三網融合下的廣電IP城域網建設

郭姚　譚學琴

摘 要 國務院辦公廳于2010年要求加快推進三網融合，并進一步公布試點城市。目前三網融合的試點工作正在緊張進行。根據國家廣電總局的要求，未來的廣電基礎網絡建設應以光纖同軸混合網為基礎，而現有HFC網絡的IP化是其發展的趨勢。并且，從具體的項目中可知，能進行管控的IP城域網在各方面均能滿足三網融合初期廣電各項業務承載的需求，IP城域網的建設是必要的。

關鍵詞 三網融合 廣電 城域網

1 引言

所謂“三網融合”，就是指電信網、有線電視網和計算機互連網的相互滲透、互相兼容、并逐步整合成為全世界統一的信息通信網絡。“三網融合”是為了實現網絡資源的共享，避免低水平的重復建設，形成適應性廣、容易維護、費用低的高速寬帶的多媒體基礎平臺。三網融合示意圖如圖1所示：

2010年6月30日，國務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、湖南省長株潭地區、廣東省深圳市、四川省綿陽市等12個城市（地區）作為三網融合第一批試點，這標志著三網融合試點工作正式啟動。

加快推進三網融合，是黨中央、國務院做出的一項重大決策，對于全面推進我國國民經濟和社會信息化，加快培育戰略性新興產業，促進經濟社會發展和滿足人民群眾需求，具有十分重要的戰略意義，要按照服從國家利益，服從人民利益，尊重科學規律的要求，積極推動體制機制創新，大力推進廣電、電信業務的雙向進入，加快網絡升級改造和技術創新，創新業務形態，豐富服務內容，加快培育和建立合格的市場主體，加快和改進網絡與信息安全管理工作，探索建立符合我國國情的三網融合模式。

三網融合，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，包括技術融合、業務融合、行業融合、終端融合及網絡融合等。

根據國家廣電總局定義的三網融合總體技術路線，結合NGB技術體制要求，未來的廣電基礎網絡建設應以光纖同軸混合網為基礎，全面實施數字化和網絡雙向改造，推進光進銅退，逐步實現光纖到戶，確保先進性、實用性和經濟性；應以視頻業務為核心，構建與網絡智能適配的開放業務平臺，承載廣電融合新業務，實現平臺開放、業務豐富的目標；應以確保信息安全、文化安全為目標，構建完備的安全管控體系，實現對網絡、內容、業務和終端的全方位可管、可控。

2 技術分析

對于廣電網絡來說，現有HFC網絡的IP化是其整個網絡發展的趨勢。

為追求高效的通信技術手段，提高效率，降低成本。建設一個統一的、基于TCP/IP協議的數據承載網是大勢所趨。

統一的TCP/IP協議使各種基于IP的業務都能互通，如數據網絡、電話網絡、視頻網絡都可融合在一起。這種融合技術有很多優勢，在現有設施基礎上，通過融合技術將數據、語音及多媒體信息建立在統一網絡平臺上，既降低了管理和運營的成本，又提高了工作效率。

基礎網絡融合主要包括核心承載層融合、接入網融合、終端融合等多個方面。

核心承載層的融合表現為一個統一的基于因特網協議/多協議標記交換（IP/MPLS）的核心承載網將成為多業務融合網絡，可以支撐所有有線和無線、移動和固定以及語音、數據和多媒體業務。基于IP/MPLS的融合可以簡化網絡層次結構，節省網絡運營和維護成本。采用多協議標簽交換（MPLS）技術的IP網絡可以較好地提供業務的服務質量（QoS）和安全保障。

接入網融合也是整個網絡融合中重要的組成部分。未來的接入網絡包括各種有線、無線、寬帶、窄帶接入網，以便最大限度地保證網絡的覆蓋。因此，構建以IP為基礎的公共承載平臺，實現寬帶業務、視頻業務等多業務的融合接入是接入網融合的關鍵。

在終端方面，融合體現為同一終端可以支持多種接入技術和業務，如同時支持寬帶、語音和互動電視等。

因此，對于一個地市級的廣電網絡公司來說，建設一個統一的IP城域網是有必要的。

3 具體案例

3.1 項目背景

根據各種業務對服務質量、安全等級、監管要求、網絡性能、運維窗口等的不同需求，一般將三網融合試點業務分為幾個大類，如廣播電視業務、寬帶互聯網業務、多媒體通信業務和專網業務等，并按各類業務要求構建相應業務承載骨干網和城域網。

廣電承載網的骨干網和城域網應基于IP技術構建，一般建議采用基于3TNET技術的大容量、T比特級的核心路由器技術。

以安徽省某市城域網建設為例，在2010年以前，安徽各地市廣電公司基本上沒有自己的IP城域網，整個HFC網絡還是傳統的單向網絡，承載于其上的業務也都是普通的廣播式電視業務。

在這種情況下，根本無法應對三網融合的各項網絡以及業務需求，急需建設一張地市層面的IP城域網。

3.2 建設方案

考慮到網絡的可靠性，本方案采用層次化雙歸屬的建網思路。

在核心層，采用兩臺高性能路由器作為核心設備，配置雙主控多電源，充分滿足設備級可靠性，核心路由器雙上聯至省骨干數據網，同時，配置兩臺大容量BRAS設備實現用戶的認證計費，BRAS設備上連核心路由器。

項目建設初期根據帶寬需求，暫用GE鏈路互連，后期可平滑升級至萬兆。

在匯聚層，主要采用通信業界主流的T比特路由交換機，每臺交換機均通過2個GE鏈路分別上聯至不同的BRAS設備，實現鏈路1+1熱備份以及負荷分攤。

在核心和匯聚節點上可以實現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；在有條件的區域，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設備、EOC相關設備。

城域網的業務支撐平臺（包括域名解析系統、計費）和內容服務平臺（視頻、FTP、web頁面）的硬件采用UCS（統一計算系統）刀片服務器。后臺存儲采用EMC的存儲系統。

在網絡安全性方面，互聯網出口采用2臺萬兆防火墻進行網絡的安全防護和隔離。今后可以考慮采用鏈路負載均衡設備實現多ISP出口的流量負載分擔。

建成后的IP城域網網絡結構如“圖2 IP城域網網絡拓撲圖”所示，改造后的接入網組網模式示意圖如“圖3 接入網組網模式示意圖”所示。

3.3 業務流程分析

3.3.1 VOD業務流程

VOD業務流程如“圖4 VOD業務流程圖”所示：

VOD上行信令流在城域網承載，VOD下行節目流通過IPQAM方式承載，該方式VOD下行節目流不占用用戶下行數據通道，適用于開通寬帶的區域，IPQAM承載VOD占用節目頻點資源，隨著VOD/TSTV等個性業務的發展，頻點資源也將成為瓶頸，IPQAM 方式承載VOD還需要增加額外的QAM設備和光發射機，隨著入戶帶寬的增加，IPQAM 承載VOD方式將逐漸被IP方式取代。

點播流程如下：

① STB采用DHCP認證方式，PON/交換機啟動DHCP Relay，插入Option 82，核心路由器識別Option 82，完成STB的認證和地址分配；

② STB點播上行信令流通過城域網出口路由器到達VOD內網服務器；

③ 流媒體服務器發送VOD視頻流，目的地址為IPQAM的IP地址；

④VOD視頻流通過交換機組成的承載網到達IPQAM，IPQAM將IP視頻流轉換成RF信號，通過光發射機發射到HFC網絡，到達點播用戶。

3.3.2 寬帶上網業務流程

寬帶上網業務流程如“圖5 寬帶上網業務流程圖”所示：

① 為了實現針對客戶的精細流量計費，上網終端采用PPPoE 技術；

② 客戶PPP流量通過 Redius Server 進行認證，授權，計費；

③BRAS為不同的權限用戶配置相應的帶寬模版；

④客戶PPPoE 流量經過PON+EOC/CMTS+Cable modem 二層透傳至BRAS，BRAS終結二層流量，向上采用三層路由至相應目的網段；

⑤兩臺BRAS設備互為熱備組，通過BFD檢測實現故障時快速保護倒換。

3.3.3 企業專線業務流程

企業專線業務流程如“圖6 企業專線業務流程圖”所示：

企業專線業務網關都終結在業務網關核心路由器上，由核心路由器進行VPN轉發，不同的企業專線進入不同的VPN。可以考慮采用三層MPLS VPN轉發，這樣配置較為簡單。

①核心路由器作為SR，作為VPN的PE設備，接入L2 VPN /L3 VPN專線業務；

②同城企業專線用戶互訪，流量通過城域業務控制層設備和核心設備轉發，流量在城域網內終結；

③不同城市間VPN流量，通過城域核心設備轉發到骨干網，與其他城市互通；

④核心路由器同時作為L2VPN/ L3VPN客戶因特網訪問的網關；

⑤在核心路由器上建立有訪問因特網需求的VPN。

4 結論

本項目實施完成后，將形成一張覆蓋全市的大容量、多業務、安全可靠、可管可控的IP城域網，在站點覆蓋、網絡容量、安全可靠性、業務的擴展性、方便維護性等各方面，均能滿足三網融合初期廣電各項業務承載的需求，且網絡具備平滑升級的特性，在升級后能滿足未來5-10年的業務承載需求。