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基于PON接入的高清IPTV实现方案分析

李东; 王强| FTTH三网融合,PON,IPTV,MDU| 2010-12-27
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【中心议题】

  •        * IPTV高清电视的带宽需求
  •        *提出目前高清IPTV合理的解决方式

【解决方案】

  •        *基于EPONIPTV的建设
  •        *采用GPON,更可以满足未来超过20M40M的带宽需求

0前言

光纤到户(FTTH)一直是大多数电信运营商的终极目标,但成本因素延缓或阻止了FTTH的发展。现在,无源光网络(PON)技术正以其更低的价格和更高的带宽为消费者带来最高的接入速率。与有源光网络接入技术相比,无源光网络(PON)由于消除了局端与用户端之间的有源设备,从而使得维护简单、可靠性高、成本低,而且能节约光纤资源,普遍被认为是未来FTTH的最终宽带接入解决方案。

目前,国家明确了“三网融合”的发展规划,“三网融合”即指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为统一的信息通信网络。不可避免,随着“三网融合”的发展,电信业市场中会增加新的全业务运营商广电,他们会充分利用有线传输网络发展VOIP、互联网业务,这就督促电信运营商做好竞争的准备,积极实现三重播放(话音、视频和数据),提高用户满意度,而IPTV是目前最好的突破口,发展好IPTV,就会在以后的竞争中立于不败之地。PON接入时代已经到来,IPTV曙光突现。

1 PON的发展

PON主要包括EPONGPONEPON上下行速率可分别达到1.25GbpsGPON上下行速率可分别达到2.5Gbps。目前,各电信运营商都已经开始加大PON的接入建设,预计三年之内,城市里原有的LAN小区都会改造为PON小区。

10G EPON标准在09年正式发布,上下行传输的速率为可达到10Gbps

10G EPON用于FTTH接入时,需要提供大分光比譬如1:641:128的分支能力才能满足应用要求,这对10G EPON提出了一个挑战:需要提高光功率预算至32db,目前产业还无法提供能满足此功能的成熟光模块,技术解决至少需要1-2年以上的时间。

另外,10G EPON也存在成本上的障碍。目前对称的10G EPON,其部分关键器件尤其是光模块成本很高,是目前EPON的数十倍,即使规模应用,其成本仍然远高于普通的10G以太网光模块的成本,在城域网10G以太网尚未普及的情况下,接入层大规模部署对称10G EPON,就会形成一个畸形的倒挂网络,导致建设成本压力巨大。因此,建设成本是影响10G EPON规模商用的最重要障碍。虽然10G EPON技术可以弥补EPON带宽小的缺陷,但产

业链不成熟,因此暂时无法取代GPONEPONGPONEPON仍然是几年内最佳的FTTB技术。

2 PON高清IPTV分析

目前普通DVD的分辨率一般为720×576或者720×480MPEG2流一般在2Mbps10Mbps之间,经过编码优化后码流可降到几百Kbps。平时所说的高清主要包括720P(分辨率1280×720)和1080i/1080P(分辨率1920×1080),根据片源及压缩程度等因素,码流在从最低几Mbps到最高几十Mbps不定。

为达到清晰的效果,一个标清节目(DVD)的IPTV视频流至少需要1.8Mbps以上的带宽,一个高清节目视频流至少需要8MMbps以上的带宽,当然要达到全高清的视频效果,至少需要18Mbps以上的传输带宽。

随着高清数字电视进入普通家庭,对高清节目的需要是迫切的,这也是高清IPTV发展的前景之一。因此,逐步提高IPTV用户的接入带宽,是电信运营商目前最迫切的要求。

参照联通集团公司宽带接入网发展规划,IPTV用户的典型业务模型如下:1路高清和2路标清IPTV业务、1路高速上网、1路VoIP语音和1路可视电话业务,其中标清频道数为150套,高清频道数位10套。

3PON口用户数承载数量测算

n为单个PON口接入的宽带用户数,各业务所需要的带宽如下:

1)直播:150×2M8×10M

2)点播:n×30%×(70%×2×2M+30%×8M)

3)高速上网:n×50%×2M

4IP语音:n×25%×96K+n×25%×512K

EPON口下行总速率为1.25G,除去网络开销,实际载荷约为1000M,为了保证各业务所需服务质量,各种业务所需总计带宽必须小于1000M,经过计算,可得出:在16M用户速率的情况下,每个EPON口所承载用户不能超过230户。

10GEPON接入时为8000M,经过计算,可得出:在16M用户速率的情况下,每个10GEPON口所承载用户不能超过2800户。

因此,在目前的业务状况下,对于16M带宽需求的用户小区,当用户规模超过230户时,就要考虑向10GEPON进行演进。从理论看,对于用户业务确定的情况下,如果ODN网络满足要求,只要不超过2800户,都可以在一个PON口下承载。但由于受EPON技术本身的安全性能限制,在实际工程中要对风险进行评估,采取相应的保护措施或减少用户承载数量。

4总结

基于EPONIPTV的建设,目前FTTB典型的分光比是1:16,也就是说16MDU共享1G的有效带宽,一般一个MDU下带1624个用户,考虑IPTV业务是广播业务、上网业务具有收敛性、以及客户实装率等因素,每个用户的实际体验带宽可以达到1020M。如果采用GPON,更可以满足未来超过20M40M的带宽需求。所以,GPONEPON已经能够满足国内未来23年的带宽需求。EPON/GPON将会是终极的家庭宽带接入解决方案。

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