显然，在中期内，一切都将基于IP：语音、数据、视频，甚至移动通信，从而构成所谓的“IP四重播放”。至于何时以及如何突然实现这一转变尚待商榷，但对更大带宽的需求将对当前和未来的网络产生的影响是显而易见的。IP
入户以及在家庭环境中的应用将立即对一系列新的服务和应用产生影响：
- 网络电话（VoIP）。-
网络电视（IPTV）。-
音乐分发。-
硬盘录像机。-
视频点播。-
高清电视（HDTV）。-
互动电视。-
运营商提供的互动服务。-
互动安全服务。
在这些服务中，视频服务需要的带宽最多，并且对客户如何感知所提供服务的质量有着最显著的影响。.
IPTV
呢？对许多人来说，这个缩写意味着可以随时随地观看数百个点播视频频道。IPTV（互联网协议电视）指的是一种利用互联网协议，通过接入基础设施（例如简单的宽带连接）传输数字电视服务的系统。对于家庭用户而言，这项服务通常与视频点播服务一同提供，有时还会与宽带数据接入和IP语音服务相结合，形成所谓的“三重播放”。理论上，这些服务使用户能够完全掌控自己的多媒体体验。然而，对许多运营商来说，它代表着一种新的收入来源，即通过宽带网络传输先进的多媒体服务。IPTV
的普及与传统模拟电视向数字电视及其所有相关服务的过渡同步进行，而这些服务现在也完全数字化了。视频压缩技术的进步使得传输标清和高清视频（包括视频和音频）变得更加容易。带宽的增长以及压缩技术的改进，使得向不断增长的xDSL和PON用户群传输越来越多的内容成为可能。
在竞争如此激烈的运营商环境中，提供 IPTV 服务的最佳方式是什么？并没有唯一的答案。目前最常用的机制包括 ADSL2+、VDSL2、无源光纤 (PON) 网络、HFC 网络（混合有线电视运营商网络），甚至还有它们的组合。每种机制都有其自身的优缺点。
本研究探讨了在无源 PON 网络上部署 IPTV 服务的关键要素，重点关注以下四个基本方面：
技术：需要哪些技术？这些技术目前以及中期内是否可用？
容量：各种类型的PON网络之间有何区别？它们能否满足必要的服务需求？
成本：各种PON方案的成本差异如何？
商业：服务应该以什么价格提供？对收入有何影响？与成本有何关系？
技术：
我们将首先简要介绍IPTV的历史，并描述一些规定如何通过IP传输视频和音频的标准。我们不会
过多讨论另一种IP方案——DBS（数字广播卫星电视）。DBS通常是指面向住宅用户的卫星电视传输。它涵盖模拟电视和数字电视，以及无线电接收，还包括这些平台可以提供的其他服务，例如有限的视频点播和互动服务。DBS服务通常指的是从轨道位置向特定国家/地区提供的商业服务或一组免费频道。
典型的xDSL部署和MPEG标准（动态图像专家组）：
以目前视频压缩技术而言，对称SHDSL和非对称ADSL系统都无法提供IPTV所需的带宽。ADSL2+的带宽为26 Mbps，VDSL的带宽为50 Mbps，但代价是物理传输距离较短。用户需要靠近中心机房，否则实际速度会随着距离的增加而显著下降。许多运营商认为通过xDSL提供IPTV服务很有吸引力，因为他们已经部署了现有的铜缆网络，这使得服务部署非常容易。然而，主要问题之一是通过MPEG2传输传统电视频道和新的高清频道。使用MPEG2时，高清频道每个频道大约需要20 Mbps的带宽，而标清电视频道每个频道仅需2.5到3.5 Mbps。MPEG4
是下一代压缩技术，与MPEG2类似，主要用于压缩数字音频和视频（AV）数据。 MPEG4于1998年末推出，它代表了一组视频和音频编码标准。
使用MPEG4标准提供的服务包括网络视频（流媒体）、CD发行、可视电话和电视广播。MPEG4利用了MPEG1和MPEG2的工具，并新增了虚拟现实建模语言（VRML）等功能，VRML支持3D渲染。MPEG4的其他特性包括面向对象编程（包括音频、视频和VRML对象）、支持外部指定的版权管理以及各种交互方式，例如视频点播。MPEG4的大部分特性和功能都对开发者开放，开发者可以自行决定是否实现它们。这意味着不太可能完全实现该标准的所有功能。为了弥补这一不足，该标准中包含了“配置文件”和“级别”等概念，允许用户指定一组特定的功能，并在特定的应用程序中使用它们。
标准已获批准，
成为 MPEG-4 标准（MPEG-4 第 10 部分）和最新 
ITU 视频会议标准的一部分，并且是高清 DVD 和蓝光光盘（两种高清 DVD 格式）规范的强制性要求，同时也被纳入最新版本的 DVB（数字视频广播）和 3GPP（第三代合作伙伴计划）标准。众多广播、有线电视、视频会议和电子产品制造商都将 H.264 标准视为其新产品和服务的首选编解码器。如此众多不同领域的公司采用这一开放标准，使得全球任何公司都能生产符合最新高清电视规范的设备，例如手机、机顶盒、DVD 播放器等。MPEG
-4 第 10 部分被确立为必要领域的一个方面是视频和音频压缩，它使得信号更容易在不同类型的网络和广播机制之间传输（表 1）。
同时观看多个视频频道的需求：
在调查了每位用户对多个视频频道的需求驱动因素后，结果表明，这种需求与每户家庭的电视机数量无关。目前，美国98.2%的家庭至少拥有一台电视机，其中74.3%的家庭拥有两台或更多电视机。（数据来源：尼尔森媒体研究公司）。
另一项统计数据显示，如今售出的电视机中，五分之四是高清电视（HDTV）。（数据来源：哈佛大学研究公司）。表2显示了每百万户家庭高清电视机数量的增长情况。（数据来源：扬基集团）。
推动数字视频标准发展的另一个因素是计划于2010年关闭模拟信号。通过研究电视分销商的趋势，可以发现，他们的想法不仅是分销数字视频，而且是分销高清数字视频。
PON带宽及与MPEG的比较
本节重点介绍各种PON拓扑结构可提供的IPTV支持，包括下行速度为622/1.2 Gbps的BPON（宽带PON）、下行速度为1.2 Gbps的GEPON（千兆以太网PON）以及下行速度为2.4 Gbps的GPON（千兆PON）。
根据表3所示的时间线，部署策略应充分利用MPEG2和BPON等技术，同时确保向GEPON、GPON以及MPEG4等技术的演进路径。
PON
能力
研究不同 PON 拓扑结构的目的是确定特定的 PON 实现方案是否能够满足带宽需求。这不仅对用户端至关重要，对中心局也同样重要，因为中心局必须应用多播技术。PON
网络容量必须保证最大利用率，且不会出现视频阻塞。PON 架构的设计必须能够处理典型流量，并确保在网络高峰期也能提供服务。PON 网络容量决定了每个用户可共享的最大视频通道数。然而，多播能力对于处理 PON 网络上所需的视频服务至关重要。
如图 2 所示，同时向不同用户发送信道以及视频点播服务的频繁使用都会影响 OLT 与终端用户之间链路所需的带宽。根据所使用的视频点播服务类型，可以采用组播或单播技术。
组播是指将相同的数据从一个网络节点发送给数量不等的终端用户。与单播和广播不同，组播使用单个传输信道向不同的用户传输信息。典型的 IP 组播传输的复杂性在于，用户可以随时加入或退出传输组。单播是指从源节点向单个目标节点传输单个协议数据单元 (PDU)。对于视频单播而言，它只是将一个信道单独传输给一个终端用户。点对点单播传输需要向每个终端用户发送消息的单独副本。
使用组播技术，PON 网络可以更好地分配带宽，并提高带宽利用效率。相反，如果所有用户都采用完全单播传输，则 OLT 与骨干网络之间的链路需要更大的带宽。
针对特定服务速度进行设计：
PON 网络使用的带宽很大程度上取决于终端用户使用的服务类型。并非所有 PON 网络在 100% 视频服务使用率下都能达到 100% 的容量。如图 3 所示，不同终端用户使用的服务对带宽的需求存在显著差异。
图 3 中，为了计算总带宽使用量，提供了两种不同的服务套餐：高级服务，包含 3 个标清视频频道和 2 个高清视频频道；以及标准服务，包含 2 个标清视频频道和 1 个高清视频频道。视频频道采用 MPEG2 编码，其中高清视频频道的编码速率为 19.2 Mbps，标清视频频道的编码速率为 3.5 Mbps。
图 4 显示了四个 PON 部署组（I、II、III 和 IV），它们为每个终端用户提供相同的带宽。图底部显示了每个 OLT 端口的用户分割率。
有效 PON 容量衡量的是每个终端用户可传输的不同视频频道的数量。它通过结合视频压缩和部署组的影响来衡量实际网络容量。
PON网络
成本
PON网络组件和接口的成本无疑会随时间而变化。目前，由于技术的成熟和芯片组的普及，典型的BPON网络部署成本远低于GEPON或GPON部署。然而，从技术角度来看，BPON在满足IP视频传输的需求和支持方面可能面临更大的挑战。从PON部署的总成本来看，中心局设备（包括安装）的成本不超过总成本的8%。而外部设备硬件及其安装成本则占总成本的40%。网络的最终部分，包括用户端设备（CPE）以及业务接入点和设备的安装，成本最高可达总成本的50%。PON
前端设备的成本主要体现在三个方面：与视频服务器的接口成本、OLT终端设备成本以及与接入网的接口成本。研究表明，接入网接口成本与整体解决方案成本之间存在着明显的关联。更大的分光比、更高的带宽源以及更新的技术都会导致更高的接口成本。
如前所述，由于技术成熟和用户规模庞大，BPON 的成本已迅速下降。然而，GPON 的成本预计将出现更显著、更快速的下降。这主要得益于其支持每条中继线 64 个用户以及 MPEG4 等技术的应用。
PON收益
在比较不同的PON部署和架构进行盈利能力分析时，需要考虑以下几个方面：
1）这是在一个全新的区域进行部署，我将是唯一的供应商，因此可以预期100%的覆盖率。2
）我正在改造现有的网络，所以我已经有了语音和数据用户，我唯一可以预期的额外收入来自视频。3
）我正在重建我的网络，以防止竞争对手进入这个区域。
三网融合服务是重要的收入来源，因此延迟建设可能会造成巨大的机会成本。
图 7 显示，2005 年 PON 架构的资本支出超过了收入（来源：Verizon 公布的财务业绩）。 
在研究新 PON 服务的渗透率时，假设 40% 的新用户将订阅视频服务，64% 的新用户将订阅高速互联网服务，所有这些服务都将在 2010 年前实现。新三网融合服务用户增长 40% 可转化为收入增长 60%，即每覆盖 2000 户家庭，每户家庭可获得 180 万美元的收入。（来源：Yankee Group 2006-2010 年预测）。
摘要：
目前的压缩技术无法提供传输多个IPTV频道所需的带宽，无论是VDSL还是ADSL2+技术。使用MPEG2压缩，一个高清频道需要19.2 Mbps的带宽，而一个标清频道则需要3.5 Mbps。即使在家中使用遥控器切换频道，DSL也会产生延迟，因为需要切换传输的频道。即使是VDSL，也会出现延迟。
作为xDSL的替代方案，PON网络提供更高的带宽和更远的传输距离。使用光分路器，单根光纤即可服务多个用户，并且网络重配置具有极大的灵活性。根据部署的PON网络版本，单根光纤的下行速度可以从622 Mbps到2.488 Gbps不等，分光比从1:16到1:128。一个分光比为1:32的GPON网络可以提供2.488 Gbps的下行速度，每个用户可达77.75 Mbps，这使得潜在的视频服务极具吸引力。然而，即使拥有 GPON 带宽，除非使用 MPEG4 进行分发，否则传输高清电视频道仍然很复杂。
结论
——传统电话运营商需要调整服务组合，更加注重视频业务，尤其是在面临来自有线电视运营商的竞争时。——
视频点播 (VoD) 和高清电视 (HDTV) 的发展势头日益强劲，其对带宽的需求使得构建强大的光纤基础设施至关重要。——
每户家庭的电视机数量将不再是决定用户所需带宽的关键因素；取而代之的是每户家庭的频道数量和高清需求。——
ADSL2+ 和 VDSL 曾是新服务快速进入市场的利器，但要在视频领域与有线电视运营商展开竞争，铜缆技术在中期内将缺乏竞争力。——
无论是否使用 MPEG4，PON 架构都能提供足够的带宽，足以满足当今视频业务的需求。——
PON 提供的带宽类型取决于网卡的线路速度、分光比和视频压缩方式，而不仅仅是选择 BPON、GEPON 或 GPON。——
视频业务在三网融合和四网融合服务的潜在收入中占据了非常重要的份额。
- 由于在 PON 架构上实施新的三重播放服务方面行动迟缓或延误，可能会造成巨大的机会成本。
何塞·路易斯·冈萨雷斯。 ADC Krone Iberia 技术总监
