Примеры построения решений по доставке видео ультравысокой четкости
Sichuan China Telecom
IPTV-решение в провинции Сычуань, реализованное дочерней компанией China Telecom (Sichuan China Telecom), – одно из крупнейших в Китае, более 7 млн абонентов. Четыре года назад компания Sichuan China Telecom столкнулась с жесткой конкуренцией на ШПД-рынке со стороны China Mobile и China Unicom, что вылилось в высокие показатели оттока клиентов и снижение доли на рынке.
Для того чтобы снизить отток и привлечь новых абонентов, Sichuan China Telecom разработала новую стратегию с упором на продвижение видеоконтента высокого качества.
Данная стратегия получила условное название “012”, (0 – это бесплатное телевидение с библиотекой UHD/4K видео; 1 – ШПД-доступ в Интернет на базе оптоволокна; 2 – две SIM-карты мобильного оператора). Разработчики новой стратегии исходили из того, что происходит постоянное увеличение разрешения экранов телевизоров пользователей, растет запрос на более высокое качество контента, видео становится все более популярным сервисом, требуя совершенствования ШПД, то есть технологии UHD ТВ и ШПД – это взаимодополняющие технологии. Невозможно говорить о достоинствах сети ШПД, если ваши клиенты преимущественно используют электронную почту. Для того чтобы абоненты оценили достоинства сети ШПД и приняли решения о необходимости платить за подобную сеть, им нужны сервисы по доставке соответствующего контента. Таким образом, ориентация на видео высокого качества может и должна стать хорошим дифференцирующим сервисом для выделения на фоне конкурентов.
Исследования компании показали, что в среднем на семью приходится два мобильных телефона, полтора телевизора, один ПК и менее одного стационарного телефона (см. рис. 1). То есть телевизор остается основным экраном для просмотра видео, и Sichuan Telecom строила свою стратегию с акцентом на IPTV и 4К-контент.
Новая стратегия потребовала развития сетевой инфраструктуры провайдера. Для передачи видео в формате 4K, предполагающем глубину цвета 10 бит и частоту 50–60 кадр/с, требуется пропускная способность не менее 45 Mбит/c, а при передаче видео в формате ультра 4К, которое при том же разрешении предполагает 12-битную глубину цвета и 100–120 кадр/с, – пропускная способность порядка 50–100 Мбит/с. Чтобы поддержать данные характеристики, Sichuan Telecom инвестировала значительные средства в волоконно-оптические сети.
Новая стратегия потребовала от оператора не только постепенно трансформировать сети доступа в сеть доставки контента, но и изменить бизнес-модель продвижения сервисов, включая модернизацию каналов продаж и маркетинга, партнерства с провайдерами контента, поиска новых зон рекламы и демонстрации (в том числе в местах продажи 4K-телевизоров) и форм предоставления сервисной поддержки.
Важно упомянуть, что Sichuan China Telecom внедрила конвергентную платформу (конвергетность обеспечена взаимодействием с абонентом через различные каналы доставки видеосервисов, такие как OTT и ITPV) для оказания видеоуслуг своим абонентам. Видеоплатформа помогла оператору создать открытую видеоэкосистему для всех участников индустрии. Платформа позволила абонентам пользоваться не только базовыми и интерактивными видеосервисами в форматах SD, HD, 4K, но и множеством VAS-сервисов, таких как видеозвонок, сервис с обучающим контентом для детей, караоке, электронный магазин, электронные книги, агрегация контент-провайдеров и т.д. Концепция открытости позволила Sichuan China Telecom постоянно пополнять портфолио сервисов и агрегировать актуальный контент, тем самым повышая привлекательность платформы для партнеров и абонентов.
На рис. 2 показан пользовательский интерфейс платформы.
В верхнем ряду представлены опции выбора видеоконтента – 4К-видео, эфирные каналы и другие виды контента. При выборе пункта меню “4К” система напоминает о необходимых компонентах, включая ШПД, приставку и 4К-телевизор.
За год развития библиотеки 4К-фильмов с января 2015 г. она пополнилась более чем на 300 фильмов (рис. 3).
Результаты внедрения новой стратегии (см. рис. 4) позволили Sichuan Telecom стать крупнейшим оператором IPTV в мире, с 8,55 млн абонентов IPTV, обслуживая около 0,5 млн пользователей 4К-контента.
China Mobile
Будучи мобильной компанией, испытывающей жестокую конкуренцию и планирующей развивать видеосервисы, China Mobile выбрала стратегию перехода в категорию FMC (Fixed Mobile Convergence). Начиная с 2014 г. в провинции Шендон было решено развивать наземную сеть и формировать пакетные предложения: мобильный голос, данные, а также фиксированную связь, включая видеосервисы.
Реализация стратегии дала хорошие результаты. Быстрый возврат инвестиций, 5 млн ТВ-приставок, порядка 3 млн активных пользователей (домохозяйств) в день, ежедневное подключение 10 тыс. пользователей, 7% новых пользователей ежемесячно, отток клиентской базы снизился с 3% почти до нуля.
Компании удалось построить прибыльный бизнес на базе одновременного развития фиксированного ШПД и видео (VOD/OTT/IPTV), обеспечить широкий выбор контента: более 100 ТВ-каналов, более 4 тыс. фильмов (в рамках OTT/VOD-схемы) и в том числе запустить несколько каналов в формате UHD/4К, в качестве дифференцирующего сервиса.
Что же позволило добиться таких результатов? Интересно проследить, как реализовывался данный проект, какие инструменты и технологии для этого применялись.
Вначале необходимо было определить стратегию. С одной стороны, нужно было понять – есть ли запрос от пользователей, интересен ли им предлагаемый контент. С другой стороны, необходимо было понять, насколько готова сеть принять этих клиентов.
В центре рис. 5 показаны два эллипса – “Возможности сети” и “Потенциальные 4K-клиенты”. По мнению разработчиков, стратегия так называемой “Быстрой победы” лежит в области, где есть пересечение – то есть имеется сеть, готовая к предоставлению видеосервиса, и одновременно есть клиент, готовый потреблять эти сервисы. Задача разработчика – определить, где есть такой клиент, каково качество сети и нужна ли ее модернизация. Вопросы оценки клиентской базы и качества связи оцениваются с помощью устройства SIG глубокого инспектирования трафика DPI (Deep Packet Inspection).
DPI – это программно-аппаратное устройство, которое в том числе позволяет определить наличие потенциального клиента. DPI “видит” проходящий сквозь него трафик, анализирует контент, умея отличать видео от другого трафика и обычный Web-трафик от Web-трафика с видео. DPI расположено в сети телеком-оператора и показывает качество видеоконтента, получаемого клиента, используя методику U-vMOS (User Video MOS)*.
Для анализа клиентов оператор предоставляет трафик бесплатно и одновременно анализирует – сколько было подключений, каков видеопоток в секунду, в час, в день, какое было качество сервиса, которое определяется с помощью оценки U-vMOS. Если клиент есть, но качество видео плохое, то необходима модернизация сети, которая может быть сопряжена с существенными инвестициями. Для того чтобы уменьшить стоимость модернизации, необходима система оптимизации сети.
Наряду с ситуацией, когда есть клиент и сеть необходимого качества, возможна ситуация, когда сеть способна передавать необходимый трафик, а клиент об этой способности не знает. В этом случае, очевидно, нужно развивать рекламные мероприятия.
На рис. 5 представлен еще один инструмент – NetBuilder – устройство, с помощью которого можно решать задачи планирования ресурсов сети с обеспечением необходимого качества видеоуслуг, включая задачи по оптимизации размещения CDN.
Как известно, CDN – это некий узел, на котором есть необходимая часть трафика. Можно использовать разные схемы размещения CDN: его можно поставить на вход к оператору (на входе в сеть), и тогда он достаточно далек от клиента – это дешево, но Roundtrip Delay до этого клиента будет большим. Качество видео при добавлении CDN по такой схеме улучшится, но, возможно, будет недостаточным. Если CDN передвинуть ближе к клиенту, то количество узлов CDN потребуется большее, но и качество будет лучше. Если CDN поставить еще ближе к клиенту – будет очень хорошее качество, но это будет очень дорого.
China Mobile планировала использование видеосервиса в формате 4К как основного дифференциатора, и компании важно было определить качество, которое получит клиент при просмотре 4К-контента. Для того чтобы понимать, какое решение обеспечит оптимальное отображение видео, в China Mobile был развернут стенд – система по отслеживанию U-vMOS – и разработана система мер по оптимизации пользовательского опыта.
Использовался следующий сценарий оптимизации. Сначала делаются первичные замеры для получения оценки U-vMOS существующей архитектуры, это значение может быть, например, на уровне двух баллов. Далее проводится оптимизация – эксперименты по изменению архитектуры на более плоскую (меньше узлов агрегации), после чего, например, U-vMOS увеличивается до значения 3. Теоретически максимальное значение U-vMOS составляет 5 баллов, но практически оно не достижимо даже при превосходном состоянии сети, так как сам кодек вносит некоторую погрешность при обработке видео и U-vMOS лишь может приближаться к пяти, но всегда меньше этого значения.
Добавление CDN, например, увеличивает U-vMOS до значения 4. Далее идет анализ, как можно монетизировать услугу при данном значении U-vMOS.
Исходя из цены модернизации и числа потенциально возможных абонентов-пользователей, можно определить, насколько оправданно инвестировать в подобную модернизацию.
Создание оптимальной архитектуры – это одна из задач. Еще более важная задача состоит в том, как эксплуатировать созданную систему и находить в ней неисправности.
На рис. 6 показана тестовая зона (sand box) – система отработки оптимизационных задач, позволяющая ответить на вопрос “что, если”. Здесь видно, что трафик идет от CDN (справа налево) через ONT, при этом устройство SIG (DPI) замеряет качество видеосервиса (U-vMOS ), UTraffic и unetBuilder измеряют и визуализируют на каждом участке сетевые параметры (Jitter, Delay, Packet loss rate и загрузку интерфейсов) и отправляют отчет в систему SQM (Service Quality Management). Эта система показывает взаимосвязь сетевых параметров (сетевые KPI) с оценкой U-vMOS (качество сервиса). Проводятся тесты, выбирается архитектура. Подобную систему можно использовать для мониторинга и определения “узких мест”, в том числе для быстрого определения неисправностей и их быстрого устранения для VIP-клиентов.
SIG (DPI) служит для целей обратной связи, для понимания, какое качество получает клиент. Поскольку построив даже очень хорошую систему, следует иметь в виду, что она развивается, количество пользователей растет и они начинают влиять друг на друга, ухудшая качество услуги.
Таким образом, в описанном проекте China Mobile были решены следующие задачи: определение расположения и наличие интереса клиента, определение получаемого качества сервиса и готовности сетевой инфраструктуры. В зависимости от полученных данных принимается решение: либо необходима рекламная кампания, либо модернизация части сети.
Это позволяет обеспечить развитие сети оптимальным способом с минимальными затратами в установленные сроки при минимизации параметра TTM (Time To Market) для быстрого вывода сервиса на рынок. В рассматриваемом случае для расширения пропускной способности сети оператора была изменена архитектура: в городах с большой плотностью населения использовалась технология OTN (Optical Transport Network). Благодаря этой технологии уменьшается количество IP-хопов с увеличением доступной полосы пропускания для клиента, а значит, происходит уменьшение потерь пакетов в сети и сетевой задержки. Эти параметры напрямую влияют на качество предоставления сервисов, в том числе на качество видео, оцениваемого с помощью параметра U-vMOS.
Задачу эксплуатации сети решали такие инструменты, как SIG и uTraffic, которые позволяют в режиме 24/7 отслеживать параметры качества предоставляемых сервисов и в случае неисправностей в сети локализовать и исправить их.
Заключение
В качестве заключения хотелось отметить, что видеотехнологии продолжат свое развитие – вслед за 4К-контентом последует 8К, затем потребуется передавать панорамное видео, затем трафик для работы приложений виртуальной и дополненной реальности – этот список можно продолжить. Некоторые примеры этих “завтрашних технологий” уже применяются первопроходцами.
* U-VMOS – система оценки пользовательского опыта от просмотра видео, предложенная компанией Huawei. Система базируется на субъективных оценках в сочетании с анализом связанных с ними технических параметров (KPI) работы сети для обеспечения объективных оценок
