IPTV業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)的要求探析

程新麗

摘要：本文首先從網(wǎng)絡(luò)帶寬要求、業(yè)務(wù)隔離、組播要求、網(wǎng)絡(luò)

QoS要求、可靠性要求、安全性要求等方面描述了IPTV業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)的總體要求，然后又描述了設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)需求，最后給出了總結(jié)與建議。

關(guān)鍵詞：IPTV業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng) ?業(yè)務(wù)隔離 ?可靠性 ?安全性

0 引言

為實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)的承載， IPTV承載網(wǎng)從功能上應(yīng)支持各種業(yè)務(wù)的用戶接入、用戶認(rèn)證、內(nèi)容傳送、服務(wù)質(zhì)量保障、安全性保障以及可靠性保障，并滿足業(yè)務(wù)所需的帶寬、服務(wù)質(zhì)量、組播、可靠性以及安全性等要求。

1 總體要求

1.1 網(wǎng)絡(luò)帶寬要求 IPTV業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)的帶寬要求主要體現(xiàn)在IPTV視頻流媒體業(yè)務(wù)上。IPTV視頻流媒體業(yè)務(wù)可選采用MPEG4、H.264和AVS編碼。一路高清視頻業(yè)務(wù)流至少需要8M網(wǎng)絡(luò)帶寬支持。

具體對(duì)應(yīng)到承載網(wǎng)的各個(gè)層次的帶寬需求如下：①骨干/城域網(wǎng)帶寬需求=TV節(jié)目*頻道帶寬+最大并發(fā)VoD*節(jié)目帶寬。②部署內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）后，中心服務(wù)器（CS）到邊緣服務(wù)器（ES）間的VoD帶寬需求=最大并發(fā)VoD*（1-命中率）*頻道帶寬。③接入網(wǎng)帶寬需求=min（TV節(jié)目，最大并發(fā)用戶數(shù)）*頻道帶寬+最大并發(fā)VoD*節(jié)目帶寬。

如果考慮到視頻FCC特性的部署，則還需要考慮快速頻道切換帶來(lái)的帶寬突發(fā)影響： FCC增值業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求為：直播業(yè)務(wù)總帶寬x 同時(shí)切換頻道用戶峰值比率（10%） * FCC帶寬突發(fā)比（1.3）。

1.2 業(yè)務(wù)隔離 IPTV業(yè)務(wù)的承載應(yīng)與其他業(yè)務(wù)進(jìn)行隔離，隔離方式可以基于專用的物理網(wǎng)絡(luò)，也可以基于多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的一個(gè)或多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)。如果采用邏輯隔離，城域網(wǎng)應(yīng)支持IP VPN技術(shù)，包括BGP/MPLS VPN。寬帶接入網(wǎng)部分的虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)應(yīng)支持VLAN 、PVC或VPLS。

IPTV承載網(wǎng)應(yīng)支持基于業(yè)務(wù)的隔離，在與非IPTV業(yè)務(wù)隔離的同時(shí)，還應(yīng)支持～I(xiàn)PTV組播業(yè)務(wù)與單播業(yè)務(wù)的隔離承載。IPTV承載網(wǎng)還應(yīng)支持基于用戶的隔離，即將接入節(jié)點(diǎn)上的不同用戶進(jìn)行隔離。

1.3 組播要求 IPTV直播視頻業(yè)務(wù)適合采用組播方式向用戶提供，IPTV承載網(wǎng)全網(wǎng)應(yīng)提供對(duì)組播的支持。具體對(duì)應(yīng)到承載網(wǎng)的各個(gè)層次，IPTV承載網(wǎng)應(yīng)滿足下列要求：①骨干網(wǎng)應(yīng)支持PIM-SM組播路由協(xié)議，若跨域?qū)崿F(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)，還應(yīng)支持跨域組播，包括MP-BGP、MSDP協(xié)議;②城域網(wǎng)應(yīng)支持PIM-SM組播路由協(xié)議和IGMP組成員管理協(xié)議;③接入網(wǎng)設(shè)備應(yīng)支持IGMP Snooping /Proxy，實(shí)現(xiàn)可控組播;④IPTV承載網(wǎng)應(yīng)支持在不同的組播復(fù)制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)最終用戶的組播復(fù)制（包括業(yè)務(wù)接入點(diǎn)、二層接入點(diǎn)復(fù)制）;⑤IPTV承載網(wǎng)應(yīng)支持不同的組播控制與復(fù)制的方案結(jié)合（業(yè)務(wù)接入控制點(diǎn)與二層接入點(diǎn)），要求組播控制和復(fù)制在同一設(shè)備上實(shí)現(xiàn);⑥實(shí)現(xiàn)組播源、集合點(diǎn)（RP） 的冗余備份功能。

1.4 網(wǎng)絡(luò)QoS要求 視訊會(huì)議業(yè)務(wù)是一種實(shí)時(shí)的端到端行為，QoS保證至關(guān)重要，要滿足IP視訊技術(shù)規(guī)范規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)QoS要求。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究成果，業(yè)界對(duì)以上幾種業(yè)務(wù)的QoS經(jīng)驗(yàn)值如下：

■

IPTV承載網(wǎng)的QoS機(jī)制主要是區(qū)分服務(wù)，通過(guò)城域/匯聚網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)的分層考慮來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.5 可靠性要求 為了保證用戶連續(xù)、不中斷的收看視頻節(jié)目，需要保證網(wǎng)絡(luò)傳送的可靠性，在故障的情況下，應(yīng)在<1s的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)可視電話來(lái)說(shuō)，故障恢復(fù)時(shí)間應(yīng)<50ms。在BTV業(yè)務(wù)中，為了獲得與傳統(tǒng)電視一樣的用戶體驗(yàn)，在節(jié)目切換時(shí)，獲得新的節(jié)目的時(shí)間應(yīng)<1s。如果物理層采用了SDH傳輸來(lái)承載，那么SDH層可提供50ms鏈路恢復(fù)的保護(hù)能力。另外SDH的快速故障檢測(cè)機(jī)制也可為IP層提供快速的鏈路故障信號(hào)。如果物理層基于裸光纖，那么可采用BFD來(lái)提供快速故障檢測(cè)機(jī)制;如果是通過(guò)鏈路捆綁方式提供的互連鏈路，那么該鏈路相對(duì)于普通的非捆綁鏈路也具有更高的可靠性。

1.6 安全性要求 IPTV承載網(wǎng)不僅應(yīng)保障IPTV承載網(wǎng)的自身安全，還應(yīng)提供對(duì)IPTV業(yè)務(wù)網(wǎng)安全的保障。IPTV承載網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)直接相連，應(yīng)抵御各種來(lái)自外界的安全風(fēng)險(xiǎn)，保障自身的安全性。IPTV承載網(wǎng)自身安全性包括以下層面：①保障數(shù)據(jù)平面安全，提供機(jī)制限定用戶流量行為，抵御來(lái)自攻擊者對(duì)數(shù)據(jù)平面的惡意攻擊;②保障控制平面安全，對(duì)路由分發(fā)、標(biāo)簽分配對(duì)等體建立信任關(guān)系認(rèn)證，防止路由泄漏、資源耗盡攻擊以及轉(zhuǎn)發(fā)路徑的欺騙等;③保障管理平面安全，防止配置信息的泄漏、未授權(quán)的入侵以及對(duì)管理系統(tǒng)的拒絕服務(wù)攻擊。

IPTV承載網(wǎng)保障業(yè)務(wù)網(wǎng)的安全性，包括以下層面：①保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)CS、ES、SMS、EPG等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全性，防止非法入侵;②用戶只能有限制的訪問(wèn)節(jié)目EPG和提供流媒體的CS及其CACHE（ES）;③要保證用戶PC或STB的安全性，防止非法用戶的入侵;④防止非法IPTV用戶對(duì)IPTV資源的訪問(wèn)。

2 設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)需求

2.1 SR 支持PIM SPARS-DENSE MODE，支持200個(gè)組播組以上;支持DHCP RELAY/SERVER，支持OPTION82;支持接口VLAN/SVLAN的混合模式;支持高密度GE端口。

2.2 BRAS 支持根據(jù)源/目的IP地址進(jìn)行流分類，支持每個(gè)PVC 4個(gè)隊(duì)列以上，支持基于隊(duì)列的Trafic Shaping限速，支持SP/WRR調(diào)度;支持ACL策略進(jìn)行組播頻道控制、上網(wǎng)限制;支持良好的組播性能（100個(gè)組播組以上），支持用戶側(cè)非法組播源限制;支持虛擬路由（VR）功能、支持IGMp協(xié)議、支持組播路由技術(shù)：PIM-SM、PIM-DM、支持IGMP Proxy（IGMP代理）協(xié)議;支持組播業(yè)務(wù)控制。

2.3 DSLAM/OLT支持每個(gè)ADSL端口4條PVC以上;支持4K個(gè)VLAN，支持跨VLAN組播;支持IGMP PROXY;支持DHCP OPTION82;支持兩級(jí)復(fù)制架構(gòu)，主交換板到用戶板，用戶板到端口;整機(jī)支持200個(gè)組播組以上，單播支持64個(gè)組播組以上;主交換板線速轉(zhuǎn)發(fā)，提供線速的組播復(fù)制能力;用戶板的組播復(fù)制能力>10M×端口數(shù);支持根據(jù)VLAN/802.1p實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)區(qū)分;支持WRR/SP的優(yōu)先級(jí)調(diào)度;支持組播控制及CDR;支持多個(gè)上聯(lián)接口。

2.4 ADSL Modem端口要求：支持4個(gè)全雙工的

10/100Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)口;支持端口之間的二層隔離;支持以太網(wǎng)端口與PVC的綁定;端口與業(yè)務(wù)綁定。

QoS要求：支持CBR/rtVBR/UBR和802.1p，實(shí)現(xiàn)對(duì)上行流的QoS;上行方向應(yīng)支持根據(jù)端口劃分四種優(yōu)先級(jí)，支持802.1p二層優(yōu)先級(jí)標(biāo)記功能;上行端口支持UNTAG/TAG模式;上行方向應(yīng)具有四個(gè)不同優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，必須支持嚴(yán)格優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法。

IGMP報(bào)文處理要求：支持IGMP Snooping功能;缺省情況下，IGMP報(bào)文只在IPTV的端口轉(zhuǎn)發(fā)。

緩存能力：應(yīng)支持1518字節(jié)包長(zhǎng)的40個(gè)數(shù)據(jù)包的緩存能力，以支持少量突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了適應(yīng)IPTV業(yè)務(wù)的廣播特性和大帶寬需求，現(xiàn)有IP承載網(wǎng)需要進(jìn)行優(yōu)化和改造，主要是進(jìn)行IP組播、城域扁平化等改造。IPTV點(diǎn)播業(yè)務(wù)是通過(guò)構(gòu)筑在CN2骨干和城域骨干上的CDN網(wǎng)承載傳送的。業(yè)務(wù)對(duì)承載的需求主要體現(xiàn)在大帶寬需求上。

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