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传输技术
IPTV接入技术分析
文章来源:本站原创  发布时间:2014-10-28  浏览次数:1103
作者:陈阵
(辽宁联通铁岭分公司  邮编:112000)
摘要:本文对IPTV接入技术进行了简要的分析,包括接入技术的现状、IPTV对接入网络的要求以及各种接入技术的比较三个方面。指出要真正解决高带宽的多媒体业务,就必须将光纤引入接入网。
关键词:IPTV 无源光网络
引言
      IPTV是一种利用双向宽带网络,集互联网、多媒体、通信等多种技术为一体,向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术。IPTV系统由四个基本部分组成,即内容系统、业务系统、宽带系统和家庭网络。内容系统包括业务制作系统和内容分发系统。主要负责各类内容源的接入、内容视频流的编码和解码、内容的管理和内容发布,并将媒体流送入城域网或接入网。业务系统主要针对IPTV业务所涉及的各功能元素进行管理。宽带网络实现用户宽带上网接入认证管理、视频组加入/离开控制功能,并将用户需要的媒体流发送给用户。
      IPTV系统的核心部分是内容分发网络,是整个IPTV系统涉及技术领域最多、技术实现最复杂的部分,也是电信运营商在IPTV系统建设过程中最关心的部分。这其中,宽带接入网的建设又是系统建设中投资最大、耗时最长的部分。
1IPTV接入技术的现状
      目前,IPTV常用的接入技术包括高速数字用户线DSL、光纤到楼FTTB、光纤到户FTTH等有线接入技术。
      由于利用ADSL支持IPTV可以最大化的利用固网运营商原有的接入电缆,因此现网多数运营商均采用此方式。IPTV承载的最主要内容包括VOD及电视节目,为了保证IPTV的收看质量与目前的有线电视网收看质量相当,IPTV要求在带宽、频道切换时延、网络QoS等方面提供保证,而这些方面DSL技术都无法达到IPTV的要求,而且DSL对组播功能支持有限,大多数仅支持IPv4协议的路由器,并不支持组播。虽然理论上DSL技术依然有升级的空间,但是在带宽上很少有质的变化。因此,基于DSLAM构建IPTV网络会使IPTV的推广受到严重的限制。
      随着网络的迅猛发展,光网络和光纤通信由于具有大容量、高速的特点,已逐渐成为网络基础建设中的主角。FTTX采用了廉价、稳定、高速的光纤作为传输介质,对于高带宽的实现提供了根本保证。基于PON的FTTB、FTTH这两种方式已经渐渐成为IPTV宽带接入手段中的有效方式。
2IPTV对接入网络的要求
      IPTV不同于传统电信业务的最大特点是具有交互性和业务多样性。用户可以自主选择频道和节目,进行停止、后退、快进等操作,实现服务商和观众的互动。基于IPTV平台还可以提供可视通信、视频监控、远程教学、电子购物、上网、互动游戏等丰富多彩的增值业务,可带来包括通信、视频、图像、音频和数据等形式在内的前所未有的业务流量。因此,它有很高的要求。
(1)组播功能要求
      网络必须支持CDN和IP组播技术以及二层的组播技术,减少对骨干网的带宽需求,同时应支持一定的组播控制。
(2)网络带宽要求
      视频压缩编码技术的选取决定了IPTV业务用户的带宽要求。在业务开展初期建议使用MPEG4,然后过渡到H.264。标清IPTV带宽至少需要2Mb/s以上的带宽,高清IPTV带宽至少需要6 ~ 8Mb/s的带宽。如果一个家庭拥有多个IPTV终端,这时需要的带宽将成倍增加。考虑到各类网络互动业务,如视频会议、视频聊天、网络游戏等需求,接入网的上行带宽需求也会不断增长,因此IPTV对接入网的上下性带宽要求将会越来越高。
(3)网络QoS要求
      不同的IPTV业务对网络QoS的要求不同(见表1)。
      对承载多业务的接入网络,IPTV提出了很高的要求,即在提供原有通信功能的基础上,还需要更高的带宽、更强的控制能力以及更高的传输连续性和稳定性。采用光纤接入技术是承载IPTV业务的必然选择。
3各种接入技术比较
      从接入介质的角度来看,现有的有线接入技术可以分为铜缆接入和光纤接入两类。此外还有无线接入技术。对于固网运营商而言,有线接入是其考虑应用的重点。
3.1铜缆接入技术
      现有普遍采用的铜缆接入技术有xDSL技术和LAN技术两种。xDSL技术普遍应用的有ADSL、ADSL2+、VDSL2三类。
(1)ADSL技术
      ADSL在普通电话双绞线上,ADSL的典型的上行速率为16-640kbit/s,下行速率为1.544-8.192Mbit/s,综合考虑线路质量等问题,传输距离在3km以内。1公里以内速率可达6Mb/s,2公里以内速率可以达到4Mb/s,3公里左右可以开通的速率在2-3Mb/s。
(2)ADSL2+技术
      ADSL2+在普通电话双绞线上,理论上下行速率可达25Mb/s,上行速率可达2.3Mb/s。当传输距离在1.5公里以内时可达到16Mb/s的速率,在2公里以内可达8Mb/s,在3公里以上速率可达3Mb/s。ADSL2+解决方案传输距离理论上可达6km。ADSL2+可向下兼容。
(3)VDSL2技术
      VDSL2 技术传输速率高,上行速率远高于ADSL2+,功能特性上结合了ADSL2+和VDSL的优点,能够与ADSL2+、ADSL等模式兼容,VDSL2设备在500米内下行带宽可超过50Mb/s,1000米内下行带宽可超过20Mb/s。因此,VDSL2是为高速率用户提供宽带接入的重要手段。
(4)LAN技术
      以太网是采用一种称为载波监听多路访问/冲突检测的共享访问方案,冲突检测方法保证了只能有一个站在电缆上传输。以太网传输速率有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s,传输距离为100-150米。
3.2光接入技术
      光接入的主要技术包括点对点技术(P2P,如点对点光以太网)和点对多点无源光网络技术(PON),目前主流为EPON、GPON等两大类。
(1)点到点光接入技术(P2P)
      点到点光接入技术采用点到点光传输方式,从局端到每个用户都用一对或一根独立的光纤,每个用户的上下行带宽都可以达到100Mbit/s、1000Mbit/s甚至更高。但是由于每个用户独自占用一对光纤和一对光收发器,用户不能共享主干光纤,需要铺设大量的光纤和光收发器,综合建设成本相对较高,因此不能成为公众宽带用户的主流解决方案,现网中不建议采用此种接入技术。
(2)无源光网络PON技术
      无源光网络(PON)技术与点对点(P2P)方式相比,能够大量节省主干光纤和局端设备光接口、高密集用户区域成本低,标准化程度高,业务透明性较好,用户带宽配置调整灵活,综合优势明显,是未来宽带光接入及FTTH方式的主要技术选择。PON技术在经历了APON/BPON发展后,演进至EPON、GPON、10GEPON和WDM-PON技术。
1)PON技术优势
      在成本方面,PON系统成本低,可在一根光纤上实现双向传输,节省了大量的光纤资源;无需建设接入网机房,节省机房投资;无需对远端机房进行维护,减少运行维护的成本。
在带宽及距离方面,实现了接入网带宽质的飞跃。目前可以提供上下行对称的100Mb/s~1Gb/s的带宽,将来可以升级到10Gb/s的带宽;传输距离长,传输距离最大20公里(与分路比有关)。
在安全性及服务保障方面,OLT发挥对整个系统的主控作用,彻底改变了以太网设备各自为政的局面;系统具有先进的测距、环回测试、断电告警以及端口状态监视等维护功能,克服了以太网缺乏OAM手段的缺陷;系统可以对每个用户进行带宽的静态/动态分配,并保证每个用户的QoS。
2)E/GPON技术比较
      EPON属于IEEE标准,强调技术“创新”及开放性。EPON技术具备较高带宽,很好的支持以太网业务,可以支持语音业务,技术成熟度较好,分光比1:32,下行带宽可达1.25G,在1:32分光比时可为用户提供30M以上带宽接入,可同时提供语音、数据、视频等多业务接入。
      GPON属于ITU-T标准,强调“可运营、可管理”的电信理念。GPON技术具备更高带宽,有高QoS保证的全业务接入,分光比1:64。下行带宽可达2.5G。GPON对综合业务支持好、分光比高、封装效率高,带宽利用率高。在设备互通,运营管理方面比EPON有优势。如表2所示。
3)10GEPON和10G PON技术
      10G PON是包括EPON、GPON在内的PON技术的演进,有10G EPON和10G GPON两大主流技术。10G EPON技术是EPON技术的更高速版本,基于IEEE802.3av标准,并后向兼容1G PON。
      EPON目前只能演进到10G EPON,没有后续演进方案;GPON可演进到NGA1的10G GPON,并且可平滑演进到NGA2的40G GPON、波分PON。EPON/GPON均可实现PON与10G PON混合组网,EPON与10G EPON采用时分复用方式共用ODN,EPON向10G EPON演进须将原有EPON OLT单板业务割接至新增10G EPON单板,10G EPON不能无法与10G GPON共用ODN。GPON向1OG EPON/10G GPON均可采用波分复用方式迭加,原有GPON OLT单板业务无需迁移,并可实现不同厂家不同制式设备在同一ODN中混合组网。
结束语
      IPTV业务需要一个大容量、高速率的接入系统。在未来家庭中,实现50~100Mb/s接入将是很有必要的。对于传统的电信运营商来说,要真正解决高带宽的多媒体业务,就必须将光纤引入接入网。无源光网络PON提供的带宽可以满足现在和未来各种宽带业务的需要,建设投资和运维管理开销等费用也较低,因此PON被认为是实现FTTB/FTTH的主要技术。
参考文献
1. 卢官明,宗昉.IPTV技术及应用.人民邮电出版社,2007
2. 张傲,程淑玲,杨柳.三网融合下的FTTx网络.人民邮电出版社,2011
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