助力4K超高清VR視頻普及，廣電雙光纖入戶網的設計與實踐

田歌 田野

摘要：為了適應未來大碼率超高清4K/8K視頻流及VR視頻的傳輸，保證實時性，清晰度，可靠性等方面需對廣電網絡傳統的傳輸結構進行改進，保留廣播下行優勢，推進全光網傳輸，設計雙纖入戶模式，利用IPON網絡結構，廣播下行與數據上下行分離；利用廣電已有的CDN三層架構，將熱門片源調度至用戶最近處，節約骨干網的帶寬并提高對邊緣用戶訪問的響應速度。

關鍵詞：全光網；雙纖入戶；上下行分離；CDN架構

4K/8K超高清視頻，VR視頻產業已經跟隨著技術的發展逐步被大眾所熟悉，但這些新興視頻的傳輸卻需要超高帶寬來保證其傳輸的可靠性和實時性。傳統的廣電網絡廣播純下行信道不會出現雙攻擁擠問題，視頻清晰流暢，傳統的電信行業接入網全光纖傳輸但視頻下行和數據上行全在一個信道，高峰期擁堵不可避免，因此結合兩者優勢，為傳輸未來的大碼率視頻流，設計了雙光纖入戶的網絡結構，利用廣電已有的CDN網絡架構，節約骨干網帶寬，提高對用戶的響應速度。

傳統的有線電視網絡模式：pon+eoc只能簡單的滿足視頻點播，20M以內帶寬需求，而傳統的接入網對于 4K（40Mbps/套）傳輸和VR視頻（160Mbps）等超高清的大碼率視頻只能望塵莫及，因此，為保證超高清視頻在未來的發展與傳輸，不被傳輸網絡所束縛，有線電視網絡需要將有源的局端徹底拿掉，改為全光纖到戶，本文提到的雙光纖到戶不同于電信行業的一路ftth網絡，該雙光纖發揮廣電廣播下行優勢，一路用于傳輸廣播下行視頻信號，一路用于接收用戶回傳需求如點播請求、ott等網絡機頂盒信號和寬帶上網需求，結合ipon系統，徹底推進有線電視及廣電寬帶網絡向高吞吐量邁進。

光信號在小區樓棟中就被轉換成電信號，單向1550nm信號由光接收機接收后轉換成電信號，通過同軸電纜，分配器等器件再傳送到每個用戶機頂盒中，雙向1490nm等頻段信號由eoc局端接收，同單向光接收機傳來的信號混合后再經同軸電纜與分配器傳送到雙向機頂盒中。該種方式傳輸弊端如下：

弊端1：帶寬不夠，如中興cbat局端只能支持100m帶寬，而一個局端下要承載1020個用戶，顯然不能滿足需求。

弊端2：安裝與維護麻煩：因光接收機和eoc局端體積大質量重，且最重要的是這些都是有源器件，對安裝環境要求較苛刻：需時刻開機供電，且需防水，防高溫，利散熱，對于老舊小區以及棚戶區，很難找到合適位置安裝，對后期維護造成了很大的不便。

弊端3：成本高，耗電量巨大：購買成本較高，且后期要時刻待機，經實際掛機測試，中興cbat局端耗電量平均可達1.5度/日，因eoc和大光接收機安裝量巨大，電費支出便成為一項不得不考慮的成本。

弊端4：入戶電纜的可靠性：因最后入戶的信號是電信號，信號的強弱，傳輸的距離都會直接的影響視頻的傳輸效果，抗干擾性能差，馬賽克、延時、抖動現象不可避免。

雙光纖到戶的優勢如下：

優勢1：廣電自身的廣播視頻優勢，相比于聯通電信發展的接入網，建立的初衷都是為了數據業務的發展，iptv等視頻業務單憑單光纖上下行同信道的方式也已經很難滿足超高視頻的帶寬需要，因此，基于寬帶網的視頻傳輸經常出現馬賽克、延時、抖動等。而廣電已有廣播下行通道，且逐漸建成點播數據上行通道，因此上下行通道分離，如圖1：視頻等大流量數據從1550廣發推至用戶端，數據點播，上網等請求數據經由接入網上行傳至中心網絡，從根本上消除了高峰期的擁塞現象。

優勢2：安裝維護簡單：廣播下行信號在進入樓棟后不需要再轉換信號，直接使用光分配器增加光衰至合適范圍即可傳至用戶端的光接收機，皮線質量輕，最低彎曲半徑小，易于整理穿纜，光纖有冷壓和熱熔等連接方式，簡單易操作，有很多生產廠家將一定規格長度的光纜連帶光纖頭直接熔接出廠，只需施工人員將對應的光纖頭插入分纖盤即可。

優勢3：成本低廉：不存在耗電量問題，只需在小區樓棟內部安裝分纖盒。

優勢4：光纜傳輸是當前可靠性最高最快的傳輸方式。

如圖2，利用廣電已有的三層CDN架構：一般中心存儲放在核心層，緩存結點放在匯聚層，推流服務器放在接入層，結合同樣是三級架構的思科VVI架構：中心Vault、區域Cache和邊緣Streamer。實現內容的讀取采用就近原則，首先推流服務器，其次推流邊緣的緩存，最后是中心存儲。使用CDN的內容調度緩存策略可以使越熱門的片源越靠近用戶，且能夠節約骨干網的帶寬和提高對邊緣用戶訪問的響應速度。

參考文獻：

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