承載IPTV業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)

趙伶俐

（北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院 寧夏 銀川 750021）

0 引言

IPTV（Interactive Personality TV）通常稱為交互式網(wǎng)絡(luò)電視。從它的字面意義可知它與TV（Television）和IP(Internet Protocol)有關(guān)，也涉及IP網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)業(yè)務(wù)。它是集Internet、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)等融合一體構(gòu)成了IPTV技術(shù)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)施，利用家用電視機(jī)、手機(jī)、PC、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）等作為顯示終端設(shè)備，利用IP協(xié)議向用戶提供多種交互型多媒體業(yè)務(wù)。

IPTV的核心在于構(gòu)建一個(gè)基于IP技術(shù)的多業(yè)務(wù)承載的系統(tǒng)，每種業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求不同，而傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)是盡力而為服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有對(duì)特定的業(yè)務(wù)保障特定的服務(wù)質(zhì)量，因此現(xiàn)有IP城域網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足IPTV各類業(yè)務(wù)的要求。

1 IPTV業(yè)務(wù)對(duì)于城域網(wǎng)功能要求

1.1 對(duì)于廣播業(yè)務(wù)，要求城域網(wǎng)提供組播支持，并具備組播管理、組播安全控制和組播QoS保障能力，并能實(shí)現(xiàn)快速頻道切換。

1.2 城域網(wǎng)具備QoS能力，提供IPTV業(yè)務(wù)的QoS保障，滿足業(yè)務(wù)對(duì)帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)等網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)的要求。

2 IPTV業(yè)務(wù)對(duì)于接入層網(wǎng)絡(luò)功能要求

2.1 支持 ADSL/ADSL2+/VDSL （PPPoE/專線）、LAN（PPPoE/DHCP/專線）、WLAN等接入方式。

2.2 實(shí)現(xiàn)二層鏈路的接入和匯聚功能，包括將IP DSLAM、ATM DSLAM匯聚到BRAS或接入路由器，以及將以太網(wǎng)/ATM/FR/DDN專線匯聚到接入路由器。對(duì)于直播業(yè)務(wù)，要求接入層提供對(duì)組播的支持。接入層應(yīng)具備QoS能力，以保障業(yè)務(wù)接入QoS。一定的安全能力，可以通過(guò)VLAN等方式進(jìn)行業(yè)務(wù)和用戶的隔離。方便IPTV業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)資費(fèi)管理，方便開(kāi)通和運(yùn)維。

3 承載IPTV業(yè)務(wù)城域網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

城域網(wǎng)向路由型城域網(wǎng)邁進(jìn)已經(jīng)是業(yè)界共識(shí)，利用路由型城域網(wǎng)來(lái)承載IPTV，不僅可以更好的承載Internet上網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且可以很好的承載IPTV業(yè)務(wù)和將來(lái)的NGN業(yè)務(wù)。因此設(shè)計(jì)方案以路由型城域網(wǎng)為基礎(chǔ)展開(kāi)。

一般城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是：采用路由器為核心，采用交換機(jī)為匯聚層，下掛BRAS，或者路由器為核心直接下掛BRAS；當(dāng)然也有城域網(wǎng)以交換機(jī)為核心，側(cè)掛BRAS，核心交換機(jī)直接下聯(lián)接入層?，F(xiàn)網(wǎng)承載IPTV有如下缺點(diǎn)：

匯聚設(shè)備系列不支持組播業(yè)務(wù)，升級(jí)成本比較高；安全性較差，不支持安全MPLS WPN，業(yè)務(wù)隔離困難；處理能力不足，IPTV業(yè)務(wù)流量的流向比較集中，這樣對(duì)承載設(shè)備的處理能力有較高的要求；缺乏QOS保證，缺少端到端QOS保證，使畫面質(zhì)量無(wú)法與現(xiàn)有有線電視質(zhì)量相比。

3.1 針對(duì)上述現(xiàn)狀，建議將交換機(jī)改成路由器，或者中小型城域網(wǎng)核心路由器直接下掛BRAS。這樣改造網(wǎng)絡(luò)可以說(shuō)是一步到位，直接形成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)比較大，也需要比較多的投入。如果由于資金或者IPTV初期開(kāi)展用戶數(shù)量不多，也可以采用在需要掛接IPTV用戶的站點(diǎn)，設(shè)置路由器，利用原有大型BRAS或新增BRAS來(lái)進(jìn)行改造。新增匯聚路由器可以將邊緣IPTV節(jié)點(diǎn)和中心IPTV節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)成城域網(wǎng)內(nèi)部的VDN，可以將中心IPTV節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容分發(fā)到邊緣IPTV節(jié)點(diǎn)，同時(shí)中心IPTV節(jié)點(diǎn)的直播流量也可以通過(guò)該路由器下發(fā)。新增匯聚路由器也可以落到業(yè)務(wù)接入控制點(diǎn)的位置，從而成為路由型城域網(wǎng)中的SR，不僅可以承載IPTV業(yè)務(wù)，而且將來(lái)可以開(kāi)啟MPLS VPN，來(lái)開(kāi)展大客戶專線業(yè)務(wù)和將來(lái)的NGN承載業(yè)務(wù)。這樣IPTV業(yè)務(wù)通過(guò)路由器傳送，普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)通過(guò)交換機(jī)傳送，逐步將普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)割接到路由器上，取消交換機(jī)。也可以將BRAS直掛核心路由器，而不增設(shè)匯聚路由器。這時(shí)候，邊緣IPTV節(jié)點(diǎn)需要掛在BRAS上，對(duì)BRAS的性能要求較高。

對(duì)于BRAS側(cè)掛的交換機(jī)為核心的城域網(wǎng)，建議改造成路由器為核心，采用大型BRAS直接下掛的方式承載IPTV業(yè)務(wù)。

有一點(diǎn)需要說(shuō)明的是，城域網(wǎng)不需要組成一個(gè)環(huán)運(yùn)行RPR。由于直播業(yè)務(wù)流量與用戶數(shù)量無(wú)關(guān)，而與頻道數(shù)相關(guān)，對(duì)于H.264媒體流，100個(gè)頻道也就200M流量，為了這些流量采用昂貴的RPR接口沒(méi)有必要，普通連接方式完全可以提供這樣的帶寬，而且現(xiàn)有的路由器組播轉(zhuǎn)發(fā)性能和復(fù)制能力基本達(dá)到線速。

3.2 對(duì)于IPTV業(yè)務(wù)，一個(gè)重要的方面就是保證QOS，在城域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行QOS保證。

對(duì)于直播業(yè)務(wù)，城域網(wǎng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)組播。在城域網(wǎng)內(nèi)，可以采用PIM-SM來(lái)實(shí)現(xiàn)組播路由，每個(gè)城域網(wǎng)設(shè)置至少兩個(gè)RP，并采用anycast方式。如果城域網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有設(shè)備可以擔(dān)當(dāng)RP，則城域網(wǎng)組播路由器靜態(tài)配置骨干網(wǎng)的RP地址。城域網(wǎng)內(nèi)優(yōu)先使用公用組播地址。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大的城域網(wǎng)，也可以不啟用PIM-SM協(xié)議，各路由器和BRAS設(shè)置靜態(tài)組播，同樣可以達(dá)到很好的效果。

對(duì)于沒(méi)有組播能力的城域網(wǎng)，將組播和單播結(jié)合使用，中心節(jié)點(diǎn)將直播媒體流通過(guò)單播形式發(fā)送給邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣節(jié)點(diǎn)以組播或單播的形式將直播媒體流發(fā)送給用戶。通過(guò)這樣的方式，不但實(shí)現(xiàn)了直播業(yè)務(wù)穿越不具備組播功能的核心網(wǎng)絡(luò)和匯聚網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)把組播流所覆蓋的范圍縮小，將UDP封裝的組播報(bào)文由于丟包對(duì)用戶造成的影響降到最低。

4 結(jié)束語(yǔ)

改造城域網(wǎng)來(lái)滿足IPTV業(yè)務(wù)的要求不是一朝一夕能完成的，需要分階段建設(shè)和實(shí)施，在盡可能少的資金投入情況下，達(dá)成承載目標(biāo)。在IPTV業(yè)務(wù)開(kāi)展初期，可以充分利用現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行有限改造，以滿足初期業(yè)務(wù)需要；在IPTV用戶量達(dá)到一定規(guī)模后，需要不斷擴(kuò)容和新增設(shè)備、新增帶寬，同時(shí)對(duì)組網(wǎng)方案進(jìn)行調(diào)整，以滿足大用戶量的承載。IPTV業(yè)務(wù)城域網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以一種網(wǎng)絡(luò)承載多種業(yè)務(wù)，一種終端承接多類服務(wù)的信息化新模式，充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)了 “三網(wǎng)（電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)）合一”。

［1］盧官明,宗昉.IPTV技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2007.

［2］涂永勝,周振勇,宋連軍.IP城域網(wǎng)QoS的部署與實(shí)現(xiàn)研究[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù),2007,10.