IPTV LAN接入網(wǎng)解決方案設(shè)計

駱 劍

[摘要] IPTV即交互式網(wǎng)絡(luò)電視,是一門全新的多種交互式技術(shù),本文圍繞業(yè)務(wù)分離、接入認(rèn)證、組播復(fù)制、QOS、安全保證等幾個方面展開IPTV LAN接入網(wǎng)的技術(shù)解決方案的設(shè)計。

[關(guān)鍵詞] IPTVLANPPPOE DHCP

IPTV即交互式網(wǎng)絡(luò)電視,是一種利用寬帶有線電視網(wǎng),集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等多種技術(shù)于一體,向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式服務(wù)的嶄新技術(shù)。IPTV是利用計算機或機頂盒+電視完成接收視頻點播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能。它采用高效的視頻壓縮技術(shù),使視頻流傳輸帶寬在800Kb/s時可以有接近DVD的收視效果(通常DVD的視頻流傳輸帶寬需要3Mb/s),對今后開展視頻類業(yè)務(wù)如因特網(wǎng)上視頻直播、遠(yuǎn)距離真視頻點播、節(jié)目源制作等來講,有很強的優(yōu)勢。就目前來看,IPTV的接入承載網(wǎng)有DSL接入、LAN接入、FTTx等多種模式,本文則圍繞IPTV LAN接入網(wǎng)的技術(shù)解決方案展開論述。

一、基礎(chǔ)內(nèi)容

首先,我們了解一下,IPTV的業(yè)務(wù)模式,見圖1。由于IPTV的業(yè)務(wù)特性,將采用單播方式來處理對VOD、接入認(rèn)證等,而采用組播方式來處理BTV、nVOD此類的業(yè)務(wù)。IPTV接入網(wǎng)的難點在于BTV業(yè)務(wù)組播流的處理,結(jié)合IPTV在國內(nèi)尚處于初期發(fā)展階段,現(xiàn)網(wǎng)中設(shè)備大都無法直接支持IPTV業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀,提出了集中組播復(fù)制和邊緣組播復(fù)制兩種解決方案。在IPTV發(fā)展初期,用戶量較少時,采用集中復(fù)制。而在業(yè)務(wù)規(guī)模開展時,采用邊緣復(fù)制。這樣將組播復(fù)制的壓力分散在樓道交換機上,可以滿足大量IPTV用戶接入的要求。

二、業(yè)務(wù)分離

網(wǎng)絡(luò)用戶業(yè)務(wù)主要可以分為HIS(上網(wǎng)業(yè)務(wù))、IPTV業(yè)務(wù)和VOIP業(yè)務(wù)等三個方向,由于每種業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)的都有各自具體的要求,為了便于QOS和安全策略的部署,因此我們必須將業(yè)務(wù)進(jìn)行分類,區(qū)別對待。而其中最簡單的辦法就是通過不同VLAN來標(biāo)記不同的業(yè)務(wù)。

伴隨著業(yè)務(wù)的分離,我們也就必須對用戶進(jìn)行精細(xì)化區(qū)分與管理,然而,通常我們對于IPTV的業(yè)務(wù)采用的是較為粗獷的管理模式,因此筆者建議對于上網(wǎng)業(yè)務(wù),采用PUPV(每用戶一VLAN),而對于IPTV/VOIP業(yè)務(wù),則采用PSPV(每業(yè)務(wù)一VLAN),即同一局域網(wǎng)內(nèi)的IPTV用戶采用同一VLAN,不同局域網(wǎng)的IPTV/VOIP用戶采用不同的業(yè)務(wù)VLAN。在局域網(wǎng)的總段,則通過靈活QINQ對上網(wǎng)業(yè)務(wù)的VLAN打外層標(biāo)簽,對于IPTV業(yè)務(wù)的VLAN不打外層標(biāo)簽。而不同業(yè)務(wù)的VLAN具體劃分是通過家庭網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)的。

三、接入認(rèn)證

目前,寬帶網(wǎng)中使用的最主要認(rèn)證技術(shù)包括兩類,即PPPoE和DHCP(或者DHCP+Web)技術(shù)。[3]要采用PPPoE進(jìn)行認(rèn)證的方式,主要需解決組播數(shù)據(jù)的下發(fā),因此,一方面要求BRAS設(shè)備支持IPTV業(yè)務(wù)的PPPoE認(rèn)證,其相關(guān)的單播數(shù)據(jù)通過PPPoE的通道下發(fā),另一方面組播數(shù)據(jù)通過IPOE的通道進(jìn)行下發(fā)。而DHCP認(rèn)證方式,其主要問題是保證DHCP接入的安全性和真實性,這就需要引入OPTION82選項,通過OPTION82來識別用戶位置。對于存在多個終端同時使用DHCP的場合,為了區(qū)分這些終端,還需引入OPTION60選項。

PPPOE認(rèn)證技術(shù)比較成熟,安全性高,不需要進(jìn)行接入網(wǎng)設(shè)備的改造,但是需要BRAS的支持,而DHCP認(rèn)證方式安全性較差,為保證接入的安全性需要進(jìn)行接入網(wǎng)的改造,如要求接入網(wǎng)設(shè)備支持OPTION82,為防止DHCP Server欺騙需要進(jìn)行二層的用戶隔離,而目前LAN接入網(wǎng)大部分還無法提供。

四、組播復(fù)制

根據(jù)組播復(fù)制/控制點的不同,在本方案中接入網(wǎng)的組播大致可以分為以下三種形式。

1.基于BRAS的組播復(fù)制方式。用戶STB通過使用PPPOE或者IPOE方式接入,與BRAS之間建立PPPOE或者IPOE通道,BRAS終結(jié)STB的IGMP報文,由BRAS負(fù)責(zé)實現(xiàn)用戶STB的組播復(fù)制,將組播報文復(fù)制在STB相應(yīng)的PPPOE或者IPOE通道內(nèi),如圖2所示。該形式不適合大規(guī)模IPTV的組網(wǎng)。一般在IPTV業(yè)務(wù)開展初期使用。

2.基于匯聚交換機的組播復(fù)制方式。用戶STB可以采用多種接入方式,PPPOE或者IPOE,但采用PPPOE接入時,STB必須支持雙棧,能發(fā)送基于IPOE封裝的IGMP報文,匯聚交換機終結(jié)STB的IGMP報文,負(fù)責(zé)將組播M-VLAN的IPTV直播業(yè)務(wù)跨VLAN復(fù)制給用戶,如圖3所示,該方式適合IPTV業(yè)務(wù)開展的過渡階段。

3.基于二層交換機的組播復(fù)制模式。用戶STB可采用多種接入方式,PPPOE或者IPOE,但采用PPPOE接入時,STB必須支持雙棧,能發(fā)送基于IPOE封裝的IGMP報文,二層交換機終結(jié)STB的IGMP報文,負(fù)責(zé)將組播M-VLAN的IPTV直播業(yè)務(wù)按接入端口復(fù)制給用戶,如圖4所示,二層交換機作為組播復(fù)制/控制點,是最佳選擇。

五、QOS

由于IPTV業(yè)務(wù)中視頻碼流的實時性、連續(xù)性,需要承載網(wǎng)絡(luò)提供QoS保證。本方案中通過家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備在業(yè)務(wù)終端接入時就分配vlan和優(yōu)先級標(biāo)志,在網(wǎng)絡(luò)中采用的是diffserv模型,針對不同的業(yè)務(wù)定義不同的COS值,L2交換機上采用SP隊列調(diào)度,保證端口擁塞時高優(yōu)先級業(yè)務(wù)優(yōu)先傳輸。

六、安全

IPTV承載網(wǎng)的安全性包括業(yè)務(wù)本身的安全和承載網(wǎng)自身的安全兩個方面。對于防止非授權(quán)用戶的訪問,可以通過在組播復(fù)制點上配置IGMP權(quán)限控制,從而防止非法用戶。對于承載網(wǎng)自身的安全,主要通過VLAN隔離或端口隔離來實現(xiàn)用戶隔離。

參考文獻(xiàn):

[1]謝質(zhì)文,楊滔. IPTV:產(chǎn)品、運營與案例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008,(9).

[2]趙瑞玉,胡煜東. IPTV業(yè)務(wù)特點及其經(jīng)典技術(shù)[J].山西電子技術(shù).

[3]張利青,王美智. IPTV承載網(wǎng)接入認(rèn)證方案對比[J].現(xiàn)代通信.

[4]IPTV承載網(wǎng),具體解決方案探討[EB/OL].http://info.tele.hc360.com/2007/03/19150085165.shtml.