高められたネットワークと10G GPONの技術のwhitepaper
GPONからの10G PONのプラスへの新しいアプローチ
ネットワーク10G IPVBと10G GPONはGPONの上にあった
GPONのスケールそして価値
産業省および中国の情報技術によって発表されるデータに従って3人の主要な電気通信オペレータの広帯域アクセスのユーザーの数は着実に増加して、ギガビットのユーザーの数は急速に拡大している。
データはインターネットの3人の基本的な電気通信オペレータの広帯域アクセスのユーザーの総数が、達することを、545，000,000に100Mbpsのアクセス・レートのユーザー示しまたはそれ以上に1000Mbpsのアクセス・レートの508，000,000達し、およびユーザーにまたはそれ以上に40.88百万に達するためにユーザーの総数の93.2%を占める。中国の家ネットワークへのG/EPON繊維のスケールが巨大であるが、ギガビットのユーザーは10%よりより少しであることが見られる。
4K/8K超高度定義ビデオの成長によって、1000Mbpsに100Mbpsユーザーを改善し、拡大することは必要である。従って、いかに適度にそして効果的に10G PONネットワークに既存の2.5G GPONネットワークを持っている非常に現実的な、経済的な重大さを改善し、拡大しなさい。
1つの改善のアプローチは10G xGPONの2-3年のGPONネットワークを停止する光学受動のネットワーク テクノロジーとGPONネットワークを単に取り替えることである。
ここに、GPONネットワークのライフ サイクルを延長し、効果的に元の投資を保護するため、このペーパーは低価格多くでそしてより便利な方法で10G光学ネットワークに既存のGPONsを改善できる10G IPVBの上敷GPONのネットワーク・アーキテクチャ（ネットワークと10G GPON）を提案する。ペーパーは第一にアクセス サービスおよびアクセスの帯域幅のための要求を将来分析する。2番目に、ペーパーは生きているTVサービスの伝達性能、信頼性および供給、およびネットワークと10G GPONの相互サービスのアクセスの性能を論議する。ネットワークと10G GPONが生きているTVサービスの優秀な伝達性能を保証できることを示す専門のビデオ技術標準と。同時に、ネットワークは完全に従来のIPTVネットワークの弱さを避ける強い信頼性および供給を、可能にする。最後に、ネットワークとGPONの2つの適用シナリオは示される。1つの適用は標準的なGPONネットワーク、他の多端末10G拡張モードCATVのFTTHネットワークが10G全IPサービス ネットワークにいかに展開するかであるである。
10G PONネットワークの主要なアクセス サービス---UHDのビデオ
FTTHネットワークの主な目標そして刺激は帯域幅を増加し、TVの生中継によって表されるビデオ サービスおよびビデオ・オン・デマンド方式が人々の人生、催し物および仕事の最も重要な適用になったのでより多くの種類の良質のビデオ サービスにアクセスすることである。電気通信のサービスプロバイダは第一に少しだけ市場共有の彼らの伝説の銅のアクセス ネットワーク上のビデオ サービスを、引き起こした。そして後で、FTTHネットワークの広まった配置と、彼らはそれからIPTVの市場の速い成長を追いやる彼らのビデオ市場を首尾よく、拡張する機会としてIPTVサービスの技術、相互超高い定義ビデオを、取る。
2021年に、中国の4K UHD TVの市場は既にを72%以上説明してしまったが、IPTV UHDのユーザーの基盤は今でもたくさんである。明らかに、IPTVのH.264ビデオ伝送は4K UHDのテレビの見る品質要求事項を満たすことができない。そして4K UHDのテレビはマルチキャストIPTV流れのためのより高い帯域幅そしてより低い二方向の遅れを要求する大いに良質のビデオ伝送 サービスを要求する。
図1 4K/8K UHDのビデオ
図1に示すように、標準的な4K UHDのビデオ ストリームは36-57Mbpsの間にあり、8Kビデオは80-160Mbpsの間にある。100組の4K （4Gbps）および20組の8K （2.4Gbps）生きているTVプログラムを送信していたら、6.4Gbpsの総ビデオ ストリームの帯域幅は要求される。
さらに、IP生きているTVサービスは相互IPTVシステムの包みの損失/ビット誤り率に感度が高い。華為技術の「経験主導の4K伝達ネットワークの白書で」与えられる包みの損失率とリンク帯域幅の稼働率間の関係に従って包みの損失率はリンク帯域幅の稼働率が70%より大いに低いときだけ無視することができる。
図2異なったリンク稼働率のネットワークの緩衝と包みの損失率間の関係
3Rビデオ サービスの未来の伝達を（VR、バーチャル リアリティ、AR、増加された現実および氏の混合された現実）考慮していたら、下流のビデオ サービスの帯域幅の消費はさらにもっとすばらしい。通常、一組のVRプログラム帯域幅は300Mbps、500MbpsのまわりのARのまわりにあり、氏はより高い。
従って、10G FTTHネットワークの帯域幅の拡張の焦点は大容量、良質のQoSの超高定義IP生きていTVの流れを送信することである。
ネットワークと10G GPON---10G IPVBはGPONの上にあった
帯域幅の拡張の主な目的が提供することであるという事実の点から見てIPTVは図3.に示すように生中継サービスを、このペーパーは10G IPの放送システム（ITU-T J.1210 IPVBの議定書）および2チャンネルGPONのプラス ネットワークを造るためにGPONシステムを重ねることによってこれのための解決を提案する。
図3ネットワークと10G GPONの建築
ネットワークと10G GPONでは、生きているIPTVの流れは1550nmの光学放送チャネルを通してIPの放送議定書に完全に送信されなく、生きているIPTVの流れのための遅れ続くことによって、ジッターおよび低いビット誤りの望ましいQoSを保障する。
ネットワークと10G GPONの10G IPの出入口はモジュール（IPのチューナー）を受け取るONUモジュールおよび10G IPで機能的に構成されそれぞれ2つの繊維と接続される。1つの繊維はONUモジュールのボーザに接続され、他の繊維は10G IPのチューナー モジュールに接続される。10G IPの出入口は作り付けWDMによって3つの波長チャネル（1550/1490/1310nm）が付いている繊維を選抜するために接続されるかもしれない。
10G IPの流れの配分ライン ターミナル（DLT）は生きているIPTV、VOD、OTT TVおよびローカルIPのビデオ ストリームのサービス集中性の機能を行う。従って操作の作戦に従って、DLTは10G放送チャネルまたは1490nm GPON下流チャネルに動的にインターネット サービスのIPの流れを割振ることができ12.5Gbpsまでシステムの下流チャネルの帯域幅を拡大する。
ネットワークと10G GPONは陸橋橋の複葉機の建築に類似している、すなわち、10G帯域幅の放送チャネルはGPONネットワークで非対称的な二方向の広帯域アクセス ネットワークに展開するために重ねられる。
ネットワーク10G IPVBと図4 10G GPONはGPONの上にあった
ネットワークと10G GPONの特徴は次のとおりである:
* IPの放送チャネル-安価、支持4k/8K UHD TVおよびVRのビデオ放送で下流10Gを提供する。
*デュアル・チャネル非対称的な広帯域アクセス:下流の12.5Gbpsおよび上流の1.25Gbps。
*すべてのIPサービス生きているTV、SDV （スイッチ デジタル ビデオ）、VODまたは相互IPTV、OTT TVおよびインターネット サービス支えること。
ネットワークと10G GPONの作業分析
生きているIPTVの放送サービスのためのネットワークと10G GPONの伝送品質の機能
生きているテレビ放送 サービスのために、IPの放送に極度がなぜあるか理由は高いビデオ伝送の質排他的な家にスイッチ データよりもむしろあらゆる家にすべてのTVデータをそれぞれ同時に放送することである。従って転換の遅れおよびジッターがないし、受け入れの光学力が受け入れの感受性の境界を超過する限り、包みの損失は小さい。図5.のIPのビデオ放送の転換された非交換モードは説明される。
図転換された非交換IPのビデオを支える5つのすべてのIPネットワーク
一方通行の放送モード（デジタル転換されたビデオ）では、すべてのTVプログラムはネットワークのすべてのユーザーに配られる。ユーザーは一方通行の放送モードのIP Tuner.TVプログラムの使用によって見るために持っている高いQoS、遅れ、ジッターおよびよいユーザーの経験（QoE）の特徴をTVプログラムのどれでも選ぶことができない。
SDV （デジタル転換されたビデオ）の対面放送モードは従ってTVプログラムが下流の帯域幅を救っているユーザーの要求だけで送信されることを意味する。そして同じTVプログラム流れを共有するために1人のユーザーの発注はTVプログラム流れを、ネットワークの他のすべてのユーザー割り当てられる請求あり次第受け取り。SDVの放送モードはだけでなく、従来のIPTVのそれ高い帯域幅の利用を行うが、また複雑なプロトコルを必要としない（IGMPの議定書のような）。SDVシステムのTVプログラム流れの転換の作戦は簡単、速く、高いQoS、遅れ、ジッターおよびよいQoEのユーザーの経験の利点がない。
ユーザーの生きているTVの監視の習慣の統計的な法律に従って、ユーザーの80%はTVプログラムの20%および残りの20%がTVプログラムの残りの80%を見ることを選ぶのを見る。従って、10G GPONのプラス ネットワークは一方通行の放送モードによってTVプログラムの最も普及した20%を放送し、対面SDV放送モードによってプログラムの80%を提供することによって最適の動的な帯域幅の割振りを行うことができる。サービスを流す生きているTVの放送帯域幅の60%が救うことができると推定されている。
図6ユーザーの生きているTVの監視の習慣の統計的な法律
従って、GPONネットワークで10Gbps放送チャネルを重ねるネットワークと10G GPONは十分な帯域幅およびIP生きているTVプログラムの大きい成長に将来対応し、GPONネットワークのライフ サイクルを延長し、オペレータに経済的な利点を保障するために優秀な伝達性能を提供する。
通常、放送TVのビデオのための技術標準は産業省および陶磁器の情報技術に従ってIPTVシステムの10-3のBERの条件より大いに高い10-11の誤り率（BER）を少し要求する。従って、ネットワークとGPONで、生きているIPTVの質は放送TVのビデオのための技術標準と同じレベルに非常に改善することができる。
ネットワークと10G GPONのIPTVの放送サービスの信頼性そして供給
IPの放送リンクおよびGPONシステムはまた独自に働くことができる。この場合、生きているIPTVの放送サービスおよびインターネット・アクセスは2つのシステムにサービス独自に遂行される。すなわち、独自に働く一方通行の放送リンクを単に加えることによって高可用性GPONネットワークは高い信頼性のIPTVの放送サービスを拡張。
まず、独立したIPの放送システムの付加の結果、生きているIPTVサービスの見る質は問題ユーザーの数、それユーザーの同時発生率損なわない見るピークの極端なケースのIPTVサービスの見る質をではない。
2番目に、IPの放送バック アップはマイクロ秒のレベルの短い転換の時間の物理的な転換操作を採用できサービスの経験（QoE）の質を損なわないでユーザーによって、こうして気づかれるには余りにも速い。この性能はネットワークとGPONの供給そして信頼性を証明する。
最後に、ネットワークと10G GPONで、IPの放送チャネルおよび対面GPONネットワークは物理的な分離モードで十分にはたらくことができる。対面GPONネットワークがネットワークの停止に終って有害な情報および侵入によって、独立したIPの放送チャネル攻撃される極度な状況でできとどまり、信頼できるIPの放送テレビ放送を独自に働く提供。生きているIPTVサービスの操業停止危険がないし、これはネットワーク供給の標準の条件を満たす。
ネットワークと10G GPONの対面相互サービスのアクセスの性能
高められたネットワークと10G GPONでは、ネットワークの対面アクセス機能は2部から成っている、1つはGPONネットワークの対面アクセスの帯域幅であり、10G放送チャネルがIPTVの生中継サービスに割振られた後他は残りの下り回線の帯域幅である。
中国のGPONネットワークでは、一般に、OLTの各PON港は32の家に役立つ。同様に、各世帯のための静的な下流/上流の二方向の帯域幅は78/39Mbpsについてある。
上流の帯域幅容量の査定の見地から見て、住宅ユーザのために、最も大きい上流の帯域幅を占めるサービスはビデオ電話および家の監視、合計の4Mbpsそして2取得8Mbpsの上流の帯域幅を取るそれぞれである。MbpsによってがGPONネットワークに十分、それである39の現在の平均上流の帯域幅はこの上流の帯域幅であるネットワークとGPONのために十分である。
ネットワークとGPONの下流の帯域幅に関して、GPONのサブネットで提供される2.5Gbps下流の帯域幅の40%を割振るサービスを流す生きているIPTVのための必要性がない。そして各世帯への78Mbpsのすべての平均静的な帯域幅はインターネット・アクセス サービスに十分に使用することができる。基本的には、この帯域幅は2 4Kインターネットのビデオを同時に見ている各世帯を支えることができる。
10G IPの放送チャネルがGPONネットワークと統合されると同時にfigure7に示すようにOTT/TVのインターネットのビデオ サービスおよびIPTVのような相互サービスを、請求あり次第提供するために、下流の帯域幅の部分は割振ることができる:
図7 IPVBチャネルおよびGPONの統合
10G IPの放送チャネルの帯域幅は通常2部に分けられる:6Gbpsの帯域幅は100台の標準的な4K TV （3.6Gbps）および20台の標準的な8K TVのような大きいTVプログラムの生きているIPTVサービスそして伝達のために、使用される（2.4Gbps）。4Gbpsの残りの帯域幅は8K OTTのビデオ（100Mbps）を同時に見るために4Mbps （4 x√の動的帯域幅（1024/32） =22.4Mbps）の最低の静的な下流の帯域幅を各世帯、またはそれらにサービス40ユーザーに、与えている1024世帯を機能できる。
相互サービスの対面アクセス機能がネットワークと10G GPONで非常に改善されることが見られる。下流の最低の静的な帯域幅はユーザーのために8K、VRおよび相互サービスを流す他の超帯域幅のビデオを含む次の10年の非対称的な対面広帯域サービスのアクセスの要求に、応じるには十分に完全の78+4Mbps高い。
10G xGPONネットワークの技術では、平均世帯の帯域幅は64人のユーザーに役立つ10G OLTsの各PON港の場合には156Mbpsである。総帯域幅の40%を占めるIPTVの生きているサービスを考えると、実際の有効な利用できる下流の帯域幅は対面インターネット サービスのための93Mbpsだけである。ネットワークと10G GPONの82 Mbpsの下流の帯域幅と比較されて、10G xGPONネットワークの有効な相互帯域幅は11.8%だけ増加する。但し、1人のユーザーのための10G xGPONの平均追加料金はネットワークと10G GPON使用の費用約3.2倍ののUSD100高い。従って、10G xGPONネットワークのアプローチにネットワークと10G GPONの機構より低い投資の利点そして低い性能に価格の比率がある。
特に、64人のユーザーに役立つGPON OLTの各PONの港の場合にはネットワークと10G GPONの各ユーザーの下流および上流の帯域幅は基本的に相互サービスのアクセスの条件を将来長い間満たす19.5Mbps、それぞれである、および39+4Mbps。
ネットワークと10G GPONの適用シナリオ
高められたネットワークと10G GPONの複数の適用モデルはユーザーの段になった計算およびビジネスの運転の必要性によって、提案される:
GPONへのネットワークと10G PONの多元接続性ターミナル進化の10G FTTHネットワーク
最初の投資を減らし、実際の投資を保護し、急速にユーザーの数を、第一段階で高めるために、10G一方通行システムとGPONシステムのユーザーは同じネットワークで共存できる。ネットワークでは、異なったサービス アクセス ターミナルは、GPON ONUを含む、10G IP出入口、図8.に示すように異なったサービス状態および別のユーザーの充満分類に柔軟にのための4つの組合せの形態でおよび10G IPの光レシーバ（IPのチューナー）そしてアクセスされ経済的に、合わせる。
多元接続性ターミナルが付いているネットワークと図8 10G GPON
例えば、正常なユーザーの50%に改善の計画が一時的にないネットワークで、元のONUターミナルを保ち、前のアクセス サービスおよびアクセスの帯域幅に残ることを好めば。10Gユーザーに改善されることを同意するあり少なくとも500Mbps二方向のアクセス帯域幅および4K/8K超高定義ビデオおよび相互VODを楽しむネットワークの上限のユーザーの20%が。これらのユーザーのために、彼等の広帯域容量をことができるネットワークへ1台の10G IPのチューナーを単に加えることによって満足する拡大しなさい。
ネットワークのユーザーの10%が新しいユーザーなら、オペレータはユーザーのための10G IPの出入口（作り付けONU+10G IPのチューナー）を形成するように助言される。
ネットワークのユーザーの残り20%がTVだけユーザーなら大容量を提供するために、10G IPのチューナーは形成することができ、従って超高度定義はIPTVを住んでいて、低価格でこれらのユーザーの懇願を満たす。
第二段階では、ネットワークの既存のGPON ONUのユーザー全員は10Gアクセスに1台の10G IPのチューナーを加えることによって改善される。新たに追加されたユーザーは10G IPの出入口（作り付けONU+10G IPの受信機）によって形成され、TVだけユーザーはfigure9に示すように1台の10G IPのチューナーによって、形成される。
図9ネットワークと10G PONへのGPONの進化
第三段階では、2.5G GPONネットワークのOLTそしてONUは10G xGPON装置と取替えられ、ネットワークは20Gbps/2.5Gbpsに包括的に10G xGPONを越える非対称的な超帯域幅のアクセス ネットワーク、上下流に改善される。高められた10G xGPONプラス ネットワークは10G xGPONネットワークで10G IPVBの放送チャネルを重ねることによって組み立てられる。
10GへのCATVネットワークの進化すべてIPネットワーク---DVB-Cのデジタル テレビ放送 サービスと互換性がある
すべてのIPはFTTHネットワークの最終的な解決である。DVB-CデジタルTVのTSの流れを送信するためにすべてのIPサービスを達成するためにビデオ放送技術がIP上のTSによってCATVネットワークで採用することができる10G IPVBはfigure10に示すように、アクセスする。
図10すべてのIPおよびDVB-Cと互換性がある10G FTTHネットワーク
CATVのヘッドエンドで、DVB-C TVのTSプログラム流れはまた10G IPVBシステムのDLTに送られる、WDMシステムはそして下流のIPVBの流れ（1530nm）、DVB-C信号（1550nm）、およびGPONを（1490nm）多重型にし、FTTHネットワークのODNネットワークに進水させる。
IPVBの流れを運ぶ1530nmライトは繊維ケーブルの直前に光フィルタ（CWDM）の使用によって入るユーザーの家に裂け、2つの光ファイバーはユーザーの家に置かれる。1530nmライトを運ぶ繊維は10G IPのチューナーに接続され、他の光ファイバーはCAT5/6UTPケーブルによって元のONUに（運送1550/1490/1310nmライト）および10G IPのチューナーおよびONU接続される接続される、従って私達は10Gの改善をすべてのIPネットワーク完了する。
DVB-Cの放送システムを使用として、10G IPVBの放送チャネルは10G全IPネットワークの同じSPTSビデオ ストリームそしてカリフォルニア暗号化された信号を送信する。従って、図10.に示すようにDVB-CデジタルTVサービス プラットホームそしてカリフォルニアの暗号化のプラットホームの仕事の前のと同様に。ネットワークでは、非改善されたDVB-CのユーザーはIPの放送TVの流れを見るか、またはDVB-C TVを見るのに元のCATVの光レシーバを使用するのに改善された全IPユーザーが10G IPのチューナーを使用できる一方RF QAM調節に基づいてDVB-C TVプログラムを見るのに彼らのCATVの光レシーバを使用し続けることができる。
2モードSTBは10G FTTHネットワークでDVB-Cのユーザーおよび全IPユーザーに使用することができる。それはRFおよびIPの両方投入口が装備されているので、2つの信号モードからのHDMI信号にTS TVの流れを解読でき、テレビにHDMI信号を送る。
各RFチャネル（38Mbps@64QAM @8MHzか54Mbps@256QAM @8MHz）の限られた伝達能力によるQAM RF調節技術に基づいて遺産DVB-CではDVB-Cテレビ放送 システムが一組の1つのRFチャネルの8K UHD TVの流れを送信することはほとんど可能ではない。そしてまた、RFチャネルの数、システムがの限定が原因で多数の4K TVの流れを支えることも困難である。
その一方で、10G IPVBチャネルは大きい4K /8K TVの流れに十分な帯域幅を提供できる。従って、10G IPVBの技術にIPTV放送に改善されるCATVネットワークのDVB-C TVのRFの放送システムのための滑らかな道を開き、全IPネットワークに展開する潜在性がある。
ネットワークと10G GPONの装置
IPの配分ライン ターミナル（DLT） WID6648
DLTはIP放送チャネルおよびGPONチャネルの統合の機能に答える中心装置である。それは生きているTV、ローカルTV、相互IPTVまたはVODおよびOTT TVサービス流れを集め、10G放送チャネル（1550 nm）またはGPONの下り回線チャネル（1490nm）にオペレータの経営策に従って異なったサービス流れを割振る。
10G full-service集中性のプラットホームI-CAP2000
CAP2000はプラグ アンド プレイである、設計されIP DLTモジュール、EDFAモジュール、IPの中継器モジュール、ネットワーク管理 モジュール、力モジュール、等に挿入することができる2RUか1RUシャーシのプラットホームで。
アクセスの末端シリーズWIG6200と10G GPON
HD DVB+IPはセット トップ ボックス— WIC6111 --を
2モードHD DVB+IPはセット トップ ボックス— WIC6111 --を
* HD DVB+IPはセット トップ ボックスをMPEG4&H.265と迎合的
*サポートUSB PVR
* EPG及びDVBのテレテキスト及びDVBのサブタイトル
* DVB及びIPのための自動及び手動調査機能
*サポート スマートなCAS
*サポートVOD及び移動式スクリーンの投射
結論
GPON +10G IPの放送チャネルの組合せを使用して、オペレータは彼らのネットワークの実際の状態そして競争パターンの完全な考察を取り、10G全IP光学ネットワークを開発するための最適解をFTTHネットワークを造るためにより多くの選択を開発見つけできたり、そして最もよい投資の報酬および費用効果が大きいネットワーク パフォーマンスを得ると同時に。
10G GPONのプラス ネットワークの本質はネットワークがよりよく生きているTVのビデオの専門の品質規格および信頼できる放送の供給の条件を満たすことができるように非常に高い性能に価格の比率を達成するためにTVを住むようにIPマルチキャスト切換えモードからIP放送の自然な特性へIPを戻すことである。この種類の光ファイバーのアクセス ネットワークに同質なIPTV光ファイバーネットワークの構造を避けるためにより強い比較優位が、ある。
GPONネットワークでは、IPの放送チャネルの上敷はだけでなく、技術革新またビジネス モデルの革新でありではない。高められたGPONのプラス ネットワークはモードの放送によってだけでなく、オペレータの生きているIPTVサービスを運びOTTのインターネットのビデオ市場にまた熱心な送電線を提供できる。これは新しいOTT TVのアクセスの機構を提供し、豊富ののための真新しい市場スペースを作成し、多彩なインターネットは放送サービスを住んでいる。
最後に、ネットワークとGPON低価格で複数の生成の科学技術のリーダーシップをおよび比較優位に永久に維持させる上にあられたIPの放送チャネルは現在の10G帯域幅から25Gか50G帯域幅チャネルに延長です、そして次に25または50Gbps対面非対称的な広帯域FTTHのアクセス ネットワークを造ることができる。