淺析IPTV網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：隨著人們生活質(zhì)量水平的提高，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的進(jìn)一步加大，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用性能就顯得尤為重要。其中IPTV已愈來(lái)愈受到人們的歡迎，同時(shí)IPTV業(yè)務(wù)也已成為各大運(yùn)營(yíng)商收入中重要的組成部分，因此對(duì)其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)就顯得比較關(guān)鍵。本文針對(duì)IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成及發(fā)展的現(xiàn)狀，以及IPTV網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探究，希望通過(guò)此次對(duì)IPTV網(wǎng)絡(luò)的研究分析，能為以后IPTV網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及應(yīng)用效率提高起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：IPTV；網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

隨著電信行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的不斷增加，對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的不斷提升，傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)已不能滿足用戶需求，而IPTV業(yè)務(wù)作為一種基于IP承載網(wǎng)具有交互式多媒體業(yè)務(wù)，在靈活滿足用戶觀看視頻的需求外，對(duì)提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，提升市場(chǎng)效益起著非常重要的作用。因此，IPTV網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)能否穩(wěn)定與高效運(yùn)行也凸顯的越來(lái)越重要。

1 IPTV概論

IPTV業(yè)務(wù)是一種高帶寬、高質(zhì)量的新型互聯(lián)網(wǎng)多媒體業(yè)務(wù)，其主要包含視頻直播、視頻點(diǎn)播、視頻回看、遠(yuǎn)程教育、語(yǔ)音視頻交互等服務(wù)，其中流媒體服務(wù)是IPTV業(yè)務(wù)中最為主要也是最基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)。流媒體服務(wù)主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)播放以及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)播放。其中視頻直播采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組播方式，而視頻點(diǎn)播以及遠(yuǎn)程教育等都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)播放的單播方式。此外，通信服務(wù)、郵箱等服務(wù)，為IPTV用戶在互聯(lián)網(wǎng)接入公眾視訊網(wǎng)下，提供了更多樣化的功能[1]。

IPTV網(wǎng)絡(luò)是一種交互式電視網(wǎng)絡(luò)，其由IPTV承載網(wǎng)與IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)兩部分組成。IPTV網(wǎng)絡(luò)利用寬帶有線電視傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將傳統(tǒng)電視與IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合。

IPTV技術(shù)是一種將音視頻編解碼技術(shù)、IP組播技術(shù)、IP單播技術(shù)、IP Qos技術(shù)、陣列存儲(chǔ)技術(shù)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）等技術(shù)集成于一體的技術(shù)。其利用先進(jìn)高效的視頻壓縮技術(shù)（mpeg4、h.264等），可為用戶提供高質(zhì)量、高清晰度的4K高清數(shù)字多媒體信息服務(wù)。

2 IPTV發(fā)展現(xiàn)狀分析

IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)了幾個(gè)重要的發(fā)展階段，目前應(yīng)用已比較廣泛。當(dāng)前對(duì)于IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用的潛在用戶群比較龐大，廣大有線電視用戶以及手機(jī)用戶均為IPTV網(wǎng)絡(luò)潛在用戶群，IPTV網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展市場(chǎng)前景比較良好 [2]。面對(duì)當(dāng)前固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)不斷下滑，寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，用戶離網(wǎng)率愈來(lái)愈高，電信運(yùn)營(yíng)商在對(duì)IPTV實(shí)際的經(jīng)營(yíng)與運(yùn)維過(guò)程中，存在著很大的壓力。然而，IPTV在業(yè)務(wù)上為電信運(yùn)營(yíng)商提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。

3 IPTV網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由業(yè)務(wù)提供層、運(yùn)營(yíng)支撐層、業(yè)務(wù)控制層、媒體交換層以及終端接入層構(gòu)成。業(yè)務(wù)層包含著內(nèi)容管理平臺(tái)以及業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)兩部分，提供直播、點(diǎn)播、可視電話、網(wǎng)頁(yè)瀏覽和郵箱等相關(guān)業(yè)務(wù)。運(yùn)營(yíng)支撐層則包含運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)以及網(wǎng)管系統(tǒng)，可對(duì)IPTV業(yè)務(wù)管理以及資源和用戶等進(jìn)行有效管理與控制。因此，為滿足業(yè)務(wù)需求，及網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低時(shí)延和系統(tǒng)高穩(wěn)定性的需求時(shí)，必須采用分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行部署，同時(shí)引入多種先進(jìn)配置技術(shù)。

4 IPTV網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)

4.1 IPTV網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

IPTV網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)用質(zhì)量要求很高，這就要充分注重設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量的提高，就需要從多方面進(jìn)行綜合性的研究與分析。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，就要充分注重初期業(yè)務(wù)需求及業(yè)務(wù)特征的分析，對(duì)用戶的并發(fā)量及并發(fā)流量進(jìn)行有效的計(jì)算與設(shè)計(jì)，在滿足實(shí)際的IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用的需求的同時(shí)，能及時(shí)向用戶提供高質(zhì)量的綜合性業(yè)務(wù)。

在IPTV節(jié)點(diǎn)部署設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要充分重視，初期的并發(fā)用戶數(shù)量與節(jié)點(diǎn)部署設(shè)計(jì)有著緊密的影響，如并發(fā)用戶數(shù)量在三千，那么實(shí)際的用戶數(shù)就大約為四千到五千。視頻直播是通過(guò)組播方式實(shí)現(xiàn)，若按照峰值流量不超過(guò)網(wǎng)絡(luò)帶寬百分之七十標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，那么IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和IPTV承載網(wǎng)連接帶寬需求就是7Gbps[3]。在通過(guò)對(duì)IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分布式部署方式的應(yīng)用下，系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)平滑性擴(kuò)容，既能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，又能滿足業(yè)務(wù)不斷發(fā)展的需要。

在IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)于交換機(jī)的端口設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，就要充分注重針對(duì)不同規(guī)格的端口加以科學(xué)設(shè)計(jì)，如對(duì)于3750端口的設(shè)計(jì)中，其主要是用于內(nèi)部連接交換機(jī)以及防火墻和服務(wù)器，所以要按照實(shí)際應(yīng)用的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，就要對(duì)交換機(jī)以及IP地址等方面進(jìn)行科學(xué)化的設(shè)計(jì)[4]。在對(duì)交換機(jī)VLAN以及IP地址的設(shè)計(jì)過(guò)程中，前者主要是把服務(wù)器功能模塊邏輯上進(jìn)行劃分成不同子網(wǎng)，這樣就能有效減少?gòu)V播包和組播包對(duì)其他的服務(wù)器及業(yè)務(wù)造成影響，從而保障系統(tǒng)平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)工作的效率和運(yùn)行的安全。

在IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 對(duì)于系統(tǒng)設(shè)備的配置環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)也是比較關(guān)鍵的，如對(duì)于中興ZTE的Rolling Stream IPTV網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備配置中，主要有運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)以及網(wǎng)管系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)以及電子節(jié)目向?qū)Х?wù)器等。OSS數(shù)據(jù)庫(kù)以及NMS設(shè)備是主要的硬件，整體的系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)以太交換路由器進(jìn)行互通的。在CMS的節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行設(shè)計(jì)兩臺(tái)交換路由器，有Cisco 3750等，之所以運(yùn)用Cisco 3750就是其有著四十八個(gè)千兆以太電口以及四個(gè)千兆SFP，這樣就能有助于滿足系統(tǒng)接口實(shí)際應(yīng)用需求。在其二三層交換矩陣方面，通過(guò)最大轉(zhuǎn)發(fā)帶寬是32Gbps，從而保障了系統(tǒng)交換容量的要求。而對(duì)于4506a的應(yīng)用，主要是其作為插槽式的方式接口數(shù)量能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，用戶點(diǎn)播VoD的時(shí)候以及時(shí)移節(jié)目的時(shí)候從ME上進(jìn)行獲得。

在設(shè)計(jì)端到端組播推送網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中時(shí)，要注意城域骨干網(wǎng)上組播路由、組播路由切換、RP配置以及IPTV頭端組播加入等關(guān)鍵技術(shù)的配置，同時(shí)也要注意在寬帶接入網(wǎng)側(cè)配置IPTV用戶端組播加入、二層組播轉(zhuǎn)發(fā)以及valn等關(guān)鍵技術(shù)的配置。

在IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要根據(jù)系統(tǒng)上開(kāi)通的不同的業(yè)務(wù)端口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訪問(wèn)控制策略部署，加強(qiáng)對(duì)服務(wù)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)安全加固以及應(yīng)用的軟件安全防護(hù)，建立冗余機(jī)制，這些都是確保網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)能穩(wěn)定高效運(yùn)行的重要因素。

4.2 IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

為保證IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常安全的應(yīng)用，就要注重相應(yīng)測(cè)試工作的開(kāi)展，其中在網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)測(cè)試環(huán)節(jié)是比較重要的，其中就涉及到ADSL用戶以及LAN用戶，并要充分注重城域骨干網(wǎng)的性能測(cè)試，通過(guò)BRAS可用帶寬實(shí)施測(cè)試，保障網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)指標(biāo)都能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。由于受到本文篇幅限制，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的測(cè)試，主要就帶寬測(cè)試進(jìn)行舉例說(shuō)明，通過(guò)兩臺(tái)PC上安裝NetIQ Chariot后，在任意一臺(tái)PC打開(kāi)Chariot軟件，選擇New點(diǎn)擊Add an Endpoint pair按鍵，然后將PC的IP地址輸入進(jìn)去，然后在TCP協(xié)議下進(jìn)行選擇Script然后在Script可選框中選擇Throughput腳本后確定，這樣就能夠進(jìn)行對(duì)帶寬實(shí)施測(cè)試。為保障IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能提供高質(zhì)量的應(yīng)用服務(wù)，須把傳統(tǒng)LAN接入到QoS來(lái)，使其在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，通過(guò)對(duì)下行流量業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)保證，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)高質(zhì)量保證。在對(duì)交換機(jī)進(jìn)行LAN設(shè)置的時(shí)候與不同的業(yè)務(wù)相結(jié)合，實(shí)施優(yōu)先調(diào)度功能應(yīng)用[5]。或者是在進(jìn)行組網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程中，把傳統(tǒng)的DSLAM或者EPON+DSL同QoS進(jìn)行接入，使其對(duì)不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度都能夠支持。在使用單PVC方式的時(shí)候，支持視頻流優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，這便提高系統(tǒng)應(yīng)用的整體質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，加強(qiáng)IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量提高，就要充分注重從多方面研究與分析，以保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整體完善性，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用效率提高。在通過(guò)此次對(duì)IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究分析，希望能對(duì)以后的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造方面提供幫助，以保證網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)系統(tǒng)能高效穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。

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作者簡(jiǎn)介

李婧（1982-），女，漢族，寧夏銀川市，碩士，中國(guó)電信股份有限公司寧夏電信分公司，研究方向：云和大數(shù)據(jù)挖掘分析與技術(shù)應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)寬帶與iptv技術(shù)與應(yīng)用，3G/4G移動(dòng)通信