承載IPTV業務的城域網絡優化設計

趙伶俐

（北方民族大學電氣信息工程學院 寧夏 銀川 750021）

0 引言

IPTV（Interactive Personality TV）通常稱為交互式網絡電視。從它的字面意義可知它與TV（Television）和IP(Internet Protocol)有關，也涉及IP網絡及相關業務。它是集Internet、通信技術、多媒體技術等融合一體構成了IPTV技術，以寬帶網絡為基礎設施，利用家用電視機、手機、PC、個人數字助理（PDA）等作為顯示終端設備，利用IP協議向用戶提供多種交互型多媒體業務。

IPTV的核心在于構建一個基于IP技術的多業務承載的系統，每種業務對網絡的性能要求不同，而傳統的IP網絡是盡力而為服務的網絡，沒有對特定的業務保障特定的服務質量，因此現有IP城域網絡無法滿足IPTV各類業務的要求。

1 IPTV業務對于城域網功能要求

1.1 對于廣播業務，要求城域網提供組播支持，并具備組播管理、組播安全控制和組播QoS保障能力，并能實現快速頻道切換。

1.2 城域網具備QoS能力，提供IPTV業務的QoS保障，滿足業務對帶寬、時延、抖動等網絡性能參數的要求。

2 IPTV業務對于接入層網絡功能要求

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

2.2 實現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/ATM/FR/DDN專線匯聚到接入路由器。對于直播業務，要求接入層提供對組播的支持。接入層應具備QoS能力，以保障業務接入QoS。一定的安全能力，可以通過VLAN等方式進行業務和用戶的隔離。方便IPTV業務的運營資費管理，方便開通和運維。

3 承載IPTV業務城域網的優化設計

城域網向路由型城域網邁進已經是業界共識，利用路由型城域網來承載IPTV，不僅可以更好的承載Internet上網業務，而且可以很好的承載IPTV業務和將來的NGN業務。因此設計方案以路由型城域網為基礎展開。

一般城域網網絡結構是：采用路由器為核心，采用交換機為匯聚層，下掛BRAS，或者路由器為核心直接下掛BRAS；當然也有城域網以交換機為核心，側掛BRAS，核心交換機直接下聯接入層。現網承載IPTV有如下缺點：

匯聚設備系列不支持組播業務，升級成本比較高；安全性較差，不支持安全MPLS WPN，業務隔離困難；處理能力不足，IPTV業務流量的流向比較集中，這樣對承載設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，使畫面質量無法與現有有線電視質量相比。

3.1 針對上述現狀，建議將交換機改成路由器，或者中小型城域網核心路由器直接下掛BRAS。這樣改造網絡可以說是一步到位，直接形成目標網絡結構，對網絡改動比較大，也需要比較多的投入。如果由于資金或者IPTV初期開展用戶數量不多，也可以采用在需要掛接IPTV用戶的站點，設置路由器，利用原有大型BRAS或新增BRAS來進行改造。新增匯聚路由器可以將邊緣IPTV節點和中心IPTV節點連接起來，構成城域網內部的VDN，可以將中心IPTV節點的內容分發到邊緣IPTV節點，同時中心IPTV節點的直播流量也可以通過該路由器下發。新增匯聚路由器也可以落到業務接入控制點的位置，從而成為路由型城域網中的SR，不僅可以承載IPTV業務，而且將來可以開啟MPLS VPN，來開展大客戶專線業務和將來的NGN承載業務。這樣IPTV業務通過路由器傳送，普通上網業務通過交換機傳送，逐步將普通上網業務割接到路由器上，取消交換機。也可以將BRAS直掛核心路由器，而不增設匯聚路由器。這時候，邊緣IPTV節點需要掛在BRAS上，對BRAS的性能要求較高。

對于BRAS側掛的交換機為核心的城域網，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業務。

有一點需要說明的是，城域網不需要組成一個環運行RPR。由于直播業務流量與用戶數量無關，而與頻道數相關，對于H.264媒體流，100個頻道也就200M流量，為了這些流量采用昂貴的RPR接口沒有必要，普通連接方式完全可以提供這樣的帶寬，而且現有的路由器組播轉發性能和復制能力基本達到線速。

3.2 對于IPTV業務，一個重要的方面就是保證QOS，在城域網內進行QOS保證。

對于直播業務，城域網應該實現組播。在城域網內，可以采用PIM-SM來實現組播路由，每個城域網設置至少兩個RP，并采用anycast方式。如果城域網內沒有設備可以擔當RP，則城域網組播路由器靜態配置骨干網的RP地址。城域網內優先使用公用組播地址。對于網絡規模不大的城域網，也可以不啟用PIM-SM協議，各路由器和BRAS設置靜態組播，同樣可以達到很好的效果。

對于沒有組播能力的城域網，將組播和單播結合使用，中心節點將直播媒體流通過單播形式發送給邊緣節點，邊緣節點以組播或單播的形式將直播媒體流發送給用戶。通過這樣的方式，不但實現了直播業務穿越不具備組播功能的核心網絡和匯聚網絡，同時把組播流所覆蓋的范圍縮小，將UDP封裝的組播報文由于丟包對用戶造成的影響降到最低。

4 結束語

改造城域網來滿足IPTV業務的要求不是一朝一夕能完成的，需要分階段建設和實施，在盡可能少的資金投入情況下，達成承載目標。在IPTV業務開展初期，可以充分利用現網進行有限改造，以滿足初期業務需要；在IPTV用戶量達到一定規模后，需要不斷擴容和新增設備、新增帶寬，同時對組網方案進行調整，以滿足大用戶量的承載。IPTV業務城域網的優化設計以一種網絡承載多種業務，一種終端承接多類服務的信息化新模式，充分有效地利用網絡資源，實現了 “三網（電信網、互聯網、廣播電視網）合一”。

［1］盧官明,宗昉.IPTV技術及應用[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QoS的部署與實現研究[J].郵電設計技術,2007,10.