1.5.2 5G典型业务解析
1.高清视频
高清视频按分辨率可分为1080P高清、4K高清、8K高清以及8K(3D)高清。5G时代,高清视频播放会成为主流业务。事实上,高清视频除了视频播放业务,视频会话、AR/VR、实时视频分享等业务的本质也是高清视频传送,只是这些业务的时延需求不同。不同分辨率的高清视频的传输速率是该类业务的关键技术指标。
高清视频传输速率的计算如下。
高清视频传输速率需求计算见表1-1。
表1-1 高清视频传输速率需求计算
注:1.每秒传输帧数(Frame Per Second,FPS),一般写为fps。
1080P高清视频播放的下行体验速率应达到15Mbit/s,4K高清视频播放的下行体验速率应达到60Mbit/s,8K高清视频播放的下行体验速率应达到240Mbit/s,8K(3D)高清视频播放的下行体验速率应达到960Mbit/s。高清视频播放业务需要小于100ms的时延才能为用户提供良好的业务体验,我们建议时延为50~100ms。
2.视频会话
视频会话从参与会话人数上可以分为两方视频会话与多方视频会话两大类。5G时代,高清视频会话业务有可能替代语音会话业务成为沟通交流的主流业务。
为了提供良好的视频会话体验,5G视频会话业务一般要求达到1080P高清视频的分辨率。根据1080P高清视频传送的速率要求,两方视频会话的上行体验速率应达到15Mbit/s,下行体验速率应达到15Mbit/s;三方视频会话时,上行一路,下行为两路,因此,上行体验速率应达到15Mbit/s,下行体验速率应达到30Mbit/s,多方视频会话的体验速率依此类推,视频会话业务的时延只有小于100ms,才能为用户提供良好的业务体验,我们建议时延为50~100ms。
3.增强现实
增强现实是一种实时计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术。这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界应用在现实世界,并使用户可以实时互动。
增强现实属于时延敏感的交互类业务,为用户提供良好的视频会话体验,增强现实业务一般要求达到1080P或4K高清视频的分辨率,并且要求用户对时延无感知。根据1080P高清视频传输速率要求,增强现实业务(1080P)上行体验速率应达到15Mbit/s,下行体验速率应达到15Mbit/s;根据4K高清视频传输速率要求,增强现实业务(4K)上行体验速率应达到60Mbit/s,下行体验速率应达到60Mbit/s。人眼视神经的最快反应时间去除摄像头的图像采集和终端设备的投影处理时间,达到用户对图像时延无感知,网络需要保障的单向端到端时延大约小于10ms,我们建议时延为5~10ms。
4.虚拟现实
虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它可以利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的仿真系统,使用户沉浸到该环境中。
虚拟现实是属于时延敏感的交互类/会话类业务,一般都是3D场景,因此,虚拟现实业务一般要求达到4K或8K(3D)高清视频的分辨率。根据4K高清视频传输速率要求,虚拟现实业务4K的下行体验速率应达到240Mbit/s。根据8K(3D)高清视频传输速率要求,虚拟现实业务8K(3D)的下行体验速率应达到960Mbit/s;交互类虚拟现实业务对上行体验速率暂无具体要求。虚拟现实业务需要小于100ms的时延才能为用户提供良好的业务体验,我们建议时延为50~100ms。
5.实时视频分享
实时视频分享(视频直播)属于时延敏感的交互类/会话类业务,目前,实时视频分享在4G时代已成为最火爆的主流业务之一,5G时代,为用户提供清晰度更高、更流畅的体验是必然的要求,一般要求视频达到1080P或4K高清视频的分辨率。
根据1080P高清视频传输速率的要求,实时视频分享业务(1080P)的上行体验速率应达到15Mbit/s。根据4K高清视频传输速率要求,实时视频分享业务(4K)的上行体验速率应达到60Mbit/s;交互类实时视频分享业务对下行体验速率暂无具体要求。实时视频分享业务需要小于100ms的时延才能为用户提供良好的业务体验,我们建议时延为50~100ms。
6.云桌面
云桌面可以把数据空间、管理服务以提供桌面化的方式发布给操作者,适合作为平板计算机、手机等手持化移动应用的网络操作系统,也可以将传统个人计算机升级为网络操作。基于数据空间的云桌面,主要通过虚拟化应用将云端资源发布给各操作终端,仍属于数据平台云操作系统。基于管理服务的云桌面,主要是通过面向服务的体系结构(Service Oriented Architecture,SOA)理念,将企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB)和企业业务总线(Enterprise Business Bus,EBB)的内容发布给各操作终端,属于业务平台云操作系统。
云桌面属于时延敏感的交互类业务,当前,主流计算机终端的屏幕分辨率为1080P高清,因此,云桌面可类比1080P高清视频传输速率要求,并考虑一定余量,云桌面业务的上行和下行的体验速率均应达到20Mbit/s。人眼视神经的最快反应时间去除输入输出(Input/Output,I/O)信息处理时延、操作系统处理时延及显示器处理时延,云桌面业务的时延要求为单向端到端小于10ms。
7.云存储
云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是一种新兴的网络存储技术。云存储是指通过集群应用、网络技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统。
云存储属于非时延敏感的传输类业务,云存储业务的传输速率可以媲美光纤传输,因此,云存储业务的上行体验速率应达到500Mbit/s,云存储业务的下行体验速率应达到1000Mbit/s。云存储等传输类业务一般没有特殊的时延要求。
通过上面的分析,我们已经对5G典型业务的特性及其技术指标的推导过程有了清晰的认识,将这些技术指标整理为一张表,即为5G典型业务模型。5G典型业务模型见表1-2。5G典型业务模型是从用户需求与用户体验出发,对5G网络性能提出的一个分类要求,将这些业务需求与场景结合即为5G场景业务模型。5G业务场景模型提供的各类场景下的流量密度、时延、体验速率等技术指标就是5G无线网络规划的输入数据之一。
表1-2 5G典型业务模型