三網(wǎng)融合下的廣電IP城域網(wǎng)建設(shè)

郭姚　譚學(xué)琴

摘 要 國(guó)務(wù)院辦公廳于2010年要求加快推進(jìn)三網(wǎng)融合，并進(jìn)一步公布試點(diǎn)城市。目前三網(wǎng)融合的試點(diǎn)工作正在緊張進(jìn)行。根據(jù)國(guó)家廣電總局的要求，未來(lái)的廣電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)以光纖同軸混合網(wǎng)為基礎(chǔ)，而現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)的IP化是其發(fā)展的趨勢(shì)。并且，從具體的項(xiàng)目中可知，能進(jìn)行管控的IP城域網(wǎng)在各方面均能滿足三網(wǎng)融合初期廣電各項(xiàng)業(yè)務(wù)承載的需求，IP城域網(wǎng)的建設(shè)是必要的。

關(guān)鍵詞 三網(wǎng)融合 廣電 城域網(wǎng)

1 引言

所謂“三網(wǎng)融合”，就是指電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)互連網(wǎng)的相互滲透、互相兼容、并逐步整合成為全世界統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)?！叭W(wǎng)融合”是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，避免低水平的重復(fù)建設(shè)，形成適應(yīng)性廣、容易維護(hù)、費(fèi)用低的高速寬帶的多媒體基礎(chǔ)平臺(tái)。三網(wǎng)融合示意圖如圖1所示：

2010年6月30日，國(guó)務(wù)院辦公廳正式公布北京市、遼寧省大連市，黑龍江省哈爾濱市，上海市、江蘇省南京市、浙江省杭州市、福建省廈門市、山東省青島市、湖北省武漢市、湖南省長(zhǎng)株潭地區(qū)、廣東省深圳市、四川省綿陽(yáng)市等12個(gè)城市（地區(qū)）作為三網(wǎng)融合第一批試點(diǎn)，這標(biāo)志著三網(wǎng)融合試點(diǎn)工作正式啟動(dòng)。

加快推進(jìn)三網(wǎng)融合，是黨中央、國(guó)務(wù)院做出的一項(xiàng)重大決策，對(duì)于全面推進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化，加快培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和滿足人民群眾需求，具有十分重要的戰(zhàn)略意義，要按照服從國(guó)家利益，服從人民利益，尊重科學(xué)規(guī)律的要求，積極推動(dòng)體制機(jī)制創(chuàng)新，大力推進(jìn)廣電、電信業(yè)務(wù)的雙向進(jìn)入，加快網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造和技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)新業(yè)務(wù)形態(tài)，豐富服務(wù)內(nèi)容，加快培育和建立合格的市場(chǎng)主體，加快和改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理工作，探索建立符合我國(guó)國(guó)情的三網(wǎng)融合模式。

三網(wǎng)融合，在概念上從不同角度和層次上分析，涉及到了方方面面的融合，包括技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、行業(yè)融合、終端融合及網(wǎng)絡(luò)融合等。

根據(jù)國(guó)家廣電總局定義的三網(wǎng)融合總體技術(shù)路線，結(jié)合NGB技術(shù)體制要求，未來(lái)的廣電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)以光纖同軸混合網(wǎng)為基礎(chǔ)，全面實(shí)施數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)雙向改造，推進(jìn)光進(jìn)銅退，逐步實(shí)現(xiàn)光纖到戶，確保先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性；應(yīng)以視頻業(yè)務(wù)為核心，構(gòu)建與網(wǎng)絡(luò)智能適配的開(kāi)放業(yè)務(wù)平臺(tái)，承載廣電融合新業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)開(kāi)放、業(yè)務(wù)豐富的目標(biāo)；應(yīng)以確保信息安全、文化安全為目標(biāo)，構(gòu)建完備的安全管控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容、業(yè)務(wù)和終端的全方位可管、可控。

2 技術(shù)分析

對(duì)于廣電網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有HFC網(wǎng)絡(luò)的IP化是其整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。

為追求高效的通信技術(shù)手段，提高效率，降低成本。建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的、基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)承載網(wǎng)是大勢(shì)所趨。

統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議使各種基于IP的業(yè)務(wù)都能互通，如數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò)、視頻網(wǎng)絡(luò)都可融合在一起。這種融合技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)有設(shè)施基礎(chǔ)上，通過(guò)融合技術(shù)將數(shù)據(jù)、語(yǔ)音及多媒體信息建立在統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，既降低了管理和運(yùn)營(yíng)的成本，又提高了工作效率。

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)融合主要包括核心承載層融合、接入網(wǎng)融合、終端融合等多個(gè)方面。

核心承載層的融合表現(xiàn)為一個(gè)統(tǒng)一的基于因特網(wǎng)協(xié)議/多協(xié)議標(biāo)記交換（IP/MPLS）的核心承載網(wǎng)將成為多業(yè)務(wù)融合網(wǎng)絡(luò)，可以支撐所有有線和無(wú)線、移動(dòng)和固定以及語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)?；贗P/MPLS的融合可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。采用多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）技術(shù)的IP網(wǎng)絡(luò)可以較好地提供業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）和安全保障。

接入網(wǎng)融合也是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)融合中重要的組成部分。未來(lái)的接入網(wǎng)絡(luò)包括各種有線、無(wú)線、寬帶、窄帶接入網(wǎng)，以便最大限度地保證網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。因此，構(gòu)建以IP為基礎(chǔ)的公共承載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等多業(yè)務(wù)的融合接入是接入網(wǎng)融合的關(guān)鍵。

在終端方面，融合體現(xiàn)為同一終端可以支持多種接入技術(shù)和業(yè)務(wù)，如同時(shí)支持寬帶、語(yǔ)音和互動(dòng)電視等。

因此，對(duì)于一個(gè)地市級(jí)的廣電網(wǎng)絡(luò)公司來(lái)說(shuō)，建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的IP城域網(wǎng)是有必要的。

3 具體案例

3.1 項(xiàng)目背景

根據(jù)各種業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量、安全等級(jí)、監(jiān)管要求、網(wǎng)絡(luò)性能、運(yùn)維窗口等的不同需求，一般將三網(wǎng)融合試點(diǎn)業(yè)務(wù)分為幾個(gè)大類，如廣播電視業(yè)務(wù)、寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、多媒體通信業(yè)務(wù)和專網(wǎng)業(yè)務(wù)等，并按各類業(yè)務(wù)要求構(gòu)建相應(yīng)業(yè)務(wù)承載骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)。

廣電承載網(wǎng)的骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)應(yīng)基于IP技術(shù)構(gòu)建，一般建議采用基于3TNET技術(shù)的大容量、T比特級(jí)的核心路由器技術(shù)。

以安徽省某市城域網(wǎng)建設(shè)為例，在2010年以前，安徽各地市廣電公司基本上沒(méi)有自己的IP城域網(wǎng)，整個(gè)HFC網(wǎng)絡(luò)還是傳統(tǒng)的單向網(wǎng)絡(luò)，承載于其上的業(yè)務(wù)也都是普通的廣播式電視業(yè)務(wù)。

在這種情況下，根本無(wú)法應(yīng)對(duì)三網(wǎng)融合的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)以及業(yè)務(wù)需求，急需建設(shè)一張地市層面的IP城域網(wǎng)。

3.2 建設(shè)方案

考慮到網(wǎng)絡(luò)的可靠性，本方案采用層次化雙歸屬的建網(wǎng)思路。

在核心層，采用兩臺(tái)高性能路由器作為核心設(shè)備，配置雙主控多電源，充分滿足設(shè)備級(jí)可靠性，核心路由器雙上聯(lián)至省骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)，同時(shí)，配置兩臺(tái)大容量BRAS設(shè)備實(shí)現(xiàn)用戶的認(rèn)證計(jì)費(fèi)，BRAS設(shè)備上連核心路由器。

項(xiàng)目建設(shè)初期根據(jù)帶寬需求，暫用GE鏈路互連，后期可平滑升級(jí)至萬(wàn)兆。

在匯聚層，主要采用通信業(yè)界主流的T比特路由交換機(jī)，每臺(tái)交換機(jī)均通過(guò)2個(gè)GE鏈路分別上聯(lián)至不同的BRAS設(shè)備，實(shí)現(xiàn)鏈路1+1熱備份以及負(fù)荷分?jǐn)偂?/p>

在核心和匯聚節(jié)點(diǎn)上可以實(shí)現(xiàn)MPLS PE功能，為今后客戶接入提供完備的VPN功能。

在接入層，主要采用EPON+EOC的技術(shù)；在有條件的區(qū)域，可以使用FTTH；已具備五類線入戶的用戶采用FTTB（PON）+LAN方案，接入層需要增加EPON設(shè)備、EOC相關(guān)設(shè)備。

城域網(wǎng)的業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)（包括域名解析系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)）和內(nèi)容服務(wù)平臺(tái)（視頻、FTP、web頁(yè)面）的硬件采用UCS（統(tǒng)一計(jì)算系統(tǒng)）刀片服務(wù)器。后臺(tái)存儲(chǔ)采用EMC的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

在網(wǎng)絡(luò)安全性方面，互聯(lián)網(wǎng)出口采用2臺(tái)萬(wàn)兆防火墻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)和隔離。今后可以考慮采用鏈路負(fù)載均衡設(shè)備實(shí)現(xiàn)多ISP出口的流量負(fù)載分擔(dān)。

建成后的IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如“圖2 IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D”所示，改造后的接入網(wǎng)組網(wǎng)模式示意圖如“圖3 接入網(wǎng)組網(wǎng)模式示意圖”所示。

3.3 業(yè)務(wù)流程分析

3.3.1 VOD業(yè)務(wù)流程

VOD業(yè)務(wù)流程如“圖4 VOD業(yè)務(wù)流程圖”所示：

VOD上行信令流在城域網(wǎng)承載，VOD下行節(jié)目流通過(guò)IPQAM方式承載，該方式VOD下行節(jié)目流不占用用戶下行數(shù)據(jù)通道，適用于開(kāi)通寬帶的區(qū)域，IPQAM承載VOD占用節(jié)目頻點(diǎn)資源，隨著VOD/TSTV等個(gè)性業(yè)務(wù)的發(fā)展，頻點(diǎn)資源也將成為瓶頸，IPQAM 方式承載VOD還需要增加額外的QAM設(shè)備和光發(fā)射機(jī)，隨著入戶帶寬的增加，IPQAM 承載VOD方式將逐漸被IP方式取代。

點(diǎn)播流程如下：

① STB采用DHCP認(rèn)證方式，PON/交換機(jī)啟動(dòng)DHCP Relay，插入Option 82，核心路由器識(shí)別Option 82，完成STB的認(rèn)證和地址分配；

② STB點(diǎn)播上行信令流通過(guò)城域網(wǎng)出口路由器到達(dá)VOD內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器；

③ 流媒體服務(wù)器發(fā)送VOD視頻流，目的地址為IPQAM的IP地址；

④VOD視頻流通過(guò)交換機(jī)組成的承載網(wǎng)到達(dá)IPQAM，IPQAM將IP視頻流轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)，通過(guò)光發(fā)射機(jī)發(fā)射到HFC網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)點(diǎn)播用戶。

3.3.2 寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)流程

寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)流程如“圖5 寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)流程圖”所示：

① 為了實(shí)現(xiàn)針對(duì)客戶的精細(xì)流量計(jì)費(fèi)，上網(wǎng)終端采用PPPoE 技術(shù)；

② 客戶PPP流量通過(guò) Redius Server 進(jìn)行認(rèn)證，授權(quán)，計(jì)費(fèi)；

③BRAS為不同的權(quán)限用戶配置相應(yīng)的帶寬模版；

④客戶PPPoE 流量經(jīng)過(guò)PON+EOC/CMTS+Cable modem 二層透?jìng)髦罛RAS，BRAS終結(jié)二層流量，向上采用三層路由至相應(yīng)目的網(wǎng)段；

⑤兩臺(tái)BRAS設(shè)備互為熱備組，通過(guò)BFD檢測(cè)實(shí)現(xiàn)故障時(shí)快速保護(hù)倒換。

3.3.3 企業(yè)專線業(yè)務(wù)流程

企業(yè)專線業(yè)務(wù)流程如“圖6 企業(yè)專線業(yè)務(wù)流程圖”所示：

企業(yè)專線業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)都終結(jié)在業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)核心路由器上，由核心路由器進(jìn)行VPN轉(zhuǎn)發(fā)，不同的企業(yè)專線進(jìn)入不同的VPN?？梢钥紤]采用三層MPLS VPN轉(zhuǎn)發(fā)，這樣配置較為簡(jiǎn)單。

①核心路由器作為SR，作為VPN的PE設(shè)備，接入L2 VPN /L3 VPN專線業(yè)務(wù)；

②同城企業(yè)專線用戶互訪，流量通過(guò)城域業(yè)務(wù)控制層設(shè)備和核心設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，流量在城域網(wǎng)內(nèi)終結(jié)；

③不同城市間VPN流量，通過(guò)城域核心設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到骨干網(wǎng)，與其他城市互通；

④核心路由器同時(shí)作為L(zhǎng)2VPN/ L3VPN客戶因特網(wǎng)訪問(wèn)的網(wǎng)關(guān)；

⑤在核心路由器上建立有訪問(wèn)因特網(wǎng)需求的VPN。

4 結(jié)論

本項(xiàng)目實(shí)施完成后，將形成一張覆蓋全市的大容量、多業(yè)務(wù)、安全可靠、可管可控的IP城域網(wǎng)，在站點(diǎn)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)容量、安全可靠性、業(yè)務(wù)的擴(kuò)展性、方便維護(hù)性等各方面，均能滿足三網(wǎng)融合初期廣電各項(xiàng)業(yè)務(wù)承載的需求，且網(wǎng)絡(luò)具備平滑升級(jí)的特性，在升級(jí)后能滿足未來(lái)5-10年的業(yè)務(wù)承載需求。