中国移动5G联创中心创新研究报告-5G云XR云网架构与解决方案_78页_3mb

中国移动5G联合创新中心创新研究报告总结

核心内容概述

本报告由中国移动5G联合创新中心联合产业伙伴发布，旨在推动云XR业务发展，分析其在5G云网架构下的需求与挑战，并提出相应的解决方案和关键能力。云XR业务包括弱交互云VR、强交互云VR和云AR，其核心特征是云端进行图形渲染、编码与计算，输出视频流至终端，终端解码并显示。

主要观点与关键信息

1. 云XR业务需求与挑战

• 需求指标：不同业务在不同阶段对带宽、时延、编码、分辨率等有差异化需求，如强交互云VR需要下行带宽达70Mbps，端到端时延不超过80ms，而云AR对分辨率和内容质量要求相对较低，但对环境感知和重建有较高需求。
• 挑战：包括时延、带宽、算力、业务确定性、业务连续性、成本等多方面挑战。其中，强交互云VR对端到端时延要求尤为严格，需达到毫秒级确定性。

2. 云网协同部署架构

• 总体架构：云XR架构由5G网络、边缘云、中心云和终端四部分组成，其中强交互云VR和云AR需将渲染和计算能力下沉至边缘云，以满足低时延要求。
• 网络侧：需支持网络切片、资源隔离、差异化SLA保障、QoS流管理等，包括GBR保障、Mini Slot调度、UPF下沉、冗余N3隧道传输等。
• 边缘云：需提供渲染、编解码、感知（如SLAM、CV）、CDN增强及第三方应用敏捷部署能力。
• 中心云：主要承担用户管理、资源调度、内容运营等非实时功能，也可部署部分计算和编解码能力。
• 终端侧：需支持低时延解码、FOV视角预测、SLAM、眼球追踪等能力，以实现与云和网络的协同。

3. 云XR端到端服务能力和关键技术

• 网络服务能力：
  • SLA保障：通过网络切片、QoS流、资源预留等方式实现业务的确定性保障。
  • 5G RAN能力：包括源端分层传输、Mini Slot调度、上行速率增强、低时延保障等。
  • 5G Core能力：包括UPF下沉、QoS流映射、包抢占机制、硬件加速等。
  • 承载网络能力：支持硬切片和软切片，如MTN接口隔离、WDM波长隔离、L2/L3VPN+QoS等，以保障业务质量。
• 边缘云服务能力：
  • IaaS层：提供GPU虚拟化、异构架构、资源调度等能力，支持多种虚拟化技术如直通模式、SR-IOV、半虚拟化等。
  • PaaS层：支持渲染、编解码、感知等能力，并具备边缘资源调度、无线资源感知等通用能力。
• 终端服务能力：
  • 需具备低时延解码、FOV传输解码、视角预测、SLAM、眼球追踪等能力，以支持高质量的XR体验。

4. 关键技术小结

• 网络切片：是实现云XR SLA保障的核心技术，支持硬切片和软切片两种隔离方式。
• QoS流管理：基于5QI、ARP、AMBR等参数实现差异化服务质量保障。
• UPF下沉与硬件加速：提升核心网转发性能，降低端到端时延，支持低时延业务。
• 源端分层传输：优化带宽和时延，实现多重要性数据流的资源差异化分配。
• CDN增强与边缘部署：支持媒体流缓存分发，提升边缘节点的处理能力。
• GPU虚拟化：实现多用户共享GPU资源，支持高性能图形处理，如渲染、编解码、AI特效等。

5. 产业发展倡议

• 标准推动：推动XR业务相关标准的制定，包括网络切片、QoS流、传输协议等。
• 测试孵化：支持XR业务的测试与技术孵化，加速技术成熟与应用落地。
• 产业落地：推动产业链协同，提升终端、芯片、云平台和网络的适配与集成能力。

结论与展望

• 业务发展预测：随着5G网络的演进，云XR业务将逐步从中心云向边缘云下沉，以满足低时延、高可靠、高带宽等需求。
• 5G云网建设预测：需加快网络切片、UPF下沉、边缘云部署等基础设施建设，以支撑云XR业务的规模化发展。
• 未来方向：加强XR终端与芯片的协同，提升用户体验，推动行业应用落地，实现端到端的高效协同和SLA闭环管理。

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附录：关键能力清单

关键能力	业务场景	时延影响	带宽影响	算力影响	部署影响
GBR保障	强交互云VR、云AR	保障	保障	无	无
Mini Slot	强交互云VR、云AR	降低	无	无	无
切片	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	保障	保障	无	无
源端分层	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	降低	降低	降低	无
上行速率增强	云AR、弱交互云VR采集	保障	无	无	无
特殊场景覆盖	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	无	保障	无	无
转发硬件加速	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	降低	无	无	无
冗余N3隧道	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	保障	保障	无	无
面向XR的SSC	强交互云VR、云AR	保障	保障	无	无
GPU虚拟化	强交互云VR、云AR	降低	降低	效率提升	降
SR-IOV	强交互云VR、云AR	降低	降低	降低	无
半虚拟化	强交互云VR、云AR	降低	降低	降低	无
无线资源感知	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	降低	降低	降低	无
CDN增强	弱交互云VR	降低	降低	无	无
新型传输协议	弱交互云VR、强交互云VR、云AR	降低	降低	无	无
可变速率着色	强交互云VR、云AR	无	无	无	无
DLSS	强交互云VR、云AR	无	无	效率提升	无

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重要结论

• 云XR业务对5G网络提出了高带宽、低时延、高可靠、高算力等综合要求。
• 通过网络切片、QoS流、UPF下沉、边缘云部署等技术手段，可实现云XR业务的SLA保障。
• GPU虚拟化、异构计算、CDN增强等技术是实现云XR业务高效、低成本的关键。
• 终端与网络、云的协同是提升用户体验的重要保障。

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产业建议

• 产业需协同推进网络切片、QoS流、边缘云、GPU虚拟化等关键技术的标准化和成熟化。
• 建议采用定制切片或专用切片方式，满足不同业务场景的SLA需求。
• 推动XR终端与芯片的适配与优化，降低终端成本，提升用户体验。