程莉莉　彭　睿　夏　煒　饒險峰　尤學(xué)勇

[摘要]隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)深入千家萬戶，人們對簡單的Internet上網(wǎng)已經(jīng)不再滿足。而網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用內(nèi)容的匱乏嚴重制約著電信運營商的寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展。而IPTV恰好是一種應(yīng)用于寬帶的全新業(yè)務(wù)，有豐富的內(nèi)容，如果發(fā)展起來，不僅會將現(xiàn)有的寬帶資源充分利用，同時還能提高寬帶使用效率，也會促進越來越多的人使用寬帶。結(jié)合襄樊電信寬帶城域網(wǎng)現(xiàn)狀，提出IPTV的實際應(yīng)用部署方案。既有效利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，又滿足新業(yè)務(wù)的需求。

[關(guān)鍵詞]IPTV 直播 點播 寬帶城域網(wǎng)

中圖分類號：TN99文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0220115－02

一、IPTV概念及背景

IPTV即交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是基于流媒體技術(shù)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為承載網(wǎng)，以IP為傳送技術(shù)，以交互式音視頻服務(wù)為主體集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊多種技術(shù)為一體的嶄新業(yè)務(wù)集合體，向TV等多種終端形式的用戶提供豐富多彩的綜合信息化服務(wù)。其主要特點在于它的交互性和實時性，即用戶可以在任何時候點播節(jié)目庫中喜歡的節(jié)目內(nèi)容。在觀看節(jié)目時，用戶可以實現(xiàn)“暫?！?、“再繼續(xù)”等播放功能。同時用戶還.可以參與感興趣的節(jié)目互動討論。此外，IPTV還可以為用戶提供包括數(shù)字電視節(jié)目、可視電話、VOD、網(wǎng)上沖浪、網(wǎng)絡(luò)游戲、信息服務(wù)、網(wǎng)上購物和遠程教育等交互式多媒體信息服務(wù)，給人們生活帶來非常多的便利，具有非常好的業(yè)務(wù)發(fā)展前景[1]。而目前在我國，寬帶用戶基本上都是通過PC機接入寬帶網(wǎng)絡(luò)，但是電視機的普及率又遠遠高于PC機，如果能把寬帶流媒體服務(wù)擴展到機頂盒，使電視用戶也能享受到寬帶帶來的好處，這將會給運營商帶來極大的商機。

中國電信集團為了實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標(biāo)，已經(jīng)將IPTV作為未來幾年重點發(fā)展的增值業(yè)務(wù)，湖北省電信公司已經(jīng)在全省范圍內(nèi)建設(shè)以省平臺為中心節(jié)點、在幾個大的地市分公司建設(shè)二級邊緣節(jié)點，一些小的分公司通過寬帶城域網(wǎng)接入IPTV的業(yè)務(wù)平臺。作為湖北電信的二級邊緣節(jié)點，襄樊電信分公司已經(jīng)針對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進行了IPTV系統(tǒng)的設(shè)計并且在襄樊城域網(wǎng)上進行了IPTV業(yè)務(wù)部署。

二、IPTV系統(tǒng)承載

IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)承載在CN2和電信城域網(wǎng)上。中國電信有兩張骨干網(wǎng)，一個是ChinaNet，另一個是CN2。ChinaNet是用來承載Internet的流量的，而CN2是中國電信著力為下一代網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)打造的多功能業(yè)務(wù)承載平臺，具備可擴展性、高可用性、QoS保障和高安全性，能同時支持語音、數(shù)據(jù)、視頻、企業(yè)互連等多種業(yè)務(wù)。作為IPTV業(yè)務(wù)的骨干承載網(wǎng)，IPTV的點播和直播流量都是直接分發(fā)到CN2各邊緣節(jié)點。

對于VoD點播和時移電視業(yè)務(wù)，在IP城域網(wǎng)中使用單播方式實現(xiàn)；對于實時直播業(yè)務(wù)，通過組播方式來實現(xiàn)。目前階段，IPTV業(yè)務(wù)首先對PPPoE用戶開放，以后再考慮逐步向?qū)＞€用戶開放。

根據(jù)襄樊電信目前的業(yè)務(wù)發(fā)展情況、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和集團規(guī)范要求，目前階段采用BRAS組播復(fù)制方式開展直播業(yè)務(wù)，待業(yè)務(wù)規(guī)模發(fā)展后逐步演進到DSLAM復(fù)制方式。由于采用BRAS復(fù)制方式，目前不需要對DSLAM做大規(guī)模改造，認證和計費方式也暫時維持不變。同時，在城域網(wǎng)內(nèi)部署相應(yīng)的QoS保障，以區(qū)分普通上網(wǎng)和IPTV業(yè)務(wù)，提升視頻業(yè)務(wù)的質(zhì)量，從而為將來IPTV業(yè)務(wù)的大規(guī)模開展做好支撐準備。

三、IPTV在襄樊電信寬帶城域網(wǎng)中的應(yīng)用部署

（一）襄樊IPTV節(jié)點網(wǎng)絡(luò)組織

襄樊分節(jié)點屬于IPTV系統(tǒng)的一個分發(fā)節(jié)點，主要由流媒體服務(wù)器、磁盤陣列和自組網(wǎng)交換機組成，襄樊節(jié)點服務(wù)用戶數(shù)為3500用戶，按照20％的系統(tǒng)富裕量，建設(shè)規(guī)模為4200用戶。

襄樊城域網(wǎng)出口路由器為兩臺華為路由器NE80E，分別位于長虹路老局和荊州街局，對省CHINANET和CN2網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成雙掛結(jié)構(gòu)，城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層BRAS和SR設(shè)備也采用雙掛形式連接到出口路由器。

二級節(jié)點采用兩臺三層交換機， 從安全性和流量兩個因素考慮，兩臺三層交換機通過4×GE電路連接到城域網(wǎng)2臺出口路由器，形成口字形結(jié)構(gòu)。

二級節(jié)點流媒體服務(wù)器采用1000Base-T接口連接到兩臺三層交換機，通過光纖交換模塊與磁陣形成SAN存儲，內(nèi)容存儲采用RAID5冗余方式。

（二）IPTV業(yè)務(wù)部署

IPTV的使用質(zhì)量取決于IPTV業(yè)務(wù)平臺和承載網(wǎng)絡(luò)的性能，特別是城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能對IPTV的使用效果影響非常大[2]。襄樊電信要順利開展IPTV業(yè)務(wù)必需在城域網(wǎng)上進行相應(yīng)的組播以及QoS等應(yīng)用部署。

1．組播業(yè)務(wù)部署

以部署在CN2網(wǎng)絡(luò)營房村節(jié)點的IPTV直播業(yè)務(wù)系統(tǒng)，作為襄樊電信的組播源，組播源的主備工作模式由IPTV系統(tǒng)提供。

以襄樊城域網(wǎng)為一個PIM-SM組播域，而組播源所在的CN2網(wǎng)絡(luò)目前配置為一個獨立的PIM-SM組播域，所以需要通過組播跨域技術(shù)，將組播業(yè)務(wù)流引入到城域網(wǎng)核心路由器(NE80E)，并通過核心路由器向下進行組播。根據(jù)各廠家設(shè)備支持情況，結(jié)合集團城域網(wǎng)指導(dǎo)意見中對IPTV組播業(yè)務(wù)的要求，建議采用PIM-SM協(xié)議作為組播路由協(xié)議。

RP作為PIM的集合點，負責(zé)本組播域內(nèi)的組播源的注冊服務(wù)，若設(shè)置兩個RP，則兩個RP之間采用MSDP協(xié)議，可以互為備份并實現(xiàn)負載均衡，二者組成Anycast RP。所有參與組播的三層設(shè)備都靜態(tài)指定RP，包括核心路由器和BRAS。在RP上對組播源、組播組進行過濾，限制非法組播源和組播組，缺省DENY所有組播源和組播組，根據(jù)業(yè)務(wù)需求逐步開啟在路由器的對外端口上對服務(wù)的組播組進行過濾。在RP上對組播源進行控制，控制某個頻道只能來自某個指定的源地址，對來自其它源地址的組播報文一律過濾。

對組播接收端口，可以通過uRPF反向路徑檢查，過濾來自非法路徑的組播報文。所有面向用戶的網(wǎng)絡(luò)接口手工關(guān)閉組播功能。

2．接入網(wǎng)部署

IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展初期階段，組播復(fù)制點為業(yè)務(wù)控制點BRAS，因此對DSLAM和二層接入網(wǎng)可以采用如下兩種部署方式：

方式一：單PVC/VLAN 多Session方式

寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)終端PC和IPTV業(yè)務(wù)終端STB都采用PPPoE封裝，以單PVC/VLAN多Session的方式通過DSLAM終結(jié)在BRAS上，BRAS區(qū)分用戶數(shù)據(jù)的不同業(yè)務(wù)類型，進行相應(yīng)的組播復(fù)制和QOS處理。

方式二：選擇性SVLAN方式

從ADSL Modem到BRAS的PVC或VLAN架構(gòu)優(yōu)化改造完成以后，將實現(xiàn)基于SVLAN的每用戶每業(yè)務(wù)一個VLAN的接入方式；此方式需要對用戶Modem進行改造，要求具備雙端口雙PVC能力，每個PVC映射到不同的C-VLAN，并且要求匯聚交換機支持選擇性SVLAN。

寬帶上網(wǎng)和IPTV業(yè)務(wù)目前以單PVC/VLAN多Session的方式終結(jié)在BRAS上，BRAS作為業(yè)務(wù)接入控制點，區(qū)分不同業(yè)務(wù)類型的用戶數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)訪問、策略、組播復(fù)制等處理。目前襄樊寬帶城域網(wǎng)中的BRAS全部是華為MA5200G，因此業(yè)務(wù)接入控制點部署主要集中在MA5200G設(shè)備。若要對專線用戶開放組播業(yè)務(wù)，則可考慮在SR（長虹路華為NE40E和華為NE80）及其下聯(lián)二層交換機上開啟組播功能。

為滿足PC和IPTV雙終端的接入，在已經(jīng)實現(xiàn)每用戶一個接入PVC或VLAN的BRAS上，需要將每PVC或VLAN允許的PPPoE session連接數(shù)放寬為2。

由于目前BRAS到上聯(lián)路由器之間是靜態(tài)路由，所以建議在初始階段沿用靜態(tài)路由方式，在其直連的路由器上配置指向BRAS相應(yīng)VR的靜態(tài)路由引導(dǎo)回流量；在將來的城域網(wǎng)優(yōu)化中，建議在兩個VR上啟用動態(tài)路由協(xié)議，將用戶路由通過動態(tài)路由協(xié)議發(fā)放給全網(wǎng)。

3．QOS部署

IPTV的上下行流量不對稱，下行流量比較大，而且對丟包比較敏感[3]，因此我們主要對IPTV下行媒體流進行QoS保障，即在從IPTV POP點到IPTV業(yè)務(wù)終端之間的端到端路徑上進行QoS保障。IPTV業(yè)務(wù)的QoS保證，本質(zhì)上是帶寬保證。

主要的IPTV流量帶寬保障點為：

（1）核心路由器到匯聚路由器、匯聚路由器到BRAS的下行端口的IPTV帶寬保障；

（2）BRAS下行GE和ATM端口的IPTV帶寬保障；

（3）ADSL線路下行流量的IPTV帶寬保障。

從樹狀結(jié)構(gòu)和鏈路帶寬實際出發(fā)，只要作為主干的BRAS下行端口不擁塞，BRAS下行用戶速率與用戶物理線路速率匹配的情況下，作為枝干的匯聚交換機、接入交換機、ATM交換機上的端口就不必作為擁塞點考慮。

為了更好的保障IPTV業(yè)務(wù)的質(zhì)量，首先將IPTV用戶的DSL線路速率提升到3M；其次，由于IPTV的QOS保障主要為下行流量保障，對于IPTV下行流量應(yīng)用如下的技術(shù)策略：

（1）核心路由器業(yè)務(wù)接入標(biāo)記。對于直播業(yè)務(wù)，節(jié)目源在CN2，由CN2打標(biāo)記。在城域網(wǎng)核心路由器上行CN2端口的入方向，信任CN2的標(biāo)記；對于VOD業(yè)務(wù)，在核心路由器和SR連接IPTV POP點的接口上，將所有入流量標(biāo)記為高QOS等級5；

（2）核心/匯聚路由器隊列調(diào)度。在核心路由器下連匯聚路由器、匯聚路由器下連BRAS的端口的出方向，使用MDRR進行隊列調(diào)度，使用WRED進行擁塞規(guī)避，把IPTV流量配置到輪詢隊列2，帶寬30%；

（3）BRAS隊列調(diào)度和流量整形。BRAS下行GE端口的出方向，使用WRR+PQ進行隊列調(diào)度，使用WRED進行擁塞規(guī)避，把IPTV流量配置到輪詢隊列2，帶寬30%；

在BRAS上針對每個用戶兩種業(yè)務(wù)流量進行流量整形，在優(yōu)先保障IPTV業(yè)務(wù)流量帶寬的前提下，保證注入DSL線路的兩種業(yè)務(wù)流量的和小于DSL線路帶寬。

對于ATM DSLAM或?qū)嵤┝薗inQ的接入網(wǎng)，在BRAS上對用戶接入PVC或VLAN的出方向總流量（即IPTV和寬帶上網(wǎng)兩種流量）進行基于QoS優(yōu)先級的Shaping，使其小于3M，且當(dāng)用戶寬帶上網(wǎng)和IPTV總流量超過3M時，只丟棄寬帶上網(wǎng)流量，而保證IPTV流量，從而使通過DSL線路的總流量不超過線路速率－3M。

華為MA5200G支持下行端口的總端口QOS WRR隊列調(diào)度，可以實現(xiàn)IPTV的總帶寬流量保障，也支持針對SVLAN和PVC的基于QOS的Shaping，MA5200G層次化調(diào)度缺省支持PQ調(diào)度，優(yōu)先調(diào)度高優(yōu)先級業(yè)務(wù)。

參考文獻：

[1]張鄭擎、胡源，IPTV業(yè)務(wù)特點和相關(guān)技術(shù)[J].現(xiàn)代通信，2005,4:20-23.

[2]何寶宏，IPTV標(biāo)準與技術(shù)發(fā)展問題，世界電信，2006，2:25-27.

[3]白麗，IPTV:又一個殺手級應(yīng)用，電子商務(wù)，2005，3:38-41.