吉视汇通：以技术创新引领I-PON产业发展 ——我司副总经理欧阳捷接受《广播电视网络》专访

 
       日前，我司副总经理欧阳捷接受《广播电视网络》独家专访，就万兆IP广播技术和I-PON光纤到户接入网方案的技术迭代新动向、性能优势等问题进行了深度分享。        作为I-PON行业的开路先锋，吉视汇通长期致力于万兆IP广播芯片的开发和IP广播方案的推广。
       欧阳捷介绍，今年，万兆IP广播技术一个大的进展是推出了第二代25G IP广播接收芯片JH62x系列。二代芯片采用28nm工艺，支持25Gbps的高速数据接收，同时兼容10Gbps速率，并且全面支持IPv6、IP单播和TCP传输，能更好地支持I-PON非对称方案。难能可贵的是，在性能大幅提高的基础上，二代芯片还提高了集成度，使得整机厂商的IP广播终端产品总体成本相较于一代芯片有大幅下降。这里的I-PON非对称方案，是指通过局端“万兆IP广播分发机”和终端网关软件联动配合，将OTT点播、VOD等双向业务的上下行通道分离，下行数据汇聚到万兆广播通道传输，实现充分利用万兆IP广播通道的大带宽和高QoS特性，承载全部电视业务的目标。第二代万兆IP广播分发机，同样做到了“性能提升、价格大幅下降”，一个物理端口可覆盖4000用户，户均成本低至2元，全面提升了IP广播方案的竞争力，提升了广电网络运营商的竞争力。
       早在2017年，吉视汇通提出的I-PON方案就进入了国家广播电视总局发布的《有线电视网络光纤到户系统技术规范 第1部分总体技术要求》。该标准是有线电视行业光纤入户的官方标准。此外，吉视汇通的万兆IP广播技术还进入了国家广播电视总局2019年发布的《有线电视网络光纤到户万兆单向IP广播系统技术规范》，并且于2020年被纳入ITU-T J.1210、J.1211两项国际标准。
       在制定I-PON行业标准的同时，吉视汇通还联合行业共同推动I-PON技术应用和产业发展。欧阳捷透露，经过这几年的发展，吉视传媒和广西广播电视信息网络股份有限公司已经对万兆IP广播技术进行了规模化应用，覆盖用户超800万户，开通400万户。另外，全国其余十几个省市网络公司也进行了局部部署或试点。
       据悉，万兆IP广播是将万兆光纤以太网技术应用于广播分配网，实现在单向广播网络中传输以太网数据。传统以太网技术都是基于双向通讯的物理层介质，因此将以太网技术应用于单向网络需要一系列创新。I-PON方案，是指将万兆IP广播通道叠加在XPON双向接入网之上，不限于GPON、EPON 、XG-PON或者10G EPON。
         XG-PON和I-PON都是10Gbps的光改技术，在视频传输的质量方面这两个方案有何区别，能否满足8K直播传输要求？
       欧阳捷表示，XG-PON（10G GPON）是GPON技术的演进，起初都主要是面向点对点宽带接入业务，随着IP技术和视频业务的普及，也越来越多地用于互联网视频和IPTV电视业务的传输。互联网视频业务一般都采用TCP协议和HLS协议。TCP协议是点到点的传输协议，丢包会引起重传。HLS协议建立在TCP协议之上，先对视频数据进行分片（小文件片段），收端从发端获取分片文件后依次解码，HLS的特点是带宽占用具有很强的突发性，对网络质量要求不高，网络传输“尽力而为”，适合非实时、并发率低的视频业务。网络运营商的点播业务与前述互联网视频服务商一样采用TCP和HLS协议，而直播电视业务则采用UDP协议和组播技术，组播建立在UDP协议之上，支持点到多点的传输。UDP协议是无连接协议，丢包不重传，传输过程中是否丢包完全取决于传输路径上的网络设备和线路。网络设备的UDP是否丢包以及丢包多少取决于“网络缓存大小”“数据包突发强度”“链路利用率”，网络设备的“网络缓存”一般低于50ms，网络报文的“数据包突发强度”一般在20ms到50ms之间。因此，“链路利用率”将是丢包率的关键影响因素。理论分析和大量实践证明，只有链路利用率低于70%时，UDP的丢包率才可接受。因此，基于GPON、XG-PON方案的IPTV系统按照工信部《IPTV质量监测系统技术要求》（YD/T2367-2011）中对高清数字电视业务丢包率规定“可接受的”要求是0.0005，即丢包率为5x10^-4，这也就是GPON/XG-PON网络普遍的视频传输质量水平。
       在有线电视领域，国家广播电视总局发布的《有线数字电视系统技术要求和测量方法》要求HFC信道误码率低于10^-11，换算到IP包丢包率是10^-7。因此，有线电视传输质量标准一直都远远高于IPTV标准，而I-PON的误码率要求低于10^-12，换算到丢包率是低于10^-8，也就是说高于HFC的要求，孰优孰劣不言自明。超过120Mbps的8K超高清节目，对直播传输质量有近乎苛刻的要求，网络丢包率要求低于5x10^-7，所以可以说万兆IP广播技术是8K超高清直播运营的优选传输方案。
         值得一提的是，中国广电自主的万兆IP广播方案不但传输性能优越，而且经济性能优势明显。
       欧阳捷告诉记者，万兆IP广播通道叠加在GPON或XG-PON网络之上，简单地来看其费用增加了60多元。但是IPTV组播的(X)GPON网络，如果要达到10G带宽传输超高清视频广播级高质量传输，起码需要满足链路带宽利用率低于70%的要求，再加上直播业务本身占用的带宽，直播业务将消耗超40%可用带宽（折算成本将超150元），那么只剩下不到60%的带宽用于互联网业务。在这种情况下，XG-PON已经接近于32分光的GPON网络的宽带业务承载能力。而“GPON+万兆IP广播”作为同等性能的对比方案，成本显著低于XG-PON方案的成本（大约低90元）。
       而且，万兆IP广播承载的不只是直播业务，而是全部电视业务，还包含点播业务（VOD）和OTT视频业务。10Gbps广播带宽资源能更好地满足未来业务向大带宽8K、VR、AR演进的需求，网络可用周期得以尽可能延长。而IPTV组播方案在演进过程中，随着未来超高清视频节目占用带宽的增大，对宽带业务的挤压会愈发严重，未来网络二次升级投资的压力会更大，投资收益周期会更短。所以，综合来看，万兆IP广播方案其实是成本更低的方案，而且网络运营商可以将建设成本更高的(X)GPON双向网络百分百用于经济效益更高的互联网接入业务，真正做到“物尽其用”，实现好的经济效益。
         党和政府对安全播出和网络安全一直高度重视，国家广播电视总局对有线电视安全播出也提出了很高的要求。
       欧阳捷指出，XG-PON方案在出现网络不稳定或故障导致系统出现负载过重或停播时，一般采用IP阻断的方法或者单组播切换方案。IP阻断采用的“等待压力释放”和“逐步放通”等方法，将使得部分用户的直播收视被强行关停，然后被迫长时间等待系统恢复。而当网络不稳定或出现故障时，如果是有效带宽不够造成拥塞，此时用单播代替组播会增加系统带宽负荷，从而加剧拥塞，无疑是“饮鸩止渴”，无法满足“广电网络安全等级保护要求”中对“切换过程不能对正常播出产生影响”的要求。另外，从入侵防范的角度来看，采用XG-PON的IPTV方案的组播平台与宽带接入平台共用大量网络节点设备和系统服务软件, 并且暴露在互联网中，入侵者在任何一个角落（包括境外）都可实施攻击。
       I-PON方案采用功率分配的广播方式比XG-PON IPTV的组播方式更具有天然优势。有害信息若要侵入物理隔离的传统广播系统，只有通过切割小区的光纤分配网络来实现，即使能够成功破密，其影响面也很小，同时违法犯罪分子也无处遁形。同时，方案具备如下安全特性：一是下行IP广播通道和双向宽带网络在光纤实现物理隔离，将非法侵入的几率降低，保证广播电视安全播出；二是广播传输主要采用信号中继、光放大和功率分配，直播视频质量与接收用户的数量无关，完全能满足业务高峰期的安全运行；三是节目请求信息只在户内交互，有效避免了互联网攻击和人为侵扰的全局性安全隐患，完全满足广电安全播出要求；四是备份系统仍然是信号级备份，切换极为简单、迅速。
       吉视汇通长期致力于万兆IP广播技术和I-PON光纤到户接入网方案的技术研发和应用。相信在坚持不懈的技术创新下，吉视汇通将为广电行业不断带来更富竞争力的网络技术。