中兴通讯应对大视频时代接入网挑战

近年来，以4K电视、8K电视和VR业务为特征的大视频时代已经来临。拥有宽带网络优势的电信运营商已经把大视频业务作为基础的优势业务来发展。

大视频时代需求与挑战

大视频业务不同于以往的语音业务，也不同于上网业务，其对接入网络的要求包括以下方面。

大带宽要求和挑战

大视频首先是大码流。一路标准4K电视需要60M带宽，一路标准8K电视需要240M带宽，一路8K VR+甚至需要1.5G的带宽。考虑到家庭用户的多屏需要，要求接入网在4K、8K和VR时代需要分别具备百兆、千兆和万兆的入户带宽能力，这对当前的接入网提出了巨大的挑战。

首先，基于Docsis 3.0的Cable接入技术和基于双绞线的xDSL技术已经不能满足4K/8K电视的带宽需求，需要升级到Docsis3.1和G.fast技术，但即使如此，也不能满足未来万兆入户的要求。

可以说，从长远看，基于Docsis的cabel接入技术和基于双绞线的接入技术都面临着大带宽的挑战。

其次，基于PON的光纤接入技术虽然具备良好的带宽演进能力，但FTTB、FTTC甚至FTTdp的建网模式仍然面临带宽瓶颈。

目前GPON、EPON技术已经广泛得到部署和应用，10G EPON和XG-PON技术也已经成熟，GPON/EPON FTTH和10G xPON FTTB接入方式基本可以满足4K电视的需求，但8K电视只有10G xPON FTTH模式才能满足，万兆入户只有未来的100G PON FTTH才能满足。因此，基于PON的FTTX接入网络也面临FTTH化和PON技术升级演进的巨大挑战。

最后，随着大视频业务的发展，接入网的上联带宽也将成为瓶颈。从N×GE到N×10GE，再到N×100GE，OLT设备的上联能力和上联光纤资源将面临挑战。

高并发低收敛需求和挑战

视频业务不仅码流大，而且持续时间长，忙时高峰期在线率高，接入网流量收敛低。这样一方面要求接入网减少收敛层次，另一方面要求上联带宽对接入带宽的收敛比降低。而目前接入网中存在MDU、OLT、AGS、BRAS等多级汇聚节点，不适应大视频流量特点。

低时延和低丢包需求和挑战

根据分析，视频码流越大对网络的时延和丢包特性越敏感。4K点播在端到端双向时延25ms时，要求丢包率小于0.01%；4K直播丢包率要求小于0.0001%；去除CDN端、城域网和家庭网延时后，要求接入网双向时延小于15ms。在接入网中，影响时延和丢包的因素较多。

首先，不同的接入技术，其时延特性是不一样的。铜缆的Docsis技术和双绞线的xDSL技术接入时延可达3-5ms，会影响TCP通量，不利于基于TCP技术视频传输。PON技术上行采用DBA技术也会引入毫秒级的时延。同时，铜缆接入技术易受到信号干扰而引起丢包率升高，同样不利于视频业务传输。

其次，接入网络层次的增多，如FTTB里的MDU，家庭网络中的RG与ONU分离，以及OLT与BRAS之间的AGS等，也会产生增大时延和拥塞丢包，不利于视频传输。

最后，为了保证视频业务流通畅传输，要求接入网对每用户每业务进行合理的QoS配置和调度，由于流数量大，种类多，对接入设备的QoS能力是比较大的挑战。

中兴通讯应对思路与方案

・合理升级调整FTTX网络，确保100M入户带宽。

EPON FTTH 1：32分光比时不能满足100M入户带宽，建议升级到10G EPON FTTH。

GPON FTTH 1：64分光比时，基本可以满足百兆入户要求，后续可以通过减少分光比或升级到XG-PON FTTH来满足更高带宽需求。

GPON/EPON FTTB不能满足初期的百兆入户需求，建议升级到XG-PON/10G EPON FTTB。

对于使用DSL技术、铜线入户的用户而言，影响带宽的因素主要是DSL技术、铜线的物理品质和接入距离、使用环境等。

可支撑4K业务的DSL技术及其典型接入范围为：VD2 Vectoring（100M@500m）、VD2 35B Vectoring（300M@300m）、G.fast（1G@50m）。由于铜线的实际性能表现受环境因素影响较大，因此建议铜线网络配备DSL线路诊断系统，依据用户线路的性能评估结果来确定是否能开通4K业务以及可选业务套餐。当用户线路性能不够时，可考虑DSL优化（例如启用重传和块交织等功能）、或者部署更高速的DSL技术、或者将FTTC/FTTB站点下移演进到FTTdp。

・按需扩展OLT上联带宽，保证网络轻载运行。

随着大视频业务的发展，OLT上联带宽从N×GE到N×10GE，甚至到N×100GE，按需扩展。

当汇聚层已部署OTN时，通过OTN可灵活按需扩展上联带宽；这时一般建议上联流量大于7Gbps时升级到10GE，或者上联流量大于70Gbps升级到100GE。当汇聚层没有部署OTN时，上联光纤资源一般受到限制。这时一般建议上联流量大于3Gbps时升级到10GE，或者上联流量大于30Gbps升级到100GE。

实时或定期监控每个上联端口的峰值流量，当峰值流量达到端口带宽70%时，建议扩充新的上联端口，以保证网络轻载运行。

・运营商自营大视频业务采用IPoE方式，独立通道接入，保证业务质量。

上网业务和大视频业务隔离，区分不同的三层网络和二层网络承载，减少资源冲突和保证QoS。

运营商自营大视频业务建议采用IPoE方式接入，便于组播复制点下移OLT，节省网络带宽。

・采用具备分布式缓存和H-QoS能力的OLT，更好支持大视频业务。

OLT的主控卡和PON线卡应具备足够的缓存能力，减少视频业务高突发流量引起的丢包；分布式缓存使得OLT缓存能力具备随着用户数量的增长而增长的能力。

OLT应具备Shaper限速能力，减少限速丢包。基于令牌桶的限速功能不能有效吸收流量波动，容易引起丢包；基于队列Shaper限速功能能够有效地削峰填谷，过滤流量波动，减少丢包。

OLT应具备H-QoS能力，避免拥塞，改善时延和丢包。OLT设备下行管道一般是针对每用户每业务，数量多，带宽小，上行管道一般对应每业务，数量少，带宽大；下行流量从粗管道切换到细管道时，容易引起拥塞，从而引起丢包和延时，进而使得大视频业务质量劣化；因此，需要OLT具备每用户每业务的队列调度管理能力，区隔每用户每业务流量，避免用户之间和业务之间的相互冲突和影响。

・采用Combo PON方案平滑升级10G PON。

Combo PON通过光模块内置合波器，是XG-PON和GPON合一端口，使用一根光纤链路，内部实际上对应了两个物理通道。下行两路单独的PON MAC进行处理后，转换成不同波长送光模块合波后送出，XG-PON ONU和GPON ONU分别接收各自波长信号；上行GPON和XGPON的不同波长信号，在光模块内进行分波处理，然后送到不同的PON MAC进行处理。

Combo PON方案使得相同ODN内的用户，可以按需接入GPON或XG-PON，避免统一更换ONU造成的高成本；省略外置WDMr1，节省机房空间，简化部署。