Controle de tráfego de rede eficaz na era do vídeo sempre ativo

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Hoje, trata-se de vídeo. O crescimento do streaming de vídeo está causando dores de cabeça aos provedores de serviços móveis … como se a mudança para o 5G não fosse suficientemente difícil! Com milhões de famílias agora ficando em casa e protegidas, mamãe e papai estão em videoconferência com colegas, as crianças estão participando de aulas on-line e esse tio maluco está transmitindo destaques do futebol o dia inteiro. Sim, é um momento desafiador para ser um provedor de serviços.

Já sobrecarregados pelas demandas de largura de banda da rede e pelos crescentes custos de fornecimento de 4G / LTE durante a transição para o 5G, os provedores de serviços estão enfrentando um tremendo aumento no uso diário, impulsionado principalmente por vídeo. O streaming de vídeo causa grandes fluxos de dados contínuos, resultando em lentidão nos serviços e latência indesejada, para que todos na rede sofram. De fato, os 20% principais dos usuários móveis representam 62% do tráfego de dados móveis (Fonte: Cisco Annual Internet Report 2020, com base nas operadoras norte-americanas de nível 1-2). E não vai ficar mais fácil. O vídeo representará 79% do tráfego total de dados móveis até 2022, de acordo com o Cisco Visual Networking Index (mobile 2019).

Apesar de enfrentar as expectativas dos clientes, aumentar a velocidade, mais conexões móveis, serviços extras e um aumento maciço no tráfego de vídeo, como os provedores de serviços tributados já irão acomodar esse crescimento? E depois há um custo a considerar. Os provedores de serviços devem investir em soluções orientadas pela receita e, ao mesmo tempo, reduzir os investimentos (CapEx) e os gastos operacionais (OpEx). Esse é um equilíbrio difícil de manter.

Lançamos uma solução que já está provando seu valor para os provedores de serviços móveis. O Cisco Ultra Traffic Optimization (CUTO) é uma alternativa atraente para implantar espectro dispendioso e adicionar equipamentos de rádio celular. O software otimiza grandes fluxos de tráfego em locais de celular congestionados para aproveitar ao máximo o desempenho da rede de rádio onde é realmente crítico – em áreas densamente povoadas e de alto tráfego.

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O que causa o congestionamento da rede?

Um problema significativo para redes móveis é o fluxo de elefantes. Esses fluxos contínuos muito grandes em um link de rede ocupam uma parcela desproporcional da largura de banda total. Os fluxos de elefantes são gananciosos e estão pedindo aos sites de celular mais largura de banda do que realmente precisam. O vídeo é o principal colaborador, juntamente com grandes downloads de arquivos, como atualizações de aplicativos e sistemas operacionais.

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Por exemplo, um único vídeo de dois minutos consome milhares de vezes mais capacidade do site celular do que dois minutos gastos navegando em sites. Não é de surpreender que todas as outras interações dos consumidores, como navegação na Web e aplicativos, música, email, mapas e mídia social, representem apenas cerca de um terço do tráfego por volume.

Nosso software inteligente de aprendizado de máquina foi projetado para agendar adequadamente a largura de banda, gerenciando grandes fluxos e locais de células congestionadas. Os provedores de serviços podem esperar um aumento de 20% na taxa de transferência durante o congestionamento da RAN, um aumento de 40% na capacidade do local da célula e uma redução de 20% no RAN CapEx e OpEx. O CUTO reage segundo a segundo ao congestionamento da rede em tempo real e otimiza todas as formas de tráfego, independentemente do protocolo de transporte (TCP, QUIC, UDP), criptografado ou não criptografado. Por ser independente de fornecedor e de tecnologia, ele é executado como parte de um núcleo de pacotes da Cisco ou como um sistema independente em qualquer tipo de rede, de 2G a 5G. Como o CUTO não executa DPI nem modifica o tráfego de forma alguma, é uma solução altamente escalável com baixa integração de toque de rede.

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Como o Cisco Ultra Traffic Optimization funciona?

O software do planejador em cada célula classifica o tráfego e o coloca em intervalos de frequência e tempo para entrega do dispositivo móvel. O streaming de vídeo satura o agendador, o que causa latência, e as sessões de dados do usuário ativo começam a recuar e a abrandar. Eventualmente, a capacidade do local da célula se esgota. Como o vídeo usa muito mais blocos de recursos simultâneos do que o necessário, o agendador super aloca a largura de banda para os usuários de vídeo às custas dos outros 90% dos assinantes. O resultado no local da célula é ineficiência e capacidade reduzida.

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A carga de tráfego do site celular varia de segundo para segundo, portanto, o CUTO reage ao congestionamento em tempo real, segundo a segundo, para fornecer detecção proativa de contenção no tráfego cruzado. Os algoritmos de aprendizado de máquina usam as características de entrega de dados dos pacotes de dados de fluxo de elefantes para determinar se esse fluxo está sendo entregue durante momentos de congestionamento. Ao experimentar um congestionamento de rede, os grandes fluxos de vídeo são controlados por fluxo, pacote por pacote, no núcleo, fornecendo ciclos para fluxos menores e ainda preservando a mesma (ou melhor) qualidade de vídeo nos pontos de congestionamento. Isso remove a contenção no agendador, libera capacidade e melhora muito o desempenho do site da célula.

O CUTO analisa cada fluxo IP de forma exclusiva e realiza análises para determinar se é um fluxo grande e se está congestionado. Embora monitore todos os fluxos, presta mais atenção aos grandes fluxos que causam congestionamento. É um dispositivo gerenciável também da perspectiva de tamanho e simplicidade. O servidor 2-RU é leve e é executado imediatamente, ou pode ser um aplicativo VNF (Virtual Network Function) em uma pilha NFVI (Network Functions Virtualization Infrastructure). É uma solução sólida para congestionar o tráfego da rede a um preço acessível e pode gerar milhões em economia de CapEx. E por uma questão de simplicidade e facilidade de uso, a implantação de software em toda a rede geralmente é concluída em cerca de uma hora.

Avaliações e implantações

Validamos implantações em redes na América do Norte, América Latina e Ásia, mostrando que isso teve o efeito equivalente de adicionar espectro. Em um provedor de serviços europeu, descobrimos que 55% dos usuários estavam em sites com média de 8 Mbps de taxa de transferência aumentada, com um pico de 15,61 Mbps. Garantir um aumento da capacidade do site de hardware em todas essas células exigiria uma sobreposição de espectro de 10 MHz.

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Em um teste separado, um eNodeB de 10 MHz que carregava 15 Mbps agora carrega 22 Mbps. Isso equivale a adicionar uma banda de espectro de 4 MHz em todas as células da rede. Nosso teste na América Latina mostrou uma melhora significativa na taxa de transferência de usuários de KPIs da RAN e medimos o CUTO aumentando os bits por segundo / por usuário em 20%. Também demonstrou uma melhoria média de serviço durante todo o dia em 20%, uma melhoria máxima em 55% e um ganho geral de capacidade celular de 40%.

A Spark New Zealand implantou recentemente o software CUTO para preparar sua rede para o 5G e melhorar a experiência móvel geral durante as transmissões da Copa do Mundo de Rugby. Sabemos que os fluxos de elefantes do streaming de vídeo podem diminuir a velocidade ou bloquear outro tráfego móvel, como email e mídia social. A Spark usou nosso produto para manter uma experiência de qualidade para os fãs de rugby, além de proteger outros serviços móveis críticos, como voz e dados.

Saber mais

Gostaríamos de compartilhar nossa empolgação com o poder da CUTO com você. Para mais informações, dê uma olhada no nosso webinar ou leia nosso white paper. E devido a esses tempos desafiadores que estamos enfrentando em todo o mundo, como um bônus especial, oferecemos gratuitamente o Try & Buy de CUTO por 90 dias aos proprietários do Cisco Ultra Packet Core. Entre em contato com o gerente da sua conta para aproveitar esta oferta por tempo limitado.

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