助力4K超高清VR视频普及，广电双光纤入户网的设计与实践

田歌 田野

摘要：为了适应未来大码率超高清4K/8K视频流及VR视频的传输，保证实时性，清晰度，可靠性等方面需对广电网络传统的传输结构进行改进，保留广播下行优势，推进全光网传输，设计双纤入户模式，利用IPON网络结构，广播下行与数据上下行分离；利用广电已有的CDN三层架构，将热门片源调度至用户最近处，节约骨干网的带宽并提高对边缘用户访问的响应速度。

关键词：全光网；双纤入户；上下行分离；CDN架构

4K/8K超高清视频，VR视频产业已经跟随着技术的发展逐步被大众所熟悉，但这些新兴视频的传输却需要超高带宽来保证其传输的可靠性和实时性。传统的广电网络广播纯下行信道不会出现双攻拥挤问题，视频清晰流畅，传统的电信行业接入网全光纤传输但视频下行和数据上行全在一个信道，高峰期拥堵不可避免，因此结合两者优势，为传输未来的大码率视频流，设计了双光纤入户的网络结构，利用广电已有的CDN网络架构，节约骨干网带宽，提高对用户的响应速度。

传统的有线电视网络模式：pon+eoc只能简单的满足视频点播，20M以内带宽需求，而传统的接入网对于 4K（40Mbps/套）传输和VR视频（160Mbps）等超高清的大码率视频只能望尘莫及，因此，为保证超高清视频在未来的发展与传输，不被传输网络所束缚，有线电视网络需要将有源的局端彻底拿掉，改为全光纤到户，本文提到的双光纤到户不同于电信行业的一路ftth网絡，该双光纤发挥广电广播下行优势，一路用于传输广播下行视频信号，一路用于接收用户回传需求如点播请求、ott等网络机顶盒信号和宽带上网需求，结合ipon系统，彻底推进有线电视及广电宽带网络向高吞吐量迈进。

光信号在小区楼栋中就被转换成电信号，单向1550nm信号由光接收机接收后转换成电信号，通过同轴电缆，分配器等器件再传送到每个用户机顶盒中，双向1490nm等频段信号由eoc局端接收，同单向光接收机传来的信号混合后再经同轴电缆与分配器传送到双向机顶盒中。该种方式传输弊端如下：

弊端1：带宽不够，如中兴cbat局端只能支持100m带宽，而一个局端下要承载1020个用户，显然不能满足需求。

弊端2：安装与维护麻烦：因光接收机和eoc局端体积大质量重，且最重要的是这些都是有源器件，对安装环境要求较苛刻：需时刻开机供电，且需防水，防高温，利散热，对于老旧小区以及棚户区，很难找到合适位置安装，对后期维护造成了很大的不便。

弊端3：成本高，耗电量巨大：购买成本较高，且后期要时刻待机，经实际挂机测试，中兴cbat局端耗电量平均可达1.5度/日，因eoc和大光接收机安装量巨大，电费支出便成为一项不得不考虑的成本。

弊端4：入户电缆的可靠性：因最后入户的信号是电信号，信号的强弱，传输的距离都会直接的影响视频的传输效果，抗干扰性能差，马赛克、延时、抖动现象不可避免。

双光纤到户的优势如下：

优势1：广电自身的广播视频优势，相比于联通电信发展的接入网，建立的初衷都是为了数据业务的发展，iptv等视频业务单凭单光纤上下行同信道的方式也已经很难满足超高视频的带宽需要，因此，基于宽带网的视频传输经常出现马赛克、延时、抖动等。而广电已有广播下行通道，且逐渐建成点播数据上行通道，因此上下行通道分离，如图1：视频等大流量数据从1550广发推至用户端，数据点播，上网等请求数据经由接入网上行传至中心网络，从根本上消除了高峰期的拥塞现象。

优势2：安装维护简单：广播下行信号在进入楼栋后不需要再转换信号，直接使用光分配器增加光衰至合适范围即可传至用户端的光接收机，皮线质量轻，最低弯曲半径小，易于整理穿缆，光纤有冷压和热熔等连接方式，简单易操作，有很多生产厂家将一定规格长度的光缆连带光纤头直接熔接出厂，只需施工人员将对应的光纤头插入分纤盘即可。

优势3：成本低廉：不存在耗电量问题，只需在小区楼栋内部安装分纤盒。

优势4：光缆传输是当前可靠性最高最快的传输方式。

如图2，利用广电已有的三层CDN架构：一般中心存储放在核心层，缓存结点放在汇聚层，推流服务器放在接入层，结合同样是三级架构的思科VVI架构：中心Vault、区域Cache和边缘Streamer。实现内容的读取采用就近原则，首先推流服务器，其次推流边缘的缓存，最后是中心存储。使用CDN的内容调度缓存策略可以使越热门的片源越靠近用户，且能够节约骨干网的带宽和提高对边缘用户访问的响应速度。

参考文献：

[1]肖军，李春水.立足大视频，构建万兆全IP宽带接入网，抑制用户流失[J].有线电视技术，2018（09）：1822.

[2]张立杰，张学军，欧阳捷，张黎明，张海峰，李力，秦幸坚.利用万兆IPON技术承载OTT TV互联网电视业务[J].广播电视信息，2018（10）：9499.