Λευκή βίβλος τεχνολογίαςτουΕνισχυμένο δίκτυο 10G GPON Plus
Μια νέα προσέγγιση από το GPON στο 10G PON Plus
10G GPON Plus Network—10G IPVB Overlay GPON
Κλίμακα και αξία του GPON
Σύμφωνα με στοιχεία που έδωσε στη δημοσιότητα το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφορικής της Κίνας, ο αριθμός των χρηστών ευρυζωνικής πρόσβασης των τριών μεγάλων τηλεπικοινωνιακών εταιρειών αυξάνεται σταθερά και ο αριθμός των χρηστών gigabit αυξάνεται ραγδαία.
Τα στοιχεία δείχνουν ότι ο συνολικός αριθμός χρηστών ευρυζωνικής πρόσβασης στο Διαδίκτυο των τριών βασικών τηλεπικοινωνιακών φορέων φθάνει τα 545 εκατομμύρια, μεταξύ των οποίων οι χρήστες με ρυθμούς πρόσβασης 100Mbps και άνω φτάνουν τα 508 εκατομμύρια, αντιπροσωπεύοντας το 93,2% του συνολικού αριθμού χρηστών και οι χρήστες με ποσοστά πρόσβασης 1000Mbps και άνω φτάνουν τα 40,8 εκατομμύρια. Φαίνεται ότι αν και η κλίμακα της οπτικής ίνας G/EPON στο οικιακό δίκτυο στην Κίνα είναι τεράστια, οι χρήστες gigabit είναι λιγότεροι από 10%.
Με την ανάπτυξη του βίντεο εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας 4K/8K, είναι απαραίτητο να αναβαθμιστούν και να επεκταθούν οι χρήστες 100Mbps στα 1000Mbps. Επομένως, ο τρόπος με τον οποίο μπορείτε να αναβαθμίσετε και να επεκτείνετε εύλογα και αποτελεσματικά το υπάρχον δίκτυο GPON 2.5G σε δίκτυο PON 10G έχει πολύ ρεαλιστική και οικονομική σημασία.
Μια προσέγγιση αναβάθμισης είναι η απλή αντικατάσταση των δικτύων GPON με τεχνολογία οπτικού παθητικού δικτύου 10G xGPON, καταργώντας σταδιακά τα δίκτυα GPON σε 2-3 χρόνια.
Εδώ, για την παράταση του κύκλου ζωής του δικτύου GPON και την αποτελεσματική προστασία της αρχικής επένδυσης, αυτή η εργασία προτείνει μια αρχιτεκτονική δικτύου 10G IPVB Overlay GPON (δίκτυο 10G GPON Plus), η οποία μπορεί να αναβαθμίσει τα υπάρχοντα GPON σε ένα οπτικό δίκτυο 10G με πολύ χαμηλότερο κόστος και με πιο βολικό τρόπο. Η εργασία αναλύει αρχικά τις υπηρεσίες πρόσβασης στο μέλλον και τη ζήτηση τους για εύρος ζώνης πρόσβασης. Δεύτερον, η εργασία συζητά την απόδοση μετάδοσης, την αξιοπιστία και τη διαθεσιμότητα της υπηρεσίας ζωντανής τηλεόρασης και την απόδοση πρόσβασης της διαδραστικής υπηρεσίας του δικτύου 10G GPON Plus. Δείχνει ότι το δίκτυο 10G GPON Plus μπορεί να εγγυηθεί την ανώτερη απόδοση μετάδοσης της υπηρεσίας ζωντανής τηλεόρασης, με επαγγελματικά τεχνικά πρότυπα βίντεο. Ταυτόχρονα, το δίκτυο επιτρέπει την ισχυρή αξιοπιστία και διαθεσιμότητα, αποφεύγοντας τέλεια την αδυναμία των παραδοσιακών δικτύων IPTV. Τέλος, παρουσιάζονται δύο σενάρια εφαρμογών του δικτύου GPON Plus. Η μία εφαρμογή είναι η λειτουργία επέκτασης πολλαπλών τερματικών 10G του τυπικού δικτύου GPON, η άλλη είναι πώς το δίκτυο FTTH της CATV εξελίσσεται σε ένα δίκτυο υπηρεσιών 10G all-IP.
Κύριες υπηρεσίες πρόσβασης του δικτύου 10G PON ---βίντεο UHD
Ο κύριος στόχος και το κίνητρο του δικτύου FTTH είναι η αύξηση του εύρους ζώνης και η πρόσβαση σε περισσότερα είδη υπηρεσιών βίντεο με υψηλότερη ποιότητα, επειδή οι υπηρεσίες βίντεο που αντιπροσωπεύονται από ζωντανές τηλεοπτικές εκπομπές και βίντεο κατά παραγγελία έχουν γίνει οι πιο σημαντικές εφαρμογές στη ζωή, την ψυχαγωγία και την εργασία των ανθρώπων. Οι πάροχοι τηλεπικοινωνιακών υπηρεσιών προκάλεσαν αρχικά υπηρεσίες βίντεο μέσω των θρυλικών χάλκινων δικτύων πρόσβασης, με πολύ μικρό μερίδιο αγοράς. Και αργότερα, με την ευρεία ανάπτυξη των δικτύων FTTH, χρησιμοποιούν την τεχνολογία της υπηρεσίας IPTV, ένα διαδραστικό βίντεο εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας, ως ευκαιρία να επεκτείνουν με επιτυχία την αγορά βίντεο τους, οδηγώντας με τη σειρά τους την ταχεία ανάπτυξη της αγοράς IPTV.
Το 2021, η αγορά τηλεοράσεων 4K UHD της Κίνας αντιπροσωπεύει ήδη περισσότερο από το 72%, αλλά η βάση των χρηστών IPTV UHD εξακολουθεί να είναι μεγάλη. Προφανώς, η μετάδοση βίντεο H.264 της IPTV δεν μπορεί να καλύψει την απαίτηση ποιότητας προβολής των τηλεοράσεων 4K UHD. Και οι τηλεοράσεις 4K UHD απαιτούν υπηρεσίες μετάδοσης βίντεο πολύ υψηλότερης ποιότητας, οι οποίες απαιτούν υψηλότερο εύρος ζώνης και χαμηλότερη αμφίδρομη καθυστέρηση για ροές πολλαπλής εκπομπής IPTV.
Εικ. 1 Βίντεο 4K/8K UHD
Όπως φαίνεται στο σχήμα 1, μια τυπική ροή βίντεο 4K UHD είναι μεταξύ 36-57Mbps και ένα βίντεο 8K είναι μεταξύ 80-160Mbps. Εάν μεταδίδονται 100 σετ 4K (4Gbps) και 20 σετ ζωντανών τηλεοπτικών προγραμμάτων 8K (2,4Gbps), απαιτείται συνολικό εύρος ζώνης ροής βίντεο 6,4Gbps.
Επιπλέον, η υπηρεσία IP ζωντανής τηλεόρασης είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στην απώλεια πακέτων/ποσοστό σφάλματος bit των διαδραστικών συστημάτων IPTV. Σύμφωνα με τη σχέση μεταξύ του ρυθμού απώλειας πακέτων και του ποσοστού χρήσης εύρους ζώνης σύνδεσης που δίνεται στο " της HuaweiΛευκή Βίβλος Δικτύου Μετάδοσης 4K με γνώμονα την εμπειρία", το ποσοστό απώλειας πακέτων μπορεί να αγνοηθεί μόνο όταν το ποσοστό χρήσης του εύρους ζώνης σύνδεσης είναι πολύ χαμηλότερο από 70%.
Εικ. 2 Σχέσεις μεταξύ προσωρινής αποθήκευσης δικτύου και ρυθμού απώλειας πακέτων σε διαφορετικούς ρυθμούς χρήσης ζεύξης
Αν ληφθεί υπόψη η μελλοντική μετάδοση υπηρεσιών βίντεο 3R (VR, εικονική πραγματικότητα, AR, επαυξημένη πραγματικότητα και MR, μικτή πραγματικότητα), η κατανάλωση εύρους ζώνης των υπηρεσιών βίντεο κατάντη είναι ακόμη πιο εκπληκτική. Γενικά, ένα σύνολο εύρους ζώνης προγραμμάτων VR είναι περίπου 300 Mbps, το AR περίπου 500 Mbps και το MR είναι ακόμη υψηλότερο.
Επομένως, το επίκεντρο της επέκτασης του εύρους ζώνης δικτύου 10G FTTH είναι η μετάδοση ροής ζωντανής τηλεόρασης IP μεγάλης χωρητικότητας, εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας με υψηλής ποιότητας QoS.
Δίκτυο 10G GPON Plus ---10G IPVB Overlay GPON
Λόγω του γεγονότος ότι ο κύριος σκοπός της επέκτασης του εύρους ζώνης είναι η παροχή υπηρεσίας ζωντανής μετάδοσης IPTV, αυτό το έγγραφο προτείνει μια λύση για αυτό με την υπέρθεση ενόςΣύστημα εκπομπής IP 10G(Πρωτόκολλο ITU-T J.1210 IPVB) και σύστημα GPON για τη δημιουργία ενός δικτύου GPON Plus δύο καναλιών, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.
Εικ. 3 Αρχιτεκτονική του δικτύου 10G GPON Plus
Στο δίκτυο 10G GPON Plus, η ζωντανή ροή IPTV μεταδίδεται πλήρως μέσω του καναλιού οπτικής μετάδοσης των 1550nm ακολουθώντας το πρωτόκολλο εκπομπής IP, διασφαλίζοντας το επιθυμητό QoS χωρίς καθυστέρηση, χωρίς τρεμόπαιγμα και χαμηλό σφάλμα bit για ζωντανή ροή IPTV.
Η πύλη IP 10G στο δίκτυο 10G GPON Plus αποτελείται λειτουργικά από μια μονάδα ONU και μια μονάδα λήψης IP 10G (IP Tuner) και συνδέεται με δύο ίνες αντίστοιχα. Η μία οπτική ίνα είναι συνδεδεμένη στο BoSA της μονάδας ONU και η άλλη οπτική ίνα είναι συνδεδεμένη στη μονάδα δέκτη IP 10G. Το 10G IP Gateway μπορεί να συνδεθεί σε μία ίνα με τρία κανάλια μήκους κύματος (1550/1490/1310nm) μέσω ενός ενσωματωμένου WDM.
Η ροή IP 10GΤερματικό γραμμής διανομής (DLT)εκτελεί τη λειτουργία σύγκλισης υπηρεσιών ζωντανής ροής IPTV, VOD, OTT TV και τοπικής ροής βίντεο IP. Σύμφωνα με τις στρατηγικές λειτουργίας, το DLT μπορεί να εκχωρήσει δυναμικά τις ροές IP των υπηρεσιών Διαδικτύου στο κανάλι εκπομπής 10G ή στο κατάντη κανάλι GPON 1490nm, επεκτείνοντας έτσι το εύρος ζώνης του καθοδικού καναλιού του συστήματος έως και 12,5 Gbps.
Το δίκτυο 10G GPON Plus είναι παρόμοιο με την αρχιτεκτονική διπλών επιπέδων της γέφυρας οδογέφυρας, δηλαδή, ένα κανάλι εκπομπής εύρους ζώνης 10G τοποθετείται πάνω στο δίκτυο GPON για να εξελιχθεί σε ένα ασύμμετρο αμφίδρομο ευρυζωνικό δίκτυο πρόσβασης.
Εικ. 4 Δίκτυο 10G GPON Plus—GPON επικάλυψης IPVB 10G
Τα χαρακτηριστικά του δικτύου 10G GPON Plus είναι:
* Κανάλι εκπομπής IP - παρέχει 10G κατάντη με χαμηλό κόστος, υποστηρίζοντας τηλεόραση 4k/8K UHD και μετάδοση βίντεο VR.
* Ασύμμετρη ευρυζωνική πρόσβαση δύο καναλιών: 12,5 Gbps κατάντη και 1,25 Gbps ανάντη.
* Υποστήριξη όλων των υπηρεσιών IP——Live TV, SDV (Switch Digital Video), VOD ή Interactive IPTV, OTT TV και υπηρεσίες Διαδικτύου.
Ανάλυση απόδοσης δικτύου 10G GPON Plus
Δυνατότητα ποιότητας μετάδοσης δικτύου 10G GPON Plus για υπηρεσία ζωντανής μετάδοσης IPTV
Για την υπηρεσία ζωντανής τηλεοπτικής μετάδοσης, ο λόγος για τον οποίο η μετάδοση IP έχει εξαιρετικά υψηλή ποιότητα μετάδοσης βίντεο είναι ότι μεταδίδει όλα τα δεδομένα της τηλεόρασης ταυτόχρονα σε κάθε σπίτι αντί να αλλάζει δεδομένα σε αποκλειστικά σπίτια μεμονωμένα. Επομένως, δεν υπάρχει καθυστέρηση μεταγωγής και jitter, και εφόσον η οπτική ισχύς λήψης υπερβαίνει το όριο ευαισθησίας λήψης, η απώλεια πακέτων θα είναι μικρή. Οι τρόποι μεταγωγής και μη μεταγωγής της μετάδοσης βίντεο IP απεικονίζονται στο σχήμα 5.
Εικ. 5 ΟΛΑ τα δίκτυα IP που υποστηρίζουν βίντεο IP με μεταγωγή και χωρίς μεταγωγή
Στη λειτουργία μετάδοσης μονής κατεύθυνσης (χωρίς εναλλαγή ψηφιακού βίντεο), όλα τα τηλεοπτικά προγράμματα διανέμονται σε όλους τους χρήστες του δικτύου. Οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν οποιοδήποτε από τα τηλεοπτικά προγράμματα για παρακολούθηση χρησιμοποιώντας το IP Tuner. Τα προγράμματα τηλεόρασης με τη λειτουργία μονόδρομης μετάδοσης έχουν τα χαρακτηριστικά του υψηλού QoS, χωρίς καθυστέρηση, χωρίς jitter και καλή εμπειρία χρήστη (QoE).
Η λειτουργία αμφίδρομης μετάδοσης SDV (Switched Digital Video) σημαίνει ότι τα τηλεοπτικά προγράμματα μεταδίδονται μόνο κατόπιν ζήτησης των χρηστών, εξοικονομώντας έτσι το εύρος ζώνης κατάντη. Και εάν ένας χρήστης παραγγείλει και λάβει μια ροή τηλεοπτικού προγράμματος κατ' απαίτηση, όλοι οι άλλοι χρήστες στο δίκτυο επιτρέπεται να μοιράζονται την ίδια ροή τηλεοπτικού προγράμματος. Η λειτουργία εκπομπής SDV όχι μόνο εκτελεί τη χρήση εύρους ζώνης τόσο υψηλή όσο αυτή της παραδοσιακής IPTV, αλλά επίσης δεν χρειάζεται πολύπλοκα πρωτόκολλα (όπως το πρωτόκολλο IGMP). Η στρατηγική εναλλαγής της ροής τηλεοπτικών προγραμμάτων στο σύστημα SDV είναι απλή και γρήγορη και έχει τα πλεονεκτήματα του υψηλού QoS, χωρίς καθυστέρηση, χωρίς jitter και μια καλή εμπειρία χρήστη QoE.
Σύμφωνα με τον στατιστικό νόμο της συνήθειας των χρηστών να παρακολουθούν ζωντανή τηλεόραση, το 80% των χρηστών παρακολουθεί το 20% των τηλεοπτικών προγραμμάτων και το υπόλοιπο 20% επιλέγει να παρακολουθήσει το υπόλοιπο 80% των τηλεοπτικών προγραμμάτων. Έτσι, το δίκτυο 10G GPON Plus μπορεί να εκτελέσει τη βέλτιστη δυναμική κατανομή εύρους ζώνης μεταδίδοντας το πιο δημοφιλές 20% των τηλεοπτικών προγραμμάτων μέσω της λειτουργίας μονής μετάδοσης και παρέχοντας το 80% των προγραμμάτων μέσω της αμφίδρομης λειτουργίας μετάδοσης SDV. Υπολογίζεται ότι μπορεί να αποθηκευτεί το 60% του εύρους ζώνης μετάδοσης των υπηρεσιών ροής ζωντανής τηλεόρασης.
Εικ. 6 Στατιστικός νόμος της συνήθειας των χρηστών να παρακολουθούν ζωντανή τηλεόραση
Επομένως, το δίκτυο 10G GPON Plus, το οποίο υπερθέτει ένα κανάλι εκπομπής 10 Gbps στο δίκτυο GPON, θα παρέχει επαρκές εύρος ζώνης και εξαιρετική απόδοση μετάδοσης για να ανταποκριθεί στη μαζική ανάπτυξη των τηλεοπτικών προγραμμάτων IP ζωντανής τηλεόρασης στο μέλλον, να παρατείνει τον κύκλο ζωής των δικτύων GPON και να εξασφαλίσει οικονομικά οφέλη για τους παρόχους.
Γενικά, το τεχνικό πρότυπο για το τηλεοπτικό βίντεο μετάδοσης απαιτεί ένα ποσοστό σφάλματος bit (BER) 10-11, το οποίο είναι πολύ υψηλότερο από την απαίτηση BER 10-3 στα συστήματα IPTV σύμφωνα με το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφορικής της Κίνας.Έτσι, στα δίκτυα GPON Plus, η ποιότητα της ζωντανής IPTV μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά στο ίδιο επίπεδο με το τεχνικό πρότυπο για τηλεοπτική μετάδοση βίντεο.
Αξιοπιστία και διαθεσιμότητα υπηρεσιών εκπομπής IPTV σε δίκτυα 10G GPON Plus
Η σύνδεση μετάδοσης IP και το σύστημα GPON μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ανεξάρτητα. Σε αυτήν την περίπτωση, η υπηρεσία ζωντανής μετάδοσης IPTV και η υπηρεσία πρόσβασης στο Διαδίκτυο πραγματοποιούνται ανεξάρτητα στα δύο συστήματα. Με άλλα λόγια, τα δίκτυα GPON μπορούν να επεκτείνουν την υπηρεσία εκπομπής IPTV τους με υψηλή αξιοπιστία και υψηλή διαθεσιμότητα προσθέτοντας απλώς μια ανεξάρτητη μονόδρομη σύνδεση μετάδοσης.
Πρώτα απ 'όλα, ως αποτέλεσμα της προσθήκης του ανεξάρτητου συστήματος μετάδοσης IP, η ποιότητα προβολής της ζωντανής υπηρεσίας IPTV ανεξάρτητα από τον αριθμό των χρηστών, δηλαδή το ποσοστό ταυτότητος των χρηστών δεν θα επηρεάσει την ποιότητα προβολής της υπηρεσίας IPTV ακόμη και στις ακραίες περιπτώσεις αιχμής προβολής.
Δεύτερον, το εφεδρικό σύστημα εκπομπής IP μπορεί να υιοθετήσει μια λειτουργία φυσικής μεταγωγής με σύντομο χρόνο μεταγωγής επιπέδου μικροδευτερόλεπτου και είναι πολύ γρήγορο για να γίνει αντιληπτό από τους χρήστες, χωρίς να επηρεάζεται η ποιότητα εμπειρίας (QoE) της υπηρεσίας. Αυτή η απόδοση αποδεικνύει τη διαθεσιμότητα και την αξιοπιστία του δικτύου GPON Plus.
Τέλος, στα δίκτυα 10G GPON Plus, το κανάλι εκπομπής IP και το αμφίδρομο δίκτυο GPON μπορούν να λειτουργήσουν πλήρως σε λειτουργία φυσικής απομόνωσης. Στις ακραίες περιπτώσεις όπου το αμφίδρομο δίκτυο GPON δέχεται επίθεση από επιβλαβείς πληροφορίες και εισβολή, με αποτέλεσμα τη διακοπή του δικτύου, το ανεξάρτητο κανάλι εκπομπής IP μπορεί να παραμείνει ανεξάρτητα και να παρέχει αξιόπιστη τηλεοπτική μετάδοση IP. Δεν υπάρχει κίνδυνος τερματισμού των ζωντανών υπηρεσιών IPTV και αυτό πληροί τις απαιτήσεις των προτύπων διαθεσιμότητας δικτύου.
Πρόσβαση στην απόδοση αμφίδρομης διαδραστικής υπηρεσίας σε δίκτυα 10G GPON Plus
Στα βελτιωμένα δίκτυα 10G GPON Plus, η δυνατότητα αμφίδρομης πρόσβασης του δικτύου αποτελείται από δύο μέρη, το ένα είναι το εύρος ζώνης αμφίδρομης πρόσβασης του δικτύου GPON και το άλλο είναι το υπόλοιπο εύρος ζώνης κατερχόμενης ζεύξης μετά την κατανομή του καναλιού εκπομπής 10G στην υπηρεσία ζωντανής μετάδοσης IPTV.
Στα δίκτυα GPON στην Κίνα, γενικά, κάθε θύρα PON του OLT εξυπηρετεί 32 σπίτια. Αντίστοιχα, το στατικό εύρος ζώνης διπλής κατεύθυνσης προς τα κάτω/προς τα ανάντη για κάθε νοικοκυριό είναι περίπου 78/39 Mbps.
Από την άποψη της αξιολόγησης της χωρητικότητας εύρους ζώνης ανάντη, για οικιακούς χρήστες, οι υπηρεσίες που καταλαμβάνουν το μεγαλύτερο εύρος ζώνης ανάντη είναι η παρακολούθηση τηλεφώνων βίντεο και το σπίτι, καθεμία από τις οποίες λαμβάνει εύρος ζώνης ανάντη 4 Mbps και δύο 8 Mbps συνολικά. Το τρέχον μέσο εύρος ζώνης ανάντη των 39 Mbps στο δίκτυο GPON είναι αρκετό, δηλαδή αυτό το εύρος ζώνης ανάντη θα είναι επαρκές για τα δίκτυα GPON Plus.
Όσον αφορά το εύρος ζώνης κατάντη, στα δίκτυα GPON Plus, δεν χρειάζεται να εκχωρηθεί το 40% του εύρους ζώνης 2,5 Gbps που παρέχεται στο υποδίκτυο GPON για υπηρεσίες ζωντανής ροής IPTV. Και όλο το μέσο στατικό εύρος ζώνης των 78 Mbps σε κάθε νοικοκυριό μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως για υπηρεσίες πρόσβασης στο Διαδίκτυο. Βασικά, αυτό το εύρος ζώνης μπορεί να υποστηρίξει κάθε νοικοκυριό να παρακολουθεί δύο βίντεο 4K στο Διαδίκτυο ταυτόχρονα.
Καθώς το κανάλι εκπομπής IP 10G είναι ενσωματωμένο στο δίκτυο GPON, μέρος του εύρους ζώνης του μεταγενέστερου ρεύματος μπορεί να διατεθεί για την παροχή διαδραστικών υπηρεσιών όπως η υπηρεσία βίντεο OTT/TV Internet και η IPTV κατά παραγγελία, όπως φαίνεται στο σχήμα 7:
Εικ. 7 Ενσωμάτωση καναλιών IPVB και GPON
Το εύρος ζώνης του καναλιού εκπομπής IP 10G συνήθως χωρίζεται σε δύο μέρη: το εύρος ζώνης των 6Gbps χρησιμοποιείται για ζωντανές υπηρεσίες IPTV και για τη μετάδοση μαζικών τηλεοπτικών προγραμμάτων, όπως 100 τυπικές τηλεοράσεις 4K (3,6 Gbps) και 20 τυπικές τηλεοράσεις 8K (2,4 Gbps). Το υπόλοιπο εύρος ζώνης των 4 Gbps μπορεί να εξυπηρετήσει 1024 νοικοκυριά, παρέχοντας σε κάθε νοικοκυριό ένα ελάχιστο στατικό εύρος ζώνης κατάντη 4 Mbps (το δυναμικό εύρος ζώνης 4x√ (1024/32) =22,4Mbps), ή εξυπηρετήστε 40 χρήστες, ώστε να παρακολουθούν βίντεο 8K OTT (100Mbps) ταυτόχρονα.
Φαίνεται ότι η δυνατότητα αμφίδρομης πρόσβασης των διαδραστικών υπηρεσιών βελτιώνεται σημαντικά στα δίκτυα 10G GPON Plus. Το ελάχιστο στατικό εύρος ζώνης κατάντη για έναν χρήστη είναι τόσο υψηλό όσο 78+4 Mbps, το οποίο είναι αρκετά πλήρες για να καλύψει τη ζήτηση πρόσβασης ασύμμετρων αμφίδρομων ευρυζωνικών υπηρεσιών τα επόμενα 10 χρόνια, συμπεριλαμβανομένων 8K, VR και άλλων διαδραστικών υπηρεσιών ροής βίντεο υπερ-εύρος ζώνης.
Στην τεχνολογία των δικτύων 10G xGPON, το μέσο οικιακό εύρος ζώνης είναι 156 Mbps στην περίπτωση κάθε θύρας PON 10G OLT που εξυπηρετεί 64 χρήστες. Λαμβάνοντας υπόψη τις ζωντανές υπηρεσίες IPTV που καταλαμβάνουν το 40% του συνολικού εύρους ζώνης, το πραγματικό αποτελεσματικό διαθέσιμο κατάντη εύρος ζώνης είναι μόνο 93 Mbps για αμφίδρομες υπηρεσίες Διαδικτύου. Σε σύγκριση με το μεταγενέστερο εύρος ζώνης των 82 Mbps στο δίκτυο 10G GPON Plus, το αποτελεσματικό διαδραστικό εύρος ζώνης στο δίκτυο 10G xGPON αυξάνεται μόνο κατά 11,8%. Ωστόσο, το μέσο πρόσθετο κόστος 10G xGPON για έναν χρήστη είναι τόσο υψηλό όσο 100 USD, το οποίο είναι περίπου 3,2 φορές το κόστος χρήσης δικτύων 10G GPON Plus. Επομένως, η προσέγγιση των δικτύων 10G xGPON έχει χαμηλότερα επενδυτικά οφέλη και χαμηλότερη αναλογία απόδοσης προς τιμή από το σχήμα του δικτύου 10G GPON Plus.
Ειδικότερα, στην περίπτωση κάθε θύρας PON του GPON OLT που εξυπηρετεί 64 χρήστες, το εύρος ζώνης κατάντη και ανοδικής ροής κάθε χρήστη στο δίκτυο 10G GPON Plus είναι 39+4Mbps και 19,5Mbps, αντίστοιχα, που βασικά ικανοποιούν τις απαιτήσεις πρόσβασης διαδραστικών υπηρεσιών για μεγάλο χρονικό διάστημα στο μέλλον.
Σενάρια εφαρμογής δικτύων 10G GPON Plus
Προτείνονται πολλά μοντέλα εφαρμογών βελτιωμένων δικτύων 10G GPON Plus, ανάλογα με την κλιμακωτή χρέωση των χρηστών και τις επιχειρησιακές απαιτήσεις της επιχείρησης:
Δίκτυο 10G FTTH με τερματικά πολλαπλής πρόσβασης——η εξέλιξη του GPON σε δίκτυο 10G PON plus
Προκειμένου να μειωθεί η αρχική επένδυση και να προστατευθεί η πραγματική επένδυση και να αυξηθεί γρήγορα ο αριθμός των χρηστών, σε πρώτο στάδιο, οι χρήστες του μονόδρομου συστήματος 10G και του συστήματος GPON μπορούν να συνυπάρχουν στο ίδιο δίκτυο. Στο δίκτυο, τα διαφορετικά τερματικά πρόσβασης υπηρεσιών, συμπεριλαμβανομένων των GPON ONU, 10G IP Gateway και 10G IP optical δέκτη (IP Tuner) έχουν πρόσβαση σε τέσσερις συνδυαστικές μορφές για ευέλικτη και οικονομική προσαρμογή σε διαφορετικές καταστάσεις υπηρεσίας και διαφορετικές ταξινομήσεις χρέωσης χρήστη, όπως φαίνεται στο σχήμα 8.
Εικ. 8 Δίκτυο 10G GPON Plus με τερματικά πολλαπλής πρόσβασης
Για παράδειγμα, σε ένα δίκτυο όπου το 50% των κανονικών χρηστών δεν έχουν πρόγραμμα αναβάθμισης προσωρινά και προτιμούν να διατηρήσουν το αρχικό τερματικό ONU και να παραμείνουν οι προηγούμενες υπηρεσίες πρόσβασης και το εύρος ζώνης πρόσβασης. Υπάρχει το 20% των χρηστών υψηλής τεχνολογίας στο δίκτυο, οι οποίοι συμφωνούν να αναβαθμιστούν σε χρήστες 10G και απολαμβάνουν εύρος ζώνης αμφίδρομης πρόσβασης τουλάχιστον 500Mbps και βίντεο εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας 4K/8K και διαδραστικό VOD. Για αυτούς τους χρήστες, η διευρυμένη ευρυζωνική τους χωρητικότητα μπορεί να ικανοποιηθεί με την απλή προσθήκη ενός δέκτη IP 10G στο δίκτυο.
Εάν το 10% των χρηστών του δικτύου είναι νέοι χρήστες, συνιστάται στους χειριστές να διαμορφώσουν μια πύλη IP 10G (ενσωματωμένος δέκτης IP ONU+10G) για τους χρήστες.
Εάν το υπόλοιπο 20% των χρηστών του δικτύου είναι χρήστες μόνο τηλεόρασης, ένας δέκτης IP 10G μπορεί να διαμορφωθεί ώστε να παρέχει ζωντανή IPTV μεγάλης χωρητικότητας και εξαιρετικά υψηλής ευκρίνειας, ικανοποιώντας έτσι την ελκυστικότητα αυτών των χρηστών με το χαμηλότερο κόστος.
Στο δεύτερο στάδιο, όλοι οι υπάρχοντες χρήστες GPON ONU στο δίκτυο θα αναβαθμιστούν σε πρόσβαση 10G με την προσθήκη ενός δέκτη IP 10G. Οι χρήστες που προστέθηκαν πρόσφατα έχουν διαμορφωθεί με πύλη IP 10G (ενσωματωμένος δέκτης IP ONU+10G) και οι χρήστες μόνο για τηλεόραση θα διαμορφωθούν με έναν δέκτη IP 10G, όπως φαίνεται στο σχήμα 9.
Εικ. 9 Εξέλιξη του GPON σε δίκτυο 10G PON plus
Στο τρίτο στάδιο, τα OLT και ONU στο δίκτυο 2.5G GPON αντικαθίστανται από συσκευές 10G xGPON και το δίκτυο αναβαθμίζεται σε 20Gbps/2.5Gbps upstream και downstream ασύμμετρο δίκτυο πρόσβασης υπερ-εύρος ζώνης, ξεπερνώντας συνολικά τα 10G xGPON. Ένα βελτιωμένο δίκτυο xGPON Plus 10G δημιουργείται με την υπέρθεση ενός καναλιού εκπομπής IPVB 10G σε ένα δίκτυο xGPON 10G.
Εξέλιξη του δικτύου CATV σε 10G όλο το δίκτυο IP ---Συμβατό με την υπηρεσία μετάδοσης ψηφιακής τηλεόρασης DVB-C
Όλα τα IP είναι η τελική λύση των δικτύων FTTH. Η τεχνολογία εκπομπής βίντεο 10G IPVB μπορεί να υιοθετηθεί στο δίκτυο CATV για τη μετάδοση ροών TS της ψηφιακής τηλεόρασης DVB-C μέσω TS Over IP για την επίτευξη πρόσβασης σε όλες τις υπηρεσίες IP, όπως φαίνεται στο σχήμα 10.
Εικ. 10 Ένα δίκτυο FTTH 10G συμβατό με όλες τις IP και DVB-C
Στο CATV Headend, η ροή προγράμματος TS της τηλεόρασης DVB-C αποστέλλεται επίσης στο DLT του συστήματος IPVB 10G, το σύστημα WDM στη συνέχεια πολυπλέκει τη ροή IPVB (1530nm), το σήμα DVB-C (1550nm) και το GPON κατάντη (1490nm) και τα εκκινεί στο δίκτυο FODNTH του δικτύου FODNTH.
Το ρεύμα IPVB που φέρει φως 1530 nm χωρίζεται ακριβώς πριν το καλώδιο ινών εισέλθει στο σπίτι του χρήστη χρησιμοποιώντας ένα οπτικό φίλτρο (CWDM) και οι δύο οπτικές ίνες τοποθετούνται και οι δύο στο σπίτι του χρήστη. Η ίνα που φέρει φως 1530 nm συνδέεται με έναν δέκτη IP 10G και η άλλη οπτική ίνα (που φέρει φώτα 1550/1490/1310 nm) είναι συνδεδεμένη στο αρχικό ONU και ο δέκτης IP 10G και το ONU συνδέονται με ένα καλώδιο CAT5/6UTP, επομένως, ολοκληρώνουμε ένα καλώδιο IPG up1.
Καθώς λειτουργεί με συστήματα εκπομπής DVB-C, το κανάλι εκπομπής IPVB 10G μεταδίδει τις ίδιες ροές βίντεο SPTS ή MPTS και κρυπτογραφημένα σήματα CA στο δίκτυο 10G all-IP. Επομένως, η πλατφόρμα υπηρεσίας ψηφιακής τηλεόρασης DVB-C και η πλατφόρμα κρυπτογράφησης CA λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως φαίνεται στο σχήμα 10. Στο δίκτυο, οι μη αναβαθμισμένοι χρήστες DVB-C μπορούν να συνεχίσουν να χρησιμοποιούν τους οπτικούς δέκτες CATV για να παρακολουθούν προγράμματα τηλεόρασης DVB-C βάσει διαμόρφωσης RF QAM, ενώ οι αναβαθμισμένοι χρήστες all-IPG TV μπορούν να χρησιμοποιήσουν το Tuca. οπτικός δέκτης για παρακολούθηση τηλεόρασης DVB-C.
Το STB δύο λειτουργιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χρήστες DVB-C και χρήστες all-IP στο δίκτυο 10G FTTH. Επειδή είναι εξοπλισμένο με θύρες εισόδου RF και IP, μπορεί να αποκωδικοποιήσει τη ροή τηλεόρασης TS από τις δύο λειτουργίες σήματος στο σήμα HDMI και να στείλει το σήμα HDMI στις τηλεοράσεις.
Στο παλαιού τύπου DVB-C που βασίζεται στην τεχνολογία διαμόρφωσης RF QAM, λόγω της περιορισμένης ικανότητας μετάδοσης κάθε καναλιού RF (38Mbps@64QAM@8MHz ή 54Mbps@256QAM@8MHz), είναι δύσκολο για ένα σύστημα τηλεοπτικής μετάδοσης DVB-C RF να μεταδώσει ένα σύνολο τηλεοπτικών καναλιών HD 8K. Και επίσης, λόγω του περιορισμού του αριθμού των καναλιών RF, είναι δύσκολο για το σύστημα να υποστηρίξει μεγάλο αριθμό ροών τηλεόρασης 4K.
Αντίθετα, το κανάλι 10G IPVB είναι σε θέση να παρέχει επαρκές εύρος ζώνης για μαζικές ροές τηλεόρασης 4K / 8K. Επομένως, η τεχνολογία 10G IPVB έχει τη δυνατότητα να ανοίξει έναν ομαλό δρόμο για τα συστήματα μετάδοσης ραδιοσυχνοτήτων της τηλεόρασης DVB-C σε δίκτυα CATV να αναβαθμιστούν σε μετάδοση IPTV και να εξελιχθούν σε δίκτυα all-IP.
Εξοπλισμός δικτύου 10G GPON Plus
Τερματικό γραμμής διανομής IP (DLT）WID6648
Το DLT είναι μια βασική συσκευή που ανταποκρίνεται στη λειτουργία ενσωμάτωσης του καναλιού εκπομπής IP και του καναλιού GPON. Συγκεντρώνει ροές υπηρεσιών ζωντανής τηλεόρασης, τοπικής τηλεόρασης, διαδραστικής IPTV ή VOD και OTT TV και εκχωρεί διαφορετικές ροές υπηρεσιών στο κανάλι εκπομπής 10G (1550 nm) ή στο κανάλι κατερχόμενης ζεύξης GPON (1490 nm) σύμφωνα με την επιχειρηματική στρατηγική των παρόχων.
Πλατφόρμα σύγκλισης πλήρους υπηρεσίας 10G I-CAP2000
Το CAP2000 έχει σχεδιαστεί σε πλατφόρμα πλαισίου 2RU ή 1RU, η οποία είναι plug and play και μπορεί να εισαχθεί στη μονάδα IP DLT, τη μονάδα EDFA, τη μονάδα επαναλήπτη IP, τη μονάδα διαχείρισης δικτύου, τη μονάδα ισχύος κ.λπ.
Σειρά τερματικών 10G GPON Plus Access WIG6200
Αποκωδικοποιητής HD DVB+IP —WIC6111
Set Top Box HD DVB+IP δύο λειτουργιών —WIC6111
* HD DVB+IP Set Top Box συμβατό με MPEG4&H.265
* Υποστήριξη USB PVR
* EPG & DVB Teletext & DVB Υπότιτλοι
* Λειτουργία αυτόματης και μη αυτόματης αναζήτησης για DVB & IP
* Υποστήριξη έξυπνου CAS
* Υποστήριξη VOD & Mobile Screen Projection
συμπεράσματα
Χρησιμοποιώντας τον συνδυασμό του καναλιού εκπομπής IP GPON + 10G, οι πάροχοι μπορούν να αναπτύξουν περισσότερες επιλογές για τη δημιουργία δικτύων FTTH καθώς λαμβάνουν πλήρως υπόψη τις πραγματικές καταστάσεις και τα πρότυπα ανταγωνισμού των δικτύων τους και βρίσκουν τη βέλτιστη λύση για την ανάπτυξη ενός οπτικού δικτύου 10G all-IP και λαμβάνουν την καλύτερη ανταμοιβή επένδυσης και οικονομική απόδοση δικτύου.
Η ουσία του δικτύου 10G GPON Plus είναι η επαναφορά της ζωντανής τηλεόρασης IP από τη λειτουργία μεταγωγής πολλαπλής εκπομπής IP στη φυσική ιδιότητα της μετάδοσης IP, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται πολύ υψηλή αναλογία απόδοσης προς τιμή, ώστε το δίκτυο να πληροί καλύτερα τα επαγγελματικά πρότυπα ποιότητας του ζωντανού τηλεοπτικού βίντεο και τις απαιτήσεις διαθεσιμότητας αξιόπιστης μετάδοσης. Αυτό το είδος δικτύου πρόσβασης οπτικών ινών έχει ισχυρότερο ανταγωνιστικό πλεονέκτημα, έτσι ώστε να αποφευχθεί η κατασκευή ενός ομοιογενούς δικτύου οπτικών ινών IPTV.
Στα δίκτυα GPON, η επικάλυψη καναλιών εκπομπής IP δεν είναι μόνο τεχνολογική καινοτομία αλλά και καινοτομία επιχειρηματικού μοντέλου. Το βελτιωμένο δίκτυο GPON Plus όχι μόνο μπορεί να μεταφέρει τη ζωντανή υπηρεσία IPTV του χειριστή μέσω της λειτουργίας μετάδοσης αλλά και να παρέχει μια αποκλειστική γραμμή μετάδοσης για την αγορά βίντεο OTT Διαδικτύου. Αυτό παρέχει ένα νέο σύστημα πρόσβασης OTT TV και δημιουργεί ολοκαίνουργιο χώρο στην αγορά για την πλούσια και πολύχρωμη υπηρεσία ζωντανής μετάδοσης στο Διαδίκτυο.
Τέλος, προκειμένου το GPON Plus Network να διατηρεί μόνιμα την τεχνολογική ηγεσία περισσότερων της μιας γενιάς και το ανταγωνιστικό του πλεονέκτημα με το χαμηλότερο κόστος, το κανάλι εκπομπής IP επικάλυψης μπορεί να επεκταθεί από το τρέχον εύρος ζώνης 10G σε κανάλι εύρους ζώνης 25G ή 50G και στη συνέχεια να δημιουργήσει ασύμμετρη ευρεία πρόσβαση δικτύου αμφίδρομης ζώνης 25 ή 50 Gbps.