吉視匯通：以技術創新引領I-PON產業發展 ——我司副總經理歐陽捷接受《廣播電視網絡》專訪

 
       日前，我司副總經理歐陽捷接受《廣播電視網絡》獨家專訪，就萬兆IP廣播技術和I-PON光纖到戶接入網方案的技術迭代新動向、性能優勢等問題進行了深度分享。        作為I-PON行業的開路先鋒，吉視匯通長期致力于萬兆IP廣播芯片的開發和IP廣播方案的推廣。
       歐陽捷介紹，今年，萬兆IP廣播技術一個大的進展是推出了第二代25G IP廣播接收芯片JH62x系列。二代芯片采用28nm工藝，支持25Gbps的高速數據接收，同時兼容10Gbps速率，并且全面支持IPv6、IP單播和TCP傳輸，能更好地支持I-PON非對稱方案。難能可貴的是，在性能大幅提高的基礎上，二代芯片還提高了集成度，使得整機廠商的IP廣播終端產品總體成本相較于一代芯片有大幅下降。這里的I-PON非對稱方案，是指通過局端“萬兆IP廣播分發機”和終端網關軟件聯動配合，將OTT點播、VOD等雙向業務的上下行通道分離，下行數據匯聚到萬兆廣播通道傳輸，實現充分利用萬兆IP廣播通道的大帶寬和高QoS特性，承載全部電視業務的目標。第二代萬兆IP廣播分發機，同樣做到了“性能提升、價格大幅下降”，一個物理端口可覆蓋4000用戶，戶均成本低至2元，全面提升了IP廣播方案的競爭力，提升了廣電網絡運營商的競爭力。
       早在2017年，吉視匯通提出的I-PON方案就進入了國家廣播電視總局發布的《有線電視網絡光纖到戶系統技術規范 第1部分總體技術要求》。該標準是有線電視行業光纖入戶的官方標準。此外，吉視匯通的萬兆IP廣播技術還進入了國家廣播電視總局2019年發布的《有線電視網絡光纖到戶萬兆單向IP廣播系統技術規范》，并且于2020年被納入ITU-T J.1210、J.1211兩項國際標準。
       在制定I-PON行業標準的同時，吉視匯通還聯合行業共同推動I-PON技術應用和產業發展。歐陽捷透露，經過這幾年的發展，吉視傳媒和廣西廣播電視信息網絡股份有限公司已經對萬兆IP廣播技術進行了規?；瘧?，覆蓋用戶超800萬戶，開通400萬戶。另外，全國其余十幾個省市網絡公司也進行了局部部署或試點。
       據悉，萬兆IP廣播是將萬兆光纖以太網技術應用于廣播分配網，實現在單向廣播網絡中傳輸以太網數據。傳統以太網技術都是基于雙向通訊的物理層介質，因此將以太網技術應用于單向網絡需要一系列創新。I-PON方案，是指將萬兆IP廣播通道疊加在XPON雙向接入網之上，不限于GPON、EPON 、XG-PON或者10G EPON。
         XG-PON和I-PON都是10Gbps的光改技術，在視頻傳輸的質量方面這兩個方案有何區別，能否滿足8K直播傳輸要求？
       歐陽捷表示，XG-PON（10G GPON）是GPON技術的演進，起初都主要是面向點對點寬帶接入業務，隨著IP技術和視頻業務的普及，也越來越多地用于互聯網視頻和IPTV電視業務的傳輸?；ヂ摼W視頻業務一般都采用TCP協議和HLS協議。TCP協議是點到點的傳輸協議，丟包會引起重傳。HLS協議建立在TCP協議之上，先對視頻數據進行分片（小文件片段），收端從發端獲取分片文件后依次解碼，HLS的特點是帶寬占用具有很強的突發性，對網絡質量要求不高，網絡傳輸“盡力而為”，適合非實時、并發率低的視頻業務。網絡運營商的點播業務與前述互聯網視頻服務商一樣采用TCP和HLS協議，而直播電視業務則采用UDP協議和組播技術，組播建立在UDP協議之上，支持點到多點的傳輸。UDP協議是無連接協議，丟包不重傳，傳輸過程中是否丟包完全取決于傳輸路徑上的網絡設備和線路。網絡設備的UDP是否丟包以及丟包多少取決于“網絡緩存大小”“數據包突發強度”“鏈路利用率”，網絡設備的“網絡緩存”一般低于50ms，網絡報文的“數據包突發強度”一般在20ms到50ms之間。因此，“鏈路利用率”將是丟包率的關鍵影響因素。理論分析和大量實踐證明，只有鏈路利用率低于70%時，UDP的丟包率才可接受。因此，基于GPON、XG-PON方案的IPTV系統按照工信部《IPTV質量監測系統技術要求》（YD/T2367-2011）中對高清數字電視業務丟包率規定“可接受的”要求是0.0005，即丟包率為5x10^-4，這也就是GPON/XG-PON網絡普遍的視頻傳輸質量水平。
       在有線電視領域，國家廣播電視總局發布的《有線數字電視系統技術要求和測量方法》要求HFC信道誤碼率低于10^-11，換算到IP包丟包率是10^-7。因此，有線電視傳輸質量標準一直都遠遠高于IPTV標準，而I-PON的誤碼率要求低于10^-12，換算到丟包率是低于10^-8，也就是說高于HFC的要求，孰優孰劣不言自明。超過120Mbps的8K超高清節目，對直播傳輸質量有近乎苛刻的要求，網絡丟包率要求低于5x10^-7，所以可以說萬兆IP廣播技術是8K超高清直播運營的優選傳輸方案。
         值得一提的是，中國廣電自主的萬兆IP廣播方案不但傳輸性能優越，而且經濟性能優勢明顯。
       歐陽捷告訴記者，萬兆IP廣播通道疊加在GPON或XG-PON網絡之上，簡單地來看其費用增加了60多元。但是IPTV組播的(X)GPON網絡，如果要達到10G帶寬傳輸超高清視頻廣播級高質量傳輸，起碼需要滿足鏈路帶寬利用率低于70%的要求，再加上直播業務本身占用的帶寬，直播業務將消耗超40%可用帶寬（折算成本將超150元），那么只剩下不到60%的帶寬用于互聯網業務。在這種情況下，XG-PON已經接近于32分光的GPON網絡的寬帶業務承載能力。而“GPON+萬兆IP廣播”作為同等性能的對比方案，成本顯著低于XG-PON方案的成本（大約低90元）。
       而且，萬兆IP廣播承載的不只是直播業務，而是全部電視業務，還包含點播業務（VOD）和OTT視頻業務。10Gbps廣播帶寬資源能更好地滿足未來業務向大帶寬8K、VR、AR演進的需求，網絡可用周期得以盡可能延長。而IPTV組播方案在演進過程中，隨著未來超高清視頻節目占用帶寬的增大，對寬帶業務的擠壓會愈發嚴重，未來網絡二次升級投資的壓力會更大，投資收益周期會更短。所以，綜合來看，萬兆IP廣播方案其實是成本更低的方案，而且網絡運營商可以將建設成本更高的(X)GPON雙向網絡百分百用于經濟效益更高的互聯網接入業務，真正做到“物盡其用”，實現好的經濟效益。
         黨和政府對安全播出和網絡安全一直高度重視，國家廣播電視總局對有線電視安全播出也提出了很高的要求。
       歐陽捷指出，XG-PON方案在出現網絡不穩定或故障導致系統出現負載過重或停播時，一般采用IP阻斷的方法或者單組播切換方案。IP阻斷采用的“等待壓力釋放”和“逐步放通”等方法，將使得部分用戶的直播收視被強行關停，然后被迫長時間等待系統恢復。而當網絡不穩定或出現故障時，如果是有效帶寬不夠造成擁塞，此時用單播代替組播會增加系統帶寬負荷，從而加劇擁塞，無疑是“飲鴆止渴”，無法滿足“廣電網絡安全等級保護要求”中對“切換過程不能對正常播出產生影響”的要求。另外，從入侵防范的角度來看，采用XG-PON的IPTV方案的組播平臺與寬帶接入平臺共用大量網絡節點設備和系統服務軟件, 并且暴露在互聯網中，入侵者在任何一個角落（包括境外）都可實施攻擊。
       I-PON方案采用功率分配的廣播方式比XG-PON IPTV的組播方式更具有天然優勢。有害信息若要侵入物理隔離的傳統廣播系統，只有通過切割小區的光纖分配網絡來實現，即使能夠成功破密，其影響面也很小，同時違法犯罪分子也無處遁形。同時，方案具備如下安全特性：一是下行IP廣播通道和雙向寬帶網絡在光纖實現物理隔離，將非法侵入的幾率降低，保證廣播電視安全播出；二是廣播傳輸主要采用信號中繼、光放大和功率分配，直播視頻質量與接收用戶的數量無關，完全能滿足業務高峰期的安全運行；三是節目請求信息只在戶內交互，有效避免了互聯網攻擊和人為侵擾的全局性安全隱患，完全滿足廣電安全播出要求；四是備份系統仍然是信號級備份，切換極為簡單、迅速。
       吉視匯通長期致力于萬兆IP廣播技術和I-PON光纖到戶接入網方案的技術研發和應用。相信在堅持不懈的技術創新下，吉視匯通將為廣電行業不斷帶來更富競爭力的網絡技術。