I-PON技术在广西广电光纤到户工程建设中的应用

黄志敬

【摘要】根据我国提出的“三网融合”以及“宽带中国”战略，按照国家广播电视局制定的“宽带广电”计划，为推动有线电视网络建设，确保光纤入户的贯彻落实，进一步加快有线电视网络布局，增强有线电视网络的承载能力。近些年自治区人民政府启动并大力推进“壮美广西+智慧广电”数字广西“广电云”村村通户户用工程建设，广西广电电视信息网络股份有限公司作为实施主体。本文结合笔者实际工作研究，探讨了I-PON技术在广西光纤到户工程建设中的应用及其相关技术。

【关键词】I-PON技术;光纤到户;工程应用

2016年国务院办公厅下发的《關于加快推进广播电视村村通向户户通升级工作通知》中已经要求，推进广播电视村村通向户户通的升级是打造现代化公共文化服务体系的关键环节。2018年8月广西壮族自治区人民政府办公厅《关于印发数字广西“广电云”村村通户户用工程三年攻坚会战实施方案（2018-2020年）的通知》（桂政办发【2018】98号）。应用I-PON技术建设广电网络村村通户户用工程，不但可以有效丰富农村人民群众的精神生活，拉近农村和城市之间的沟通联系，促进农民群众生活水平不断提升，同时也能够在很大程度上助力新农村建设目标的实现。

一、PON技术概述

（一）PON系统构造

I-PON系统属于一种将IP广播以及G/OPEN技术相结合的现代化万兆宽带广播接入系统，是支持未来4K、8K、VR视频业务的FTTH光纤到户网络。总的来说，I-PON的系统构造包含了处于前端机房的IP广播分发机DLT与OLT局端系统、处于用户端的I-PON网关（IP万兆TU+ONU）等终端设备以及ODN无源分配网。

（二）PON系统优势

首先是I-PON系统从性能方面来说在很大程度上超过了广电RF技术以及电信GPONIPTV技术搭建的FTTH网络，后两种技术仅仅能够支持目前的视频业务，基本上无法应对未来的4K甚至8K超高清视频业务，而I-PON系统能够提供更好的支撑;其次是与10GGPON网络技术相比，I-PON系统表现出成本更低（仅仅需要10GGPON系统成本的50%左右），用户体验度更高以及视频流更大（用户能够享受N Gbps码流）几种优势;再次是I-PON系统可以把目前的G/EPON网络以更低的成本顺利升级转化为万兆宽带接入，可以在很大程度上延长G/EPON网络的运行周期;最后，即便I-PON系统综合网关终端成本会超过GPON的HGU型网关，但因为I-PON系统的用户覆盖成本不高，同时能够有效降低光纤馈线网部分纤芯数。“壮美广西+智慧广电”数字广西“广电云”村村通户户用工程采用的是两芯三波传输方式。

（三）PON光纤系统关键设备

基于I-PON技术的光纤到户传输系统包含了前端万兆广播汇聚交换机以及处于终端的一体化网关机顶盒。一方面，万兆交换机用于汇聚广播为目的时应当进行合理配置，为避免组播数据环绕形成网络风暴，相关物理端口应当配置端口隔离。交换机各个输入物理端口以及输出万兆口应当划分同一WLAN;另一方面，一体化网关机顶盒通常来说具有4个功能模块，其一为10G网络接收模块，由1550nm光接收模块以及万兆接收芯片JH601A构成接收万兆信号的系统，以实现对以太网报文进行解析和筛选的功能，以千兆/百兆以太网形式对选中的通道数据进行转发。其二是路由器交换模块，其能够确保全IP本地局域网络得以构建，各种互联网数据信息以及广播视频都能够在局域网中进行交换。另外两个模块为EPON/GPON光模块以及XPONONU处理器所构成的PONONU模块，能够确保双向接入同时和前端OLT连接。IP机顶盒解码模块并不存在传统的Tuner，留下了Demux解复用、解扰以及4K解码等等。

二、光纤入户

（一）数据IP封装

各类音视频都可以借助于MPEG-2以及MPEG-4标准进行压缩编码，在传输层之内，依靠TS包格式实现封装，单元流标识通常为PID;在某个节目内的多个TS包可以结合为载荷且在UDP报文内实现封装，节目区分往往是借助于UDP目端口号来进行的;UDP报文通过载荷的形式再次封装，此时目的IP地址一般是以组播地址为主，各个地址可以明确划分为不同的节目。

（二）前端设备IP化

对于I-PON系统而言，前端设备应当实施IP优化，换句话说即是要求依靠网络来与前端进行连接，比如说视频编码器以及EPG服务器等，最终汇聚交换机在城域网内借助光纤进行传输。主要选择现阶段较为常用的交换器以及其他网络设备结合来代替广电部分专用设备，通用交换机目前在很多网络中都得到了普遍应用，其表现出较大的优势和便捷性。

（三）智能终端

对I-PON系统而言，终端主要是为光纤入户的用户提供服务，更加偏向于服务智能化以及网关化。I-PON系统主终端结构如下图1。

第一，10G网络接收模块通常包含了10G光接收模块以及JH601A芯片。借助于对节目指令的操作，把IP节目流传输到IP解码器内，依靠解码器可以直接对所接收的节目信息实施解析。10G广播信道模块在选择节目流的过程中，同一时间内可以同时支持50余个节目流输出;第二，PONONU模块一般包含了PON光模块和PON处理器两个部分，能够为机顶盒实现高达1G的双向数据通道;第三，STB解码模块基于安卓系统运行，其处理器能够达到四核，此模块可支持多种不同网络应用，同时还能够提供4K解码功能;第四，Wi-Fi模块可以支持其他终端的网络接入，实现播放高清视频，上网等功能;第五，千兆/百兆交换模块，能够为副终端以及PC提供网线接入。

三、全业务支持

现阶段，我们可以将广电网络中的各类业务统一划分为对称业务以及非对称业务两种不同类型。对称业务往往包含了语音通信以及视频通信等，而非对称业务主要是视频直播、点播、邮件等。

VOD系统应用RISP/RIP协议，控制路径与数据路径之间相互分离。基于I-PON技术的系统拥有10G的下行通道以及EPON/GPON双向通道，所以能够更快的适应目前的VOD系统。针对现阶段最新的万兆IP广播发送机，其所具备的较多的特殊功能可以直接替换过去的IPQAM。如此一来仅仅需要一台前端汇聚交换机，无需对过去的VOD前端系统进行任何变动，可以在I-PON光纤到户系统内运行。OTT系统基本上选择HTTP/TCP协议，传输不区分控制与数据路径，OTT机顶盒内要求有一个用于接收点播请求的APP代理程序，同时把请求传输给前端I-TMUX，从而有效对请求报文予以转换，转换结束后发送给OTT服务器，随后这一服务器内予以封装后发出，此时的报文通过终端APP代理程序接收后再解封，最终解封的报文传输到本机点播程序。

四、广西光纤到户工程的维护

（一）明确维护职责

要充分认识到，广西村村通户户用光纤到户工作表现出较强的专业性和复杂性，所以必须要加强科学管理工作。现阶段广西广电村村通户户用工程是由广西广电电视信息网络股份有限公司作为实施及维护管理主体，借助广西广电电视信息网络股份有限公司完善的工程管理体系完成建设及维护任务。每个分公司负责辖区内工程建设，确保工程质量，公司实施网格化管理，每一名工作人员负责其所对应的网格，对区域网格中涉及到的相关技术维护和检修工作负责。通常来说，区域负责人要求定期做好广电网络系统运行检查工作和各项设备设施的检查维护，针对设备和系统运行工作中出现的问题予以及时解决，关键检查上次維护检修工作中发现的隐患，确保整个系统能够稳定运行。

（二）不断提高维护质量

现代社会和科学技术的飞速发展，广电村村通户户用工程的相关设备与技术也处于持续更新的状态，所以应当坚持定期对工程维护工作人员展开培训教育活动，以促进其专业技术水平和职业素养的不断提升，确保维护作业人员可以符合新时期的新要求，可以快速处理工程习题运行中的各类隐患与问题。另外还需要不断增强维护作业人员的服务意识，借助于讲座、评优等方式来增强其服务水平，唯有如此才可以确保广西广电村村通户户用工程质量的提升。

五、结语

总而言之，“壮美广西+智慧广电”数字广西“广电云”村村通户户用工程属于一项长期性复杂性的项目，要求相关部门工作人员能够相互配合，主动协作，做好技术管理和使用维护，确保光纤入户工作的顺利推进，让更多农村群众能够享受到更好的广电网络服务。借助于村村通户户用工程的建设落实，可以在很大程度上助力农村社会经济发展，促进城乡信息沟通交流效率提升，让农民群众足不出户都可以享受到更好的网络服务，能够了解到外界相关信息，真正实现户户信息相通。

参考文献：

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[3]封利群.有线网络I-PON光纤系统关键设备与技术分析[J].中国有线电视，2017（12）：1367-1369.