4K视频时代已经到来
据中国互联网络信息中心（CNNIC）报告，截至2015年12月，中国网络视频用户数达5.04亿，视频已经成为了人们日常娱乐与分享信息的主要方式。视频成为与语音、短信一样的基础网络业务。
视频的分类方法多种多样，从画质体验的角度看，通常按分辨率进行分类，分辨率越大，视频的观看体验会越好，但同时对网络带宽要求也越大。
常见分辨率说明
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序号
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描述
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分辨率
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1
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标清—SD—480P
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720x480
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2
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高清—HD—720P
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1280×720
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3
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全高清—FHD—1080P
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1920x1080
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4
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超高清—UHD(Ultra HD)—4K
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3840×2160
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5
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未来超高精细影像系统—SHV—8K
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7680x4320
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全球众多运营商已将视频业务作为ICT时代转型的战略机会，伴随4K终端的普及及内容的丰富，4K业务已经逐步成为运营商构建差异化竞争力的关键手段。例如：德国电信认为4K视频业务使其获得了能真正与付费电视竞争的机会；英国电信则通过建设NGA超宽网络并发布BT SPORT 视频业务实现了17%的业务增长；国内，四川电信的视频用户超500万，其中4K视频用户超120万，而且还在快速增长中。
4K视频对网络提出更高要求
4K 视频的分辨率为3840*2160，根据4K用户不同体验程度，可分为3个等级：基准4K、舒适4K、极致 4K。
不同等级的4K体验对画面帧率、抽样比、压缩比、网络传输带宽等都有不同要求，要求越高，体验到的色彩丰富性、画面生动性就越精彩。对比来看，基准4K的帧率和抽样bit低，观看体验不如舒适4K和极致4K，而极致4K由于产业链不成熟，且对网络要求高，当前难以大规模推广。在观看体验和对网络要求两方面的均衡，舒适型4K被认为是当前商用部署较合适的选择。
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基准4K
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舒适4K
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极致4K
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分辨率
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3840*2160
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3840*2160
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3840*2160
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帧率
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25/30P
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50/60P
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100/120P
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抽样bits
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8
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10
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12
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压缩方法
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HEVC main profile
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HEVC main 10
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HEVC Range Extension
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平均码率
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15~20Mbps
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30~50Mbps
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50~100Mbps
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运营速率（1.5倍）
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20~30Mbps
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50~75Mbps
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100~150Mbps
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备注：考虑到码率波动因素，针对3种等级4K视频的运营带宽应当至少是平均码率的1.5倍
达到可运营的舒适级4K体验对网络有什么要求呢？对网络的要求主要来自对用户播放体验相关的四个关键指标，包括：首次点播加载时间、画面有无马赛克、画面播放流畅/无卡顿、直播频道的切换时间，而这四项指标和网络的突发速率、丢包率、时延强相关。
麻省理工大学梅什西塔拉曼教授(Ramesh Sitaraman)基于实践研究，给出了一个著名的“2s理论”，即如果视频加载时间超过2s，用户就会选择关闭视频节目；加载时间每增加1s，会增加6%的关闭率。在初始的2s时间内，按照舒适4K的码率标准，加载视频的对应典型数据量大约为10M字节，所以，为了满足“2s理论”的要求，并考虑到突发速率及快速频道切换等操作体验所需的额外带宽，运营商舒适型4K标准的带宽需求设定在50M或以上。同时，网络的时延和丢包率也会影响到实际吞吐量，进而影响用户的视频观看体验，按照研究及实验室测试结果显示，在用户带宽为100M，但是网络时延大于50ms，丢包率为10-4时，实际测试吞吐量仅约23M，无法满足4K视频的带宽要求。因此，要保证舒适4K达成画面无马赛克、无卡顿的播放效果，网络的时延应该在35ms以内、丢包率低于10-5。
为充分应对未来的长期演进、其他可能出现的新业务、及竞争等因素，在接入网层级，建设最好以“百兆普及，千兆领先”为建设目标。
华为MA5800：4K视频时代最佳接入引擎
4K视频带来了极致的用户体验，同时对当前网络也带来前所未有的挑战。作为接入网的核心节点，OLT 的核心架构直接影响到网络的带宽和性能及用户的最终体验。
传统OLT架构是集中式架构，报文的查找转发都是通过主控板的交换芯片进行。这在宽带建设初期，以文本数据为主的业务模型时，具有低成本汇聚的优点；但在70%流量转换为视频的时代，主控的交换芯片已经成为整个系统性能的瓶颈，要达到更高的转发性能，核心芯片已经遇到了工艺、成本、功耗等发展的天花板，难以为继。
MA5800作为华为最新开发的业界首款分布式智能OLT平台，采用了与路由器相同的分布式架构和软件平台，业务报文的查表转发均分布到各个业务板上进行处理，主控板只做交换。整个系统无性能瓶颈、扩展性佳，并且在多个方面进行优化及创新开发，帮助运营商从容应对4K视频带来的挑战。
单框满足1.6万家庭同时在线流畅播放4K视频，并支持未来8K视频
基于分布式架构带来的优势，MA5800可以支持高达每槽位200G的带宽，是业界通常水平的3倍以上。在FTTH 1:64分光比场景下，单框可支持1.6万家庭同时在线观看4K视频节目，不会因为高并发率而影响用户体验。同时高系统性能和灵活扩展的架构具备了支持未来8K视频的能力，可以平滑演进，保护网络投资。
分布式缓存，帮助4K视频快速启动及频道切换
4K视频流的典型特征是更大的突发，同时要求网络具备更小的时延和丢包率，因而对缓存的能力要求更高。传统集中式架构OLT的缓存在主控板上，一般容量受限，只能应对低突发场景；而MA5800的分布式架构，将缓存分布到业务单板上，OLT系统上下行接口的总体缓存能力随业务板扩展同步增长，处理能力超出集中式架构10倍以上，更好的满足了4K视频的高突发、低时延和低丢包率要求。
内置U-vMOS探针，支持4K视频体验智能感知和排障
当视频业务越来越普及后，视频业务体验已成为衡量网络服务质量的关键指标,针对网络报障的快速处理也变成了一个很重要的维护需求。针对这些场景，ITU组织已立项研究制定U-vMOS相关标准。U-vMOS （Unified Video Mean Opinion Score）表示视频平均体验意见值，这是基于主观意见评价视频体验质量的一种方法体系，类似于语音时代的MOS评价方法，从用户的主观体验角度对网络质量打分，从1分到5分，5分表示最佳，主要用于视频体验评价与问题定位。实现U-vMOS对网络设备的关键要求有2点：基础是要能实现对视频业务流进行抓包，核心是按照U-vMOS标准计算体验得分的算法。MA5800采用基于芯片内置U-vMOS探针的方案，提升系统集成度，同时基于视频领域的深入研究，配备自研高性能U-vMOS算法进行得分处理。据统计，视频体验类故障70% 分布在接入网侧，通过MA5800内置的U-vMOS 探针与云端运营系统配合，对接入网各关键节点如OLT上行板、PON业务板、ONT计算U-vMOS得分，可以实现视频体验质量监控及故障快速定界处理，确保最佳的用户业务体验和便捷准确的网络运维体验。
业务板升级不断业务，用户零感知
传统集中式OLT的控制面与转发面耦合，因此在现网进行系统软件升级时，难以实现不中断业务。MA5800 的分布式架构将OLT 的控制面与转发面进行解耦，互不影响；当系统软件升级需要复位时，业务转发可以依然进行，对用户观看中的视频业务无影响，有效避免用户投诉、提升满意度。
结语
随着4K产业链的成熟， 4K视频预计在未来几年将大规模应用，作为基础设施的接入网络需要引入新一代接入OLT为超高清视频业务发展提供强力支撑。华为MA5800作为新一代分布式智能OLT旗舰，能帮助运营商提供更好的用户体验、高效的视频体验保障手段、简化网络维护、助力商业成功。
