寬頻服務供應商如何管理家用網路流量高峰?

作者 : James Wilson,Silicon Labs

網路利用率的快速變化引發了有關整體網路容量,以及產業將如何因應這些市場需求不斷變化的問題。

正當各國政府敦促保持社交距離和居家工作來避免新型冠狀病毒(COVID-19)的大流行之際,這些舉措大幅改變了企業和消費者存取和使用網際網路的方式。

在病毒爆發之前,行動寬頻漸成為網際網路存取和視訊串流的首選技術。在2020年3月下旬,如下圖所示,美國總人口中有很大的比例選擇在家購物,導致北美無線供應商的資料速度下降。與此同時,由於固定寬頻可利用Wi-Fi連接替代行動網路,逐漸減輕了後者來自行動裝置的流量負擔。

圖1:北美的行動網路流量負擔因為疫情減輕。

(資料來源:Ookla Speedtest)

 

因COVID-19導致網際網路流量的激增首先影響了有線網路,隨著人們新常態的轉變,推動了語音流量、簡訊和網路流量的成長。

  • 根據Verizon 3月30日的報告,由於大規模實施社會隔離措施,語音網路流量成長了約25%。
  • 彭博社(Bloomberg)報導,由於使用者轉向以視訊會議與同事、朋友和家人保持聯繫,Cisco Webex的流量是正常範圍的24倍。
  • 根據諾基亞(Nokia)網路分析業務公司Deepfield的資料顯示,在過去四個星期中,Netflix的流量在某些地區成長了54~75%。
  • AT&T的核心網路流量(包括商業、家庭寬頻和無線)逐月成長。 表1總結了過去幾周AT&T網路流量模式在近期的巨大變化。

 

表1:AT&T網路使用情況。(2020年3月30日)

 

網路利用率的快速變化引發了有關整體網路容量,以及產業將如何因應這些市場需求不斷變化的問題。首先,美國的有線電信和有線網路的規劃,旨在確保具有足夠的容量來處理「激增事件」,進而可將網路利用率提高30%或更多,其中包括大型體育賽事、選舉、重大新聞報導和大型視訊遊戲的發行。例如,母親節會是語音流量最高的一天,因此對網路進行最佳化是為解決此類的限制。

其次,網路營運業者採用服務品質(QoS)流量管理技術來管理跨網路所承載的多種流量,因而會優先處理對延遲敏感的流量(例如語音),而以犧牲資料和影片流量為代價。

第三,包括Netflix在內的串流媒體供應商使用自適應位元率(adaptive bit rate,ABR)技術,會根據消費者的訂閱(例如HD、4K UHD)而提供不同等級的視訊和音訊品質。這種ABR技術可在不引起緩衝的情況下,以最低的位元率獲得支援,確保訂戶所支付的視訊和音訊品質能達到最高水準。在歐洲,頻寬受到更多限制的網路中,串流媒體供應商Netflix、YouTube、Apple、Disney和Amazon已採取進一步措施,在COVID-19危機期間降低流速,盡可能降低寬頻網路的壓力。

但是,為確保足夠的網路容量,網路供應商所做的最重要一件事情就是在網路上佈署更高頻寬的鏈路。圖2顯示,端對端有線/無線通訊網路將住宅,企業和行動用戶連接到網際網路和雲端。

 

圖2:5G端對端有線/無線網路。

 

網路營運業者正在轉型到更高速度的網路,以滿足對頻寬不斷增長的需求,並確保部署新服務時網路不會造成瓶頸。這些實體層網路需要高性能,低雜訊的時脈解決方案,才能在有線網路執行串流傳輸資料時,大幅降低高速SerDes的誤碼率(bit-error rate)。

此外,高性能、低雜訊的時脈解決方案可最佳化無線網路的訊號品質,有助於大幅降低通訊區內的干擾。下表總結了5G網路各種不同的應用對頻寬要求。

 

表2:時脈應用的頻寬要求。

 

由於COVID-19大流行,全球正面臨前所未有的挑戰。和世界上許多科技公司一樣,Silicon Labs正在盡自己的一份力量,協助遏止COVID-19的傳播,使世界各地的人們能夠在家裡和在家工作的同時獲取所需的資訊。我們很自豪能提供高性能時脈解決方案,滿足全球對網路可靠性和頻寬快速成長的需求。

(本文由Silicon Labs供稿;參考原文:How Broadband Network Providers Are Managing Stay-at-Home Internet Traffic Spikes)

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