Technologie-Whitepapervon10G GPON Plus Enhanced Network
Ein neuer Ansatz von GPON zu 10G PON Plus
10G GPON Plus Network—10G IPVB Overlay GPON
Skalierung und Wert von GPON
Laut Daten des chinesischen Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie steigt die Anzahl der Breitbandzugangsbenutzer der drei großen Telekommunikationsbetreiber stetig an, und die Anzahl der Gigabit-Benutzer nimmt rasant zu.
Die Daten zeigen, dass die Gesamtzahl der Internet-Breitbandzugangsbenutzer der drei grundlegenden Telekommunikationsbetreiber 545 Millionen erreicht, von denen die Benutzer mit Zugangsraten von 100 Mbit/s oder mehr 508 Millionen erreichen, was 93,2 % der Gesamtzahl der Benutzer entspricht, und die Benutzer mit Zugangsraten von 1000 Mbit/s oder mehr 40,88 Millionen erreichen. Es ist ersichtlich, dass, obwohl der Umfang des G/EPON-Glasfaser-bis-zum-Heim-Netzwerks in China riesig ist, die Gigabit-Benutzer weniger als 10 % betragen.
Mit dem Wachstum von 4K/8K Ultra-High-Definition-Video ist es notwendig, die 100-Mbit/s-Benutzer auf 1000 Mbit/s aufzurüsten und zu erweitern. Daher hat die Frage, wie das bestehende 2,5G-GPON-Netzwerk sinnvoll und effektiv auf ein 10G-PON-Netzwerk aufgerüstet und erweitert werden kann, eine sehr realistische und wirtschaftliche Bedeutung.
Ein Aufrüstungsansatz besteht darin, GPON-Netzwerke einfach durch die 10G xGPON-Technologie für optische passive Netzwerke zu ersetzen und GPON-Netzwerke in 2-3 Jahren auslaufen zu lassen.
Um die Lebensdauer des GPON-Netzwerks zu verlängern und die ursprüngliche Investition effektiv zu schützen, schlägt dieses Papier eine 10G IPVB Overlay GPON-Netzwerkarchitektur (10G GPON Plus-Netzwerk) vor, mit der die bestehenden GPONs zu deutlich geringeren Kosten und auf bequemere Weise auf ein 10G-Glasfasernetzwerk aufgerüstet werden können. Das Papier analysiert zunächst die zukünftigen Zugangsleistungen und ihren Bedarf an Zugangsbandbreite. Zweitens erörtert das Papier die Übertragungsleistung, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Live-TV-Dienstes sowie die Zugriffsleistung des interaktiven Dienstes des 10G GPON Plus-Netzwerks. Es zeigt, dass das 10G GPON Plus-Netzwerk die überlegene Übertragungsleistung des Live-TV-Dienstes mit professionellen Videotechnikstandards gewährleisten kann. Gleichzeitig ermöglicht das Netzwerk eine hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit und vermeidet perfekt die Schwächen traditioneller IPTV-Netzwerke. Schließlich werden zwei Anwendungsszenarien des GPON Plus-Netzwerks vorgestellt. Eine Anwendung ist der Multi-Terminal-10G-Erweiterungsmodus des Standard-GPON-Netzwerks, die andere ist, wie sich das FTTH-Netzwerk von CATV zu einem 10G-All-IP-Dienstnetzwerk entwickelt.
Wichtige Zugangsleistungen des 10G-PON-Netzwerks---UHD-Video
Das Hauptziel und die Motivation des FTTH-Netzwerks sind die Erhöhung der Bandbreite und der Zugriff auf mehr Arten von Videodiensten mit höherer Qualität, da Videodienste, die durch Live-Übertragungen und Video-on-Demand-Dienste dargestellt werden, zu den wichtigsten Anwendungen im Leben, der Unterhaltung und der Arbeit der Menschen geworden sind. Telekommunikationsdienstleister führten zunächst Videodienste über ihre legendären Kupferzugangsnetze ein, mit sehr geringem Marktanteil. Und später, mit der weitverbreiteten Einführung von FTTH-Netzwerken, nutzten sie die Technologie des IPTV-Dienstes, eines interaktiven Ultra-High-Definition-Videos, als Gelegenheit, ihren Videomarkt erfolgreich zu erweitern, was wiederum das schnelle Wachstum des IPTV-Marktes vorantrieb.
Im Jahr 2021 hat der chinesische 4K-UHD-TV-Markt bereits mehr als 72 % ausgemacht, aber die Basis der IPTV-UHD-Benutzer ist immer noch eine große Menge. Offensichtlich kann die H.264-Videoübertragung von IPTV die Anforderungen an die Wiedergabequalität von 4K-UHD-Fernsehgeräten nicht erfüllen. Und die 4K-UHD-Fernsehgeräte erfordern viel hochwertigere Videoübertragungsdienste, die eine höhere Bandbreite und eine geringere bidirektionale Verzögerung für Multicast-IPTV-Streams erfordern.
Abb. 1 4K/8K UHD-Videos
Wie in Abbildung 1 gezeigt, liegt ein Standard-4K-UHD-Videostream zwischen 36 und 57 Mbit/s, und ein 8K-Video liegt zwischen 80 und 160 Mbit/s. Wenn 100 Sätze von 4K (4 Gbit/s) und 20 Sätze von 8K (2,4 Gbit/s) Live-TV-Programmen übertragen werden, ist eine Gesamtbandbreite des Videostreams von 6,4 Gbit/s erforderlich.
Darüber hinaus ist der IP-Live-TV-Dienst sehr empfindlich gegenüber der Paketverlust-/Bitfehlerrate interaktiver IPTV-Systeme. Gemäß dem Verhältnis zwischen Paketverlustrate und Link-Bandbreitennutzungsrate, das in Huaweis "Erfahrungsgesteuertes 4K-Übertragungsnetzwerk-Whitepaper", kann die Paketverlustrate nur dann ignoriert werden, wenn die Link-Bandbreitennutzungsrate deutlich unter 70 % liegt.
Abb. 2 Beziehungen zwischen Netzwerkpuffer und Paketverlustrate bei unterschiedlichen Link-Auslastungsraten
Wenn die zukünftige Übertragung von 3R-Videodiensten (VR, Virtual Reality, AR, Augmented Reality und MR, Mixed Reality) berücksichtigt wird, ist der Bandbreitenverbrauch von Downstream-Videodiensten noch erstaunlicher. Im Allgemeinen liegt die Bandbreite eines VR-Programms bei etwa 300 Mbit/s, AR bei etwa 500 Mbit/s und MR ist noch höher.
Daher liegt der Schwerpunkt der 10G-FTTH-Netzwerkbandbreitenerweiterung auf der Übertragung von großvolumigen, hochauflösenden IP-Live-TV-Streams mit hoher QoS.
10G GPON Plus-Netzwerk---10G IPVB Overlay GPON
Angesichts der Tatsache, dass der Hauptzweck der Bandbreitenerweiterung darin besteht, den IPTV-Live-Übertragungsdienst bereitzustellen, schlägt dieses Papier eine Lösung dafür vor, indem ein 10G IP-Broadcast-System (ITU-T J.1210 IPVB-Protokoll) und ein GPON-System überlagert werden, um ein Zwei-Kanal-GPON-Plus-Netzwerk aufzubauen, wie in Abbildung 3 gezeigt.
Abb. 3 Architektur des 10G GPON Plus-Netzwerks
Im 10G GPON Plus-Netzwerk wird der Live-IPTV-Stream vollständig über den optischen Broadcast-Kanal von 1550 nm unter Verwendung des IP-Broadcast-Protokolls übertragen, wodurch die gewünschte QoS ohne Verzögerung, ohne Jitter und mit geringem Bitfehler für den Live-IPTV-Stream gewährleistet wird.
Das 10G IP Gateway im 10G GPON Plus-Netzwerk besteht funktionell aus einem ONU-Modul und einem 10G IP-Empfangsmodul (IP Tuner) und ist jeweils mit zwei Fasern verbunden. Eine Faser ist mit dem BoSA des ONU-Moduls verbunden, und die andere Faser ist mit dem 10G IP Tuner-Modul verbunden. Das 10G IP Gateway kann über einen eingebauten WDM mit einer einzigen Faser mit drei Wellenlängenkanälen (1550/1490/1310 nm) verbunden werden.
Der Distribution Line Terminal (DLT) des 10G IP-Streams führt die Funktion der Dienstzusammenführung von Live-IPTV, VOD, OTT-TV und lokalen IP-Videostreams aus. Gemäß den Betriebsstrategien kann DLT die IP-Streams von Internetdiensten dynamisch dem 10G-Broadcast-Kanal oder dem 1490-nm-GPON-Downstream-Kanal zuordnen und so die Bandbreite des Downstream-Kanals des Systems auf bis zu 12,5 Gbit/s erweitern.
Das 10G GPON Plus-Netzwerk ähnelt der Doppeldeckerarchitektur der Hochstraßenbrücke, d. h. ein 10G-Bandbreiten-Broadcast-Kanal wird auf dem GPON-Netzwerk überlagert, um sich zu einem asymmetrischen bidirektionalen Breitbandzugangsnetzwerk zu entwickeln.
Abb. 4 10G GPON Plus Network—10G IPVB Overlay GPON
Die Merkmale des 10G GPON Plus-Netzwerks sind：
* IP-Broadcast-Kanal - bietet 10G Downstream zu geringen Kosten und unterstützt 4k/8K UHD-TV und VR-Video-Broadcast.
* Asymmetrischer Breitbandzugang mit zwei Kanälen: 12,5 Gbit/s Downstream und 1,25 Gbit/s Upstream.
* Unterstützung aller IP-Dienste——Live-TV, SDV (Switch Digital Video), VOD oder interaktives IPTV, OTT-TV und Internetdienste.
Leistungsanalyse des 10G GPON Plus-Netzwerks
Übertragungsqualitätsfähigkeit des 10G GPON Plus-Netzwerks für den Live-IPTV-Broadcast-Dienst
Für den Live-TV-Broadcast-Dienst ist der Grund, warum IP-Broadcast eine extrem hohe Videoübertragungsqualität aufweist, dass er alle TV-Daten gleichzeitig an jedes Zuhause ausstrahlt, anstatt Daten einzeln an exklusive Haushalte zu schalten. Daher gibt es keine Umschaltverzögerung und keinen Jitter, und solange die empfangene optische Leistung den Empfangsempfindlichkeitsschwellenwert überschreitet, ist der Paketverlust gering. Die geschalteten und nicht geschalteten Modi des IP-Video-Broadcasts werden in Abbildung 5 veranschaulicht.
Abb. 5 ALLE IP-Netzwerke, die geschaltete und nicht geschaltete IP-Videos unterstützen
Im Einweg-Broadcast-Modus (kein Switched Digital Video) werden alle TV-Programme an alle Benutzer im Netzwerk verteilt. Benutzer können mit dem IP Tuner eines der TV-Programme auswählen, um es anzusehen. TV-Programme mit dem Einweg-Broadcast-Modus haben die Eigenschaften hoher QoS, keine Verzögerung, kein Jitter und eine gute Benutzererfahrung (QoE).
Der SDV (Switched Digital Video) Zwei-Wege-Broadcast-Modus bedeutet, dass die TV-Programme nur auf Anfrage der Benutzer übertragen werden, wodurch die Downstream-Bandbreite gespart wird. Und wenn ein Benutzer einen TV-Programm-Stream auf Abruf bestellt und empfängt, dürfen alle anderen Benutzer im Netzwerk denselben TV-Programm-Stream gemeinsam nutzen. Der SDV-Broadcast-Modus führt nicht nur die Bandbreitennutzung so hoch wie bei traditionellem IPTV aus, sondern benötigt auch keine komplexen Protokolle (wie das IGMP-Protokoll). Die Umschaltstrategie des TV-Programm-Streams im SDV-System ist einfach und schnell, und es hat die Vorteile hoher QoS, keine Verzögerung, kein Jitter und eine gute QoE-Benutzererfahrung.
Gemäß dem statistischen Gesetz der Gewohnheit der Benutzer, Live-TV zu sehen, sehen 80 % der Benutzer 20 % der TV-Programme, und die restlichen 20 % entscheiden sich, die restlichen 80 % der TV-Programme anzusehen. Daher kann das 10G GPON Plus-Netzwerk eine optimale dynamische Bandbreitenzuweisung durchführen, indem es die beliebtesten 20 % der TV-Programme über den Einweg-Broadcast-Modus ausstrahlt und 80 % der Programme über den Zwei-Wege-SDV-Broadcast-Modus bereitstellt. Es wird geschätzt, dass 60 % der Broadcast-Bandbreite von Live-TV-Streaming-Diensten eingespart werden können.
Abb. 6 Statistisches Gesetz der Gewohnheit der Benutzer, Live-TV zu sehen
Daher bietet das 10G GPON Plus-Netzwerk, das einen 10-Gbit/s-Broadcast-Kanal auf dem GPON-Netzwerk überlagert, ausreichend Bandbreite und eine hervorragende Übertragungsleistung, um dem massiven Wachstum von IP-Live-TV-Programmen in der Zukunft gerecht zu werden, die Lebensdauer von GPON-Netzwerken zu verlängern und den Betreibern wirtschaftliche Vorteile zu sichern.
Im Allgemeinen erfordert der technische Standard für Broadcast-TV-Video eine Bitfehlerrate（BER） von 10-11, was viel höher ist als die BER-Anforderung von 10-3 in IPTV-Systemen gemäß dem chinesischen Ministerium für Industrie und Informationstechnologie. Daher kann im GPON Plus-Netzwerk die Qualität von Live-IPTV stark verbessert werden, um dem technischen Standard für Broadcast-TV-Video zu entsprechen.
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von IPTV-Broadcast-Diensten in 10G GPON Plus-Netzwerken
Der IP-Broadcast-Link und das GPON-System können auch unabhängig voneinander arbeiten. In diesem Fall werden der Live-IPTV-Broadcast-Dienst und der Internetzugangsdienst unabhängig voneinander über die beiden Systeme durchgeführt. Mit anderen Worten, GPON-Netzwerke können ihren IPTV-Broadcast-Dienst mit hoher Zuverlässigkeit und hoher Verfügbarkeit erweitern, indem sie einfach einen unabhängig arbeitenden Einweg-Broadcast-Link hinzufügen.
Zunächst einmal wird die Wiedergabequalität des Live-IPTV-Dienstes aufgrund der Hinzufügung des unabhängigen IP-Broadcast-Systems unabhängig von der Anzahl der Benutzer, d. h. die Gleichzeitigkeitsrate der Benutzer, die Wiedergabequalität des IPTV-Dienstes auch in Extremsituationen des Wiedergabe-Peaks nicht beeinträchtigen.
Zweitens kann das IP-Broadcast-Backup-System einen physischen Umschaltvorgang mit einer kurzen Umschaltzeit im Mikrosekundenbereich durchführen, und es ist zu schnell, um von Benutzern bemerkt zu werden, wodurch die Qualität der Erfahrung (QoE) des Dienstes nicht beeinträchtigt wird. Diese Leistung beweist die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des GPON Plus-Netzwerks.
Schließlich können im 10G GPON Plus-Netzwerk der IP-Broadcast-Kanal und das Zwei-Wege-GPON-Netzwerk vollständig im physischen Isolationsmodus arbeiten. Unter extremen Umständen, in denen das Zwei-Wege-GPON-Netzwerk durch schädliche Informationen und Eindringlinge angegriffen wird, was zum Anhalten des Netzwerks führt, kann der unabhängige IP-Broadcast-Kanal unabhängig weiterarbeiten und eine zuverlässige IP-Broadcast-Fernsehübertragung bereitstellen. Es besteht kein Risiko einer Abschaltung von Live-IPTV-Diensten, und dies entspricht den Anforderungen der Netzwerkverfügbarkeitsstandards.
Zugriffsleistung des Zwei-Wege-Interaktionsdienstes in 10G GPON Plus-Netzwerken
In 10G GPON Plus Enhanced-Netzwerken besteht die Zwei-Wege-Zugriffsfähigkeit des Netzwerks aus zwei Teilen: Einer ist die Zwei-Wege-Zugangsbandbreite des GPON-Netzwerks, und der andere ist die verbleibende Downlink-Bandbreite, nachdem der 10G-Broadcast-Kanal dem IPTV-Live-Broadcast-Dienst zugewiesen wurde.
In GPON-Netzwerken in China bedient im Allgemeinen jeder PON-Port von OLT 32 Haushalte. Dementsprechend beträgt die statische bidirektionale Downstream-/Upstream-Bandbreite für jeden Haushalt etwa 78/39 Mbit/s.
In Bezug auf die Bewertung der Upstream-Bandbreitenkapazität sind für Privatanwender die Dienste, die die größte Upstream-Bandbreite beanspruchen, Videotelefonie und Home-Monitoring, wobei jeder 4 Mbit/s Upstream-Bandbreite beansprucht und zwei insgesamt 8 Mbit/s beanspruchen. Die aktuelle durchschnittliche Upstream-Bandbreite von 39 Mbit/s im GPON-Netzwerk ist ausreichend, d. h. diese Upstream-Bandbreite wird für GPON Plus-Netzwerke ausreichend sein.
Was die Downstream-Bandbreite betrifft, so ist es in GPON Plus-Netzwerken nicht erforderlich, 40 % der 2,5 Gbit/s Downstream-Bandbreite, die im GPON-Subnetz bereitgestellt wird, für Live-IPTV-Streaming-Dienste zuzuweisen. Und die gesamte durchschnittliche statische Bandbreite von 78 Mbit/s für jeden Haushalt kann vollständig für Internetzugangsdienste genutzt werden. Grundsätzlich kann diese Bandbreite jeden Haushalt unterstützen, der gleichzeitig zwei 4K-Internetvideos ansieht.
Da der 10G IP-Broadcast-Kanal in das GPON-Netzwerk integriert ist, kann ein Teil seiner Downstream-Bandbreite für die Bereitstellung interaktiver Dienste wie OTT/TV-Internet-Videodienste und IPTV on Demand zugewiesen werden, wie in Abbildung 7 gezeigt:
Abb. 7 Integration von IPVB-Kanälen und GPON
Die Bandbreite des 10G IP-Broadcast-Kanals wird üblicherweise in zwei Teile aufgeteilt: Die Bandbreite von 6 Gbit/s wird für Live-IPTV-Dienste und die Übertragung massiver TV-Programme verwendet, z. B. 100 Standard-4K-Fernseher (3,6 Gbit/s) und 20 Standard-8K-Fernseher (2,4 Gbit/s). Die restliche Bandbreite von 4 Gbit/s kann 1024 Haushalte bedienen und jedem Haushalt eine minimale statische Downstream-Bandbreite von 4 Mbit/s (die dynamische Bandbreite von 4x√ (1024/32) =22,4 Mbit/s) oder 40 Benutzer bedienen, damit diese gleichzeitig 8K-OTT-Videos (100 Mbit/s) ansehen können.
Es ist ersichtlich, dass die Zwei-Wege-Zugriffsfähigkeit interaktiver Dienste in 10G GPON Plus-Netzwerken stark verbessert wird. Die minimale statische Downstream-Bandbreite für einen Benutzer beträgt bis zu 78+4 Mbit/s, was ausreicht, um die Zugangsbedürfnisse asymmetrischer Zwei-Wege-Breitbanddienste in den nächsten 10 Jahren zu erfüllen, einschließlich 8K, VR und anderer interaktiver Super-Bandbreiten-Videostreaming-Dienste.
In der Technologie der 10G xGPON-Netzwerke beträgt die durchschnittliche Haushaltsbandbreite 156 Mbit/s, wenn jeder PON-Port von 10G OLTs 64 Benutzer bedient. Unter Berücksichtigung von IPTV-Live-Diensten, die 40 % der Gesamtbandbreite beanspruchen, beträgt die tatsächlich verfügbare Downstream-Bandbreite für Zwei-Wege-Internetdienste nur 93 Mbit/s. Im Vergleich zur Downstream-Bandbreite von 82 Mbit/s im 10G GPON Plus-Netzwerk erhöht sich die effektive interaktive Bandbreite im 10G xGPON-Netzwerk nur um 11,8 %. Die durchschnittlichen zusätzlichen Kosten von 10G xGPON für einen Benutzer betragen jedoch bis zu 100 USD, was etwa dem 3,2-fachen der Kosten für die Verwendung von 10G GPON Plus-Netzwerken entspricht. Daher hat der Ansatz der 10G xGPON-Netzwerke geringere Investitionsvorteile und ein geringeres Preis-Leistungs-Verhältnis als das Schema des 10G GPON Plus-Netzwerks.
Insbesondere betragen im Fall, dass jeder PON-Port von GPON OLT 64 Benutzer bedient, die Downstream- und Upstream-Bandbreiten jedes Benutzers im 10G GPON Plus-Netzwerk 39+4 Mbit/s bzw. 19,5 Mbit/s, was im Wesentlichen die Zugangsbedürfnisse interaktiver Dienste für lange Zeit in der Zukunft erfüllt.
Anwendungsszenarien von 10G GPON Plus-Netzwerken
Es werden mehrere Anwendungsmodelle von 10G GPON Plus Enhanced-Netzwerken vorgeschlagen, abhängig von der gestaffelten Abrechnung der Benutzer und den betrieblichen Anforderungen des Geschäfts:
10G FTTH-Netzwerk mit mehreren Zugangsterminals——die Entwicklung von GPON zu 10G PON Plus-Netzwerk
Um die Anfangsinvestition zu reduzieren und die tatsächliche Investition zu schützen und die Anzahl der Benutzer schnell zu erhöhen, können in der ersten Phase die Benutzer des 10G-Einweg-Systems und des GPON-Systems im selben Netzwerk koexistieren. In dem Netzwerk werden verschiedene Dienstzugangsterminals, einschließlich GPON ONU, 10G IP Gateway und 10G IP-Optischer Empfänger (IP Tuner), in vier Kombinationsformen zugänglich gemacht, um sich flexibel und wirtschaftlich an unterschiedliche Dienstsituationen und unterschiedliche Benutzerabrechnungsklassifizierungen anzupassen, wie in Abbildung 8 gezeigt.
Abb. 8 10G GPON Plus-Netzwerk mit mehreren Zugangsterminals
Beispielsweise haben in einem Netzwerk, in dem 50 % der normalen Benutzer vorübergehend keinen Aufrüstungsplan haben und das ursprüngliche ONU-Terminal beibehalten und die vorherigen Zugangsleistungen und die Zugangsbandbreite beibehalten möchten. Es gibt 20 % der High-End-Benutzer im Netzwerk, die sich bereit erklären, auf 10G-Benutzer aufgerüstet zu werden, und mindestens 500 Mbit/s bidirektionale Zugangsbandbreite sowie 4K/8K Ultra-High-Definition-Video und interaktives VOD genießen. Für diese Benutzer kann ihre erweiterte Breitbandkapazität durch einfaches Hinzufügen eines 10G IP-Tuners zum Netzwerk erfüllt werden.
Wenn 10 % der Netzwerknutzer neue Benutzer sind, wird den Betreibern empfohlen, ein 10G IP Gateway (eingebauter ONU+10G IP Tuner) für die Benutzer zu konfigurieren.
Wenn die restlichen 20 % der Benutzer im Netzwerk reine TV-Benutzer sind, kann ein 10G IP Tuner konfiguriert werden, um Live-IPTV mit großer Kapazität und Ultra-High-Definition bereitzustellen und so den Appell dieser Benutzer zu den niedrigsten Kosten zu befriedigen.
In der zweiten Phase werden alle bestehenden GPON ONU-Benutzer im Netzwerk auf 10G-Zugang aufgerüstet, indem ein 10G IP Tuner hinzugefügt wird. Die neu hinzugefügten Benutzer werden mit einem 10G IP Gateway (eingebauter ONU+10G IP-Empfänger) konfiguriert, und die reinen TV-Benutzer werden mit einem 10G IP Tuner konfiguriert, wie in Abbildung 9 gezeigt.
Abb. 9 Entwicklung von GPON zu einem 10G PON Plus-Netzwerk
In der dritten Phase werden OLT und ONU im 2,5G GPON-Netzwerk durch 10G xGPON-Geräte ersetzt, und das Netzwerk wird auf ein asymmetrisches Super-Bandbreiten-Zugangsnetzwerk mit 20 Gbit/s/2,5 Gbit/s Upstream und Downstream aufgerüstet, das 10G xGPON umfassend übertrifft. Ein erweitertes 10G xGPON Plus-Netzwerk wird durch Überlagerung eines 10G IPVB-Broadcast-Kanals auf einem 10G xGPON-Netzwerk aufgebaut.
Entwicklung des CATV-Netzwerks zum 10G-All-IP-Netzwerk---Kompatibel mit dem DVB-C-Digital-TV-Broadcast-Dienst
All IP ist die endgültige Lösung für FTTH-Netzwerke. Die 10G IPVB-Video-Broadcast-Technologie kann im CATV-Netzwerk eingesetzt werden, um TS-Streams von DVB-C-Digital-TV über TS Over IP zu übertragen, um alle IP-Dienste zu ermöglichen, wie in Abbildung 10 gezeigt.
Abb. 10 Ein 10G FTTH-Netzwerk, das mit All IP und DVB-C kompatibel ist
Am CATV Headend wird der TS-Programm-Stream von DVB-C-TV auch an den DLT des 10G IPVB-Systems gesendet, das WDM-System multiplexiert dann den IPVB-Stream (1530 nm), das DVB-C-Signal (1550 nm) und den GPON-Downstream (1490 nm) und startet sie in das ODN-Netzwerk des FTTH-Netzwerks.
Das 1530-nm-Licht, das den IPVB-Stream trägt, wird kurz bevor das Glasfaserkabel in das Haus des Benutzers eintritt, mithilfe eines optischen Filters (CWDM) aufgeteilt, und die beiden Glasfasern werden beide in das Haus des Benutzers verlegt. Die Faser, die 1530-nm-Licht trägt, ist mit einem 10G IP Tuner verbunden, und die andere Glasfaser (die 1550/1490/1310-nm-Lichter trägt) ist mit dem ursprünglichen ONU verbunden, und der 10G IP Tuner und der ONU sind über ein CAT5/6UTP-Kabel verbunden, wodurch wir das Upgrade eines 10G-All-IP-Netzwerks abschließen.
Da es mit DVB-C-Broadcast-Systemen arbeitet, überträgt der 10G IPVB-Broadcast-Kanal dieselben SPTS- oder MPTS-Videostreams und CA-verschlüsselten Signale im 10G-All-IP-Netzwerk. Daher arbeiten die DVB-C-Digital-TV-Dienstplattform und ihre CA-Verschlüsselungsplattform auf die gleiche Weise wie zuvor, wie in Abbildung 10 gezeigt. In dem Netzwerk können die nicht aufgerüsteten DVB-C-Benutzer weiterhin ihre CATV-Optischen Empfänger verwenden, um DVB-C-TV-Programme basierend auf RF-QAM-Modulation anzusehen, während die aufgerüsteten All-IP-Benutzer den 10G IP Tuner verwenden können, um IP-Broadcast-TV-Streams anzusehen oder den ursprünglichen CATV-Optischen Empfänger verwenden können, um DVB-C-TV anzusehen.
Die Zwei-Modus-STB kann für DVB-C-Benutzer und All-IP-Benutzer im 10G FTTH-Netzwerk verwendet werden. Da sie mit RF- und IP-Eingangsanschlüssen ausgestattet ist, kann sie den TS-TV-Stream von den beiden Signalmodi in das HDMI-Signal decodieren und das HDMI-Signal an Fernsehgeräte senden.
In der Legacy-DVB-C-basierenden QAM-RF-Modulationstechnologie ist es aufgrund der begrenzten Übertragungsfähigkeit jedes RF-Kanals (38 Mbit/s@64QAM@8MHz oder 54 Mbit/s@256QAM@8MHz) kaum möglich, dass ein DVB-C-TV-Broadcast-System einen Satz von 8K-UHD-TV-Streams in einem RF-Kanal überträgt. Und auch aufgrund der Begrenzung der Anzahl der RF-Kanäle ist es für das System schwierig, eine große Anzahl von 4K-TV-Streams zu unterstützen.
Im Gegenteil, der 10G IPVB-Kanal ist in der Lage, ausreichend Bandbreite für massive 4K-/8K-TV-Streams bereitzustellen. Daher hat die 10G IPVB-Technologie das Potenzial, einen reibungslosen Weg für die RF-Broadcast-Systeme von DVB-C-TV in CATV-Netzwerken zu ebnen, um auf IPTV-Broadcast aufgerüstet zu werden und sich zu All-IP-Netzwerken zu entwickeln.
Ausrüstung des 10G GPON Plus-Netzwerks
IP Distribution Line Terminal (DLT）WID6648
DLT ist ein Kernbauteil, das auf die Funktion der Integration des IP-Broadcast-Kanals und des GPON-Kanals reagiert. Es aggregiert die Live-TV-, Lokal-TV-, interaktiven IPTV- oder VOD- und OTT-TV-Dienst-Streams und ordnet verschiedene Dienst-Streams dem 10G-Broadcast-Kanal (1550 nm) oder dem GPON-Downlink-Kanal (1490 nm) gemäß der Geschäftsstrategie der Betreiber zu.
10G-Full-Service-Konvergenzplattform I-CAP2000
CAP2000 ist in einer 2RU- oder 1RU-Chassis-Plattform konzipiert, die Plug-and-Play ist und in das IP-DLT-Modul, das EDFA-Modul, das IP-Repeater-Modul, das Netzwerkverwaltungsmodul, das Leistungsmodul usw. eingesetzt werden kann.
10G GPON Plus-Zugangsterminalserie WIG6200
HD DVB+IP Set-Top-Box —WIC6111
Zwei-Modus-HD DVB+IP Set-Top-Box —WIC6111
* HD DVB+IP Set-Top-Box, konform mit MPEG4&H.265
* Unterstützung von USB PVR
* EPG & DVB-Videotext & DVB-Untertitel
* Auto- und manuelle Suchfunktion für DVB & IP
* Unterstützung von Smart CAS
* Unterstützung von VOD & Mobile Screen Projection
Schlussfolgerungen
Durch die Verwendung der Kombination aus GPON + 10G IP-Broadcast-Kanal können Betreiber mehr Optionen entwickeln, um FTTH-Netzwerke aufzubauen, da sie die tatsächlichen Situationen und Wettbewerbsmuster ihrer Netzwerke vollständig berücksichtigen und die optimale Lösung für die Entwicklung eines 10G-All-IP-Glasfasernetzes finden und die beste Investitionsrendite und die kostengünstigste Netzwerkleistung erzielen.
Das Wesen des 10G GPON Plus-Netzwerks ist es, IP-Live-TV vom IP-Multicast-Umschaltmodus in die natürliche Eigenschaft des IP-Broadcasts zurückzuführen, um ein sehr hohes Preis-Leistungs-Verhältnis zu erzielen, so dass das Netzwerk die professionellen Qualitätsstandards von Live-TV-Video und die Verfügbarkeitsanforderungen zuverlässiger Broadcasts besser erfüllen kann. Diese Art von Glasfaserzugangsnetzwerk hat einen stärkeren Wettbewerbsvorteil, um den Aufbau eines homogenen IPTV-Glasfasernetzes zu vermeiden.
In GPON-Netzwerken ist die Überlagerung von IP-Broadcast-Kanälen nicht nur eine technologische Innovation sondern auch eine Geschäftsmodellinnovation. Das erweiterte GPON Plus-Netzwerk kann nicht nur den Live-IPTV-Dienst des Betreibers im Broadcast-Modus tragen, sondern auch eine dedizierte Übertragungsleitung für den OTT-Internet-Videomarkt bereitstellen. Dies bietet ein neues OTT-TV-Zugangsschema und schafft brandneue Markträume für den reichhaltigen und farbenfrohen Internet-Live-Broadcast-Dienst.
Um sicherzustellen, dass das GPON Plus-Netzwerk dauerhaft die technologische Führung von mehr als einer Generation und seinen Wettbewerbsvorteil zu den niedrigsten Kosten beibehält, kann der Overlay-IP-Broadcast-Kanal von der aktuellen 10G-Bandbreite auf einen 25G- oder 50G-Bandbreitenkanal erweitert und dann ein asymmetrisches Zwei-Wege-Breitband-FTTH-Zugangsnetzwerk mit 25 oder 50 Gbit/s aufgebaut werden.