Как мобильным операторам справиться со стремительным ростом видео-трафика

18 августа, 2010

Парадокс мобильного интернета

В сегодняшних условиях постоянно развивающейся индустрии мобильной связи операторы находятся в парадоксальной ситуации. Число владельцев смартфонов, а также количество подключений ноутбуков к мобильной широкополосной сети стремительно увеличивается, в то же время средняя выручка на одного абонента остается неизменной или даже незначительно сокращается. С одной стороны, стремительный рост использования мобильного Интернета является новым существенным источником дохода. Некоторые могут заявить, что после передачи голосовых данных и службы коротких сообщений (SMS) мобильный Интернет является еще одним «захватчиком рынка», которого мы все ожидали - это хорошая новость. С другой стороны, нагрузка на сеть и потенциальные расходы на создание таких сетей для удовлетворения огромного спроса представляют собой пугающую проблему - это плохая новость.

Преобладающую долю трафика данных генерируют ноутбуки, нетбуки и смартфоны. На эти устройства приходится более 90 процентов общего трафика мобильных широкополосных сетей. Трудный вопрос для операторов - это справиться со 108-процентным совокупным среднегодовым ростом мобильного трафика, ожидаемого вплоть до 2014 г. (Индекс развития визуальных сетевых технологий Cisco 2009-2014 гг).

С экспоненциальным ростом объема видео-контента вследствие роста популярности видео-сайтов, таких как YouTube (объем передаваемых данных с которого в некоторых сетях составляет 50 процентов от общего трафика), социальных сетей и потокового контента от ведущих провайдеров Интернет-контента, доля видео-трафика в общем объеме передаваемых данных в мобильных широкополосных сетях значительно превысила 50 процентов и к 2014 г. достигнет 66 процентов общего трафика беспроводных сетей. (Индекс развития визуальных сетевых технологий Cisco 2009-2014 гг).

Итак, каким же образом операторы беспроводной связи будут получать доход от трафика мобильных широкополосных сетей и мобильного Интернета, чтобы оправдать растущие инвестиции? Некоторые полагают, что операторы будут конкурировать с такими компаниями, как Apple и Google, и будут предоставлять контент, Интернет и службы приложений. Другие считают, что операторы могут получать доход от предоставления информации третьим сторонам, такой как информация о местоположении или профиле пользователей. Сегодняшний весьма конкурентный рынок понуждает операторов беспроводных сетей предлагать фиксированные или многоуровневые тарифные планы, которые стимулируют рост трафика, однако уменьшают общий доход в расчете на бит переданных данных. Отжила ли модель «Все, что вы можете съесть» свое? Операторы могут предлагать потребителям дифференцированные тарифные планы, цены и пакеты на основе объема передачи данных, и они делают это сейчас. Операторы будут пытаться создать различные классы обслуживания, например, возможность взимать дифференцированную плату в различных приложениях для видео, пользование социальными сетевыми сервисами и многое другое, помогая им эффективно сегментировать свой рынок и предоставлять каждому пользователю оптимальный пакет передачи данных.

Поскольку беспроводные сети становятся все более и более загруженными вследствие роста спроса на информационные приложения, такие как видео, негативные эффекты, такие как увеличение времени ожидания, буферизация и отказ в обслуживании становятся все более распространенным явлением. Такие явления могут возыметь критическое воздействие на пользователя. Это, в частности, верно для видео-приложений, которые в режиме реального времени особенно чувствительны к скорости передачи данных в беспроводной сети. Более того, вследствие ресурсоемкости видео-приложений, несколько пользователей, запрашивающих видео-приложения, могут оказать более негативное влияние на текущую пропускную способность беспроводной сети, чем десятки и сотни пользователей веб-браузеров.

Как справиться с растущим спросом на ресурсоемкие приложения - это один из наиболее сложных вопросов, который операторы беспроводных сетей должны решать в настоящее время, если они стремятся найти должный баланс между покрытием, качеством обслуживания и рентабельностью. Обновление беспроводных сетей на новые технологии 4G-доступа, такие как LTE, вероятно, решит проблему, однако, это дорогостоящий и длительный процесс. Кроме того, расширение возможностей само по себе не гарантирует надлежащее долгосрочное решение, поскольку данные приложения также «растут» с точки зрения сложности и требуемой полосы, а пользовательский спрос на эти приложения будет также увеличиваться.

Ральф де ла Вега (Ralph de la Vega), исполнительный директор AT&T mobility (Ассоциация изготовителей сотовых телекоммуникационных систем (CTIA Wireless), вступление, март 2010 г.):

«Весь спектр и новые 4G-технологии будут лишь развиваться, мобильные приложения должны быть оптимизированы для мобильной сети ... Что-либо настолько простое, как отправка оптимизированного видео для медиаплеера телефона, прежде чем оно попадает в сеть радиодоступа, или разработка более эффективных технологий мобильной связи, изменяющих размер контента под форм-фактор небольшого экрана, сможет сократить огромные объемы трафика, в настоящее время наводнившего беспроводные сети США ...Поскольку миры Интернета и мобильной связи сходятся, то различия между типами приложений, которые существуют по обе стороны, начинают размываться. Такие приложения, как видео, которое не требует оптимизации для широких каналов проводного Интернета, потребляют гораздо более ограниченные ресурсы сети мобильного широкополосного доступа».

Дорогостоящее предложение

Давайте, ко всему прочему, не будем игнорировать связанные с этим расходы. Объем передаваемых данных растет быстрее, чем доходы с него, а стоимость предоставления таких услуг остается на одном и том же уровне. Очевидно, что операторы сталкиваются со сложной ситуацией – снижение предельной выручки в расчете на бит. Проще говоря, расходы оператора на предоставление услуг передачи данных и видео растут быстрее, чем доходы от них.

К сожалению, сети операторов мобильной связи по предоставлению услуг мобильного Интернета и мобильного широкополосного доступа построены на дорогостоящем и фрагментированном наборе платформ и систем, которые сложны в управлении и дороги в эксплуатации, не всегда надежны, неэффективны и не могут масштабироваться, чтобы справиться с растущими требованиями клиентов. Это плохая отправная точка, с которой нужно отвечать на вызов, брошенный требованиями мобильного Интернета.

Что же делать операторам мобильной связи?

Операторам беспроводной связи необходимо снизить сложность и стоимость сетей передачи данных, а также способствовать созданию ценности для своих абонентов и партнеров на уровне услуги. Операторам необходимо создать единую комплексную среду, которая сможет управлять и оптимизировать трафик, а еще лучше, – иметь возможность обрабатывать видео как с точки зрения эффективности, так и удобства работы. Однако этого недостаточно. В идеале, платформа мобильного интернета и передачи данных должна быть интеллектуальной. Она должна иметь возможность принимать решения на основе бесконечного числа факторов, таких как пользовательские данные, используемые услуги, модель телефона или используемого оконечного устройства, степень загрузки сети, время суток и т.д.

Разворачиваемые операторами системы должны быть гибкими и надежными, предоставляющими возможность принимать решения в отношении трафика в зависимости от объема передаваемых по сети данных, включая знание того, когда и как можно взаимодействовать с трафиком, и, что не менее важно, когда этого делать не следует. А поскольку видео является доминирующим компонентом трафика (две трети объема передаваемых данных, если быть точным), то операторы будут делать все возможное, что бы в этом случае применять правило 80-20.

Источник: Cisco Systems

Разработка эффективного решения по оптимизации видео не является тривиальной.

Грубая сила против интеллектуальной оптимизации видео

При подробном рассмотрении видео-трафика мы узнаем, например, что примерно половина видео-контента просматривается лишь один раз, а остальная часть просматриваются по несколько раз. Это – статистика трафика на уровне услуги передачи видео, но мы также можем рассмотреть ее с точки зрения сети. При анализе сетевого трафика мы видим, что затор сотовой сети зачастую ограничивается объемом от 5 до 10 процентов сот в любой момент времени. Принимая во внимание эти параметры трафика вместе с дополнительными особенностями сетей, услуг и связанных с пользователями факторов, более лучшим, точным и эффективным способом развития сети является оптимизация видео-трафика. Этот путь также более дружественен экологии.

Метод грубой силы, при котором весь видео-трафик оптимизируется независимо от многих факторов, уже упомянутых в этой статье, является чрезвычайно дорогостоящим. Он будет работать, но это, несомненно, потребует огромных инвестиций в центры обработки данных и вычислительные мощности. При работе в условиях «сокращения предельной выучки в расчете на бит», в которых пребывают операторы беспроводных сетей, метод грубой силы является, по крайней мере, неэффективным.

Давайте не будем забывать о пользователе

Какой бы метод ни использовался, необходимо принимать во внимание реакцию пользователей. При проведении оптимизации, операторы должны стремиться обеспечить непрерывное воспроизведение видео в любое время, малое время задержки начала воспроизведения, плавное воспроизведение видео, а также высокое качество воспроизведения звука. В идеале, впечатления пользователя при оптимизации видео будут улучшаться, а не ухудшаться.

Оптимизация видео будет применяться только том случае, если она не будет вызывать негативной реакции пользователя. Таким образом, используемые метод оптимизации и платформа должны существенно сократить количество передаваемых битов (т.е., сократить расходы операторов) без значимого ухудшения качества изображения (т.е., с сохранением приемлемого для пользователя уровня качества).

Интеллектуальная высококачественная оптимизация видео решит проблему перегрузки сети во время пиков трафика при сохранении качества для пользователя и экономии значительной части больших расходов на модернизацию сети. Интеллектуальная оптимизация видео должна включать выбор оптимальной комбинации кодеков, настроек битрейта и частоты кадров, чтобы существенно уменьшить число передаваемых битов, при этом не оказывая негативного влияния на качество изображения.

Обобщая, можно сказать, что использование видео- и Интернет-услуг растет с огромной скоростью, накладывая огромную нагрузку на сети мобильной связи. В то же время, инфраструктуры мобильных сетей передач данных являются недостаточными и дорогостоящими. Очень важно, чтобы используемые операторами методы и системы для разрешения этих ситуаций были способны принимать интеллектуальные, принципиальные решения, в том числе, по части сложной обработки видео.

Решения доступны, – в виде платформ интеллектуальной оптимизации видео, которые могут реализовать более взвешенные алгоритмы на основе широкого спектра сетей, услуг и пользовательской информации, и таким образом уменьшить расходы на передачу видео при одновременном сохранении, и, по большей части, улучшении качества просматриваемого видео.