部署,中兴通讯在新一代光接入旗舰平台TITAN上推出了资源板卡方案,具备如下优点:

空间省,采用300mm深的资源板卡,充分利用现有接入机房资源,无需额外的空间占用,简化网络建设;

功耗低,采用低功耗处理器,单块资源板卡服务器功耗小于200W,相比独立服务器低50%,节省后续运营成本;

性能强,资源板卡采用最新16核CPU,支持超线程 ,支持最大256Gbps的内存,具备15T SSD存储和30Gbps内容处理能力;

环境适应性强,采用SATA接口的SSD可以满足机房55摄氏度环境温度部署,部署边缘CDN应用不需要对机房进行改造,方便快速部署。

资源板卡由X86主机和对接OLT的ETH模块组成,它们之间采用以太网接口连接,因此,逻辑功能上X86主机和OLT是完全独立的,可以分开管理和配置。ETH模块相当于OLT的一块简化以太网板。资源板卡的X86主机拥有CPU、内存、硬盘和网卡,有独立的BMC系统,是软硬件功能完整的一台服务器,方便边缘计算软件平台部署和管理。

图1, OLT和资源板卡之间的关系

OLT内置虚拟网关提供分流能力

Access CDN部署到OLT资源板卡后,需要支持就近卸载OLT接入用户访问CDN的流量,OLT提供了虚拟网关(vGW)功能。vGW基于当前OLT二层组网架构,支持用户面三层转发实现用户视频流量本地卸载,对PON终端和BRAS完全透明。vGW采用自学习方式建立三层转发表,实现BRAS转发面下沉到接入机房OLT设备上,为用户和资源板卡上的Access CDN建立准三层连接,达到用户就近访问CDN的目的。

图2,OLT内置虚拟网关提供分流能力

OLT启用vGW功能后,对于Access CDN应用场景,机顶盒的流量转发路径如下:

上行数据流转发路径:机顶盒→CPE→OLT PON接口→vGW模块→Access CDN,数据流不经过BRAS绕行,缩短了时延和节省了带宽。

下行数据流转发路径:Access CDN→vGW模块→OLT PON接口→CPE→机顶盒,数据流不经过BRAS绕行,缩短了时延和节省了带宽。

Access CDN除了和用户交互,还需要和上一级CDN以及网管系统进行交互,通过复用OLT到BRAS的物理链路,为Access CDN提供专线接入到因特网,方便Access CDN部署和运维。

CDN智能调度支持精确调度到Access CDN节点

CDN主要部署在地市,运营商OTT厂商的CDN分发系统根据业务需要,将CDN边缘节点进一步下沉到接入机房,采用如下方案:

1、将Access CDN系统做为整个内容分发网络的边缘节点;

2、GSLB把来自OLT覆盖范围内的用户请求访问调度到Access CDN边缘节点;

3、通过OLT的vGW将用户流量就近引入到Access CDN节点,提高业务访问速度。

由于存储资源有限,Access CDN需要选择存储热点内容,比如存储热门频道2天回看,存储所有频道2小时时移内容,存储6000个热门的VOD节目,所要的存储空间一般小于16T,OLT配置2块资源板卡,每块资源板卡配置2块4T的SSD硬盘即可满足存储要求。

Access CDN可以采用地址池划分实现GSLB精确调度。机顶盒发起HTTP请求,GSLB通过IP POOL判断是否为下沉节点归属用户,通过302消息将用户重定向到Access CDN,当Access CDN上没有请求的内容,则向上一级CDN回源后再提供服务。

Access CDN方案实践

CDN下沉OLT率先在中国移动浙江和安徽进行商用。浙江舟山针对海岛等海底光缆资源限制场景,通过部署Access CDN方案,可以节省OLT上行50%视频流量带宽,有效缓解上行带宽资源紧缺,同时用户首包响应时延缩短6ms,视频卡顿率降低两个数量级,播放成功率达到100%,显著提升用户视频体验。

Access CDN除了为固网用户提供服务,也可以为移网用户服务,通过部署无线本地分流功能将移网用户的视频流量请求导入到Access CDN上,同时为固网和移网用户提供服务。

OLT内置资源板卡作为MEC基础实施,也可以部署无线本地分流功能,实现本地分流和Access CDN共硬件平台部署,无线部署额外的服务器运行无线本地分流功能,方便MEC大视频业务部署。

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