基于PON接入的高清IPTV实现方案分析

【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EPON的IPTV的建设
•        *采用GPON，更可以满足未来超过20M～40M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EPON和GPON，EPON上下行速率可分别达到1.25Gbps，GPON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1:64、1:128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GPON和EPON，GPON和EPON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720×480，MPEG2码流一般在2Mbps～10Mbps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。

3单PON口用户数承载数量测算

设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：150×2M＋8×10M

2）点播：n×30%×(70%×2×2M+30%×8M)

3）高速上网：n×50%×2M

4）IP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EPON的IPTV的建设，目前FTTB典型的分光比是1:16，也就是说16个MDU共享1G的有效带宽，一般一个MDU下带16或24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10～20M。如果采用GPON，更可以满足未来超过20M～40M的带宽需求。所以，GPON和EPON已经能够满足国内未来2～3年的带宽需求。EPON/GPON将会是终极的家庭宽带接入解决方案。