ITV業務組播復制點下移改造的思考

李利軍，李麗榮

（1.中國電信股份有限公司衡陽分公司，湖南 衡陽 421001；2.湖南省衡南縣教師進修學校，湖南 衡陽 421141）

隨著ITV業務的高速發展，網絡流量的不斷增長，對接入網絡的要求越來越高，若運營商僅依靠優化、擴容接入網絡來解決問題，只能使網絡越來越龐大，管理越來越困難，因此，考慮優化業務流量，減輕網絡的承載壓力就顯得尤為重要。由于前期各個運營商ITV業務的組播復制點均部署在BRAS/SR上，在三網融合迅速推進的今天，為了確保ITV業務的順利發展，不會由于接入網絡流量迅速增大而受到阻礙，筆者特提出ITV業務組播復制點下移改造實施方案[1-6]。

1 城域網內ITV業務網絡承載現狀

目前，各大運營商ITV業務在城域網內大多采用NATIVE IP承載方案，其特點為：ITV業務可采用各種不同的接入方式，承載在IP城域網的全局模式下，在IP城域網內開啟三層PIM-SM組播功能后，可根據業務需求及設備支持能力情況，選擇各個層面的設備作為組播復制點，且ITV前期都采用BRAS作為組播復制點，具體承載網絡拓撲如圖1所示。

圖1 城域網承載ITV業務網絡拓撲

ITV業務的三層組播網絡由組播源、核心路由器及業務接入控制層設備（BRAS/SR）組成，采用PIM-SM協議來構造三層組播路由域。ITV業務的二層組播流量采用以太網來承載，在圖1中，從BRAS設備開始一直到最終用戶都是一個純二層的以太網絡，采用TRUNK鏈路技術來承載多個VLAN的流量，組播流量也同樣采取VLAN的形式來承載。

2 組播復制點下移方案

目前，中電信現網部署ITV業務的組播復制點基本設在BRAS上，以利于前期ITV業務的開展，該方式對BRAS以下的接入網設備沒有特殊要求，現網設備無須改造就可開展ITV組播業務。但隨著ITV用戶的快速增長，對BRAS設備的性能要求越來越高，接入網的流量在迅速增大，接入網的承載能力已很難滿足ITV用戶快速增長的需求，因此采用將組播復制點逐漸下移到DSLAM、園區、OLT等接入設備的模式，不僅可有效減輕接入網絡的帶寬壓力，同時還可降低對BRAS設備的性能及功能要求。

2.1 組播復制點下移到DSLAM

DSLAM是網絡運營商接入網最常見的一種接入方式，在電話線的基礎上，通過調制不同頻率的信號，從而實現同一條電話線上能同時承載語音和寬帶業務。DSLAM設備的種類較多，由于ATM技術與IP技術的QoS不能很好地進行融合，且ATM設備一般不支持IP協議族的IGMP等功能，因此在ATM內核DSLAM設備上不考慮開展ITV業務。下文提到的DSLAM設備主要指IP DSLAM（也包括PON方式DSLAM設備）。其中，IP DSLAM方式接入主要指使用IP協議作為設備內部核心技術，且利用DSLAM技術進行業務接入的設備。而ADSL的理論最大數據傳輸速率為8 Mbit/s，ADSL 2+的理論速率可達到20 Mbit/s，VDSL的速率則更高，由于目前存在大量DSLAM用戶，且在IPDSLAM場景下發展了很多ITV業務用戶，因此將IP DSLAM設備組播復制點下移到DSLAM設備是非常有必要的措施。

1）IP DSLAM常見組網部署ITV業務

IP DSLAM常見組網部署ITV業務方式如圖2所示。

圖2 IP DSLAM常見組網部署ITV業務方式

IP DSLAM組網方式一為上行直掛BRAS，一般不使用QinQ，當寬帶用戶接入后，在業務板的接入端口上加上不同單層VLAN標記，送到BRAS相應的物理接口進行處理。其他方式都是通過中間設備（園區、匯聚或OLT設備）上連BRAS，寬帶用戶接入后，在DSLAM設備業務板的接入端口上加上不同單層VLAN標記，到中間設備與DSLAM相連的下行口時，在中間設備上再打上一個外層VLAN標記（QinQ），中間設備與BRAS相連的下行口可邏輯地劃分成不同子接口，對應的子接口將剝離兩層VLAN標記處理數據。無論是哪種接入方式，DSLAM和BRAS之間均是純二層網絡，只需透傳相應的VLAN即可，考慮到VLAN數可能不夠的因素，增加了QinQ協議的應用。由于ITV業務在IP DSLAM場景下的應用，需要單獨的業務通道提供給各個DSLAM端口，因此，以太網部分可使用不同VLAN來進行區分，DSLAM端口部分，可使用不同VPI/VCI來進行區分，同時用戶Modem需要能將不同VPI/VCI橋接到不同的以太網口。目前IP DSLAM設備均支持多PVC功能，因此要求用戶必須使用智能Modem以支持多PVC橋接功能。

2）IP DSLAM組網組播復制點下移

IP DSLAM常見組網部署ITV業務組播復制點下移方式如圖3所示。

圖3 IP DSLAM常見組網部署ITV業務組播復制點下移方式

2.2 組播復制點下移到園區

組播復制點下移至園區設備主要是針對LAN方式接入用戶，LAN方式具有帶寬高的優勢，一般部署于寫字樓或者高檔小區，LAN方式接入模式為：用戶家庭網關上連樓道交換機，樓道交換機通過園區、匯聚交換機上至BRAS，樓道交換機配置單層VLAN，在園區交換機或匯聚交換機上起用QinQ打上外層標記，再透傳到BRAS上。由于IPTV需要提供專用的業務通道，而LAN方式可靈活采用VLAN來區分業務，但是，目前LAN方式的接入設備一般放置在樓道，同時向多個用戶提供服務，而用戶側一般未配置支持VLAN的交換機，所以在LAN方式場景下，部署IPTV業務主要方法為再部署一條IPTV專用網線到用戶家中，在用戶家中增加支持VLAN的家庭網關，用不同VLAN來區分業務。在實際操作中，運營商一般采用后一種種方式。由于單臺樓道交換機的端口數有限，下接的用戶量較少，所以復制點下移到樓道交換機意義不大，并且園區交換機一般不支持下行端口既做QinQ又針對下行端口的組播復制點下移，因此針對LAN用戶，組播復制點下移到園區設備就可以了，圖4為LAN常見組網承載ITV用戶不同組播復制點的網絡對比情況。

2.3 組播復制點下移到OLT

在PON場景下部署ITV業務相當于IP DSLAM方式和LAN方式的結合，主要針對ONU的不同而進行不同的部署。如果ONU是DSLAM類型，用戶家中配置支持PVC橋接到不同LAN口的Modem，ONU上將不同PVC橋接到不同的VLAN，然后在OLT上打上外層VLAN標記透傳到BRAS，具體方式可參照組播復制點下移至DSLAM設備方式直接下移至DSLAM設備。如果ONU是LAN方式的，參考組播復制點下移至園區、匯聚設備的部署方法，ONU單層VLAN標記或ONU透傳家庭網關的VLAN標記，OLT上打上外層VLAN標記透傳到BRAS。如果ONU直接部署在用戶家里，那么只需要ONU上具備多個LAN口，并且不同LAN口能封裝不同VLAN即可。組播復制點下移至OLT設備主要是針對LAN方式接入ONU用戶（FTTH/FTTO/FTTB等），圖5為PON網絡常見組網承載ITV用戶不同組播復制點的網絡對比圖。

圖4 LAN常見組網承載ITV用戶不同組播復制點的網絡對比

圖5 PON網絡常見組網承載ITV用戶不同組播復制點的網絡對比

3 組播復制點下移改造實施步驟

3.1 組播VLAN及IP地址規劃

1）組播引流VLAN

組播復制點下移前，現有ITV用戶需進行業務分離并更改為IPoE接入方式。組播復制點下移需進行引流VLAN的全網規劃，考慮到一個二層接入網絡的接入設備一般不會超過1 000臺，建議城域網規劃5個單層VLAN作為引流VLAN，使用原則如下：組播引流VLAN使用在SR/BRAS、匯聚交換機、接入設備之間；在不同物理的二層網絡可重復使用，即BRAS/SR不同物理端口下可以重復使用；一個組播引流VLAN內的接入設備建議在200臺左右，避免廣播域過大，順序使用所規劃的5個VLAN，如51～55，若OLT等接入設備直掛BRAS/SR，則重復使用1個VLAN51即可。

2）互通IP地址

組播引流VLAN內的互通IP地址僅作為IGMP路由器與IGMP代理設備之間交互使用，可以采用私網IP地址，考慮到每臺BRAS/SR設備的組播引流子接口不會超過256個，每一個引流VLAN下對應的接入設備不會超過256臺，且不同BRAS/SR設備可重復使用，筆者建議統一使用一個B類私網IP地址，不同BRAS/SR設備均使用同一個B類私網IP地址段，同臺BRAS/SR設備的不同引流子接口使用一個C類地址段。各個網絡運營商可以根據各自現有私網IP地址使用情況，按地址不沖突、地址管理便利的原則進行總體規劃，表1為以10.51.0.0/16私網網段為例進行的地址規劃。

3.2 用戶ITV業務配置規范。

由于用戶ITV業務必須有獨立的承載通道，因此可采用PSPV、PSPUPV等接入方式，通過不同的PVC或者VLAN實現對不同業務（上網、VoIP等）進行區分，筆者建議設置值參考如表2所示。

3.3 用戶認證模式修改

在ITV發展之初，由于業務規模不大，為了拓展市場，ITV業務常與上網業務進行捆綁銷售，在網絡承載方式方面，為了快速融入現網，ITV業務使用與普通PPPoE相同的物理平面，并與普通PP?PoE用戶使用相同的認證方式，以為ITV快速融入現網提供技術層面的支撐。在采用PPPoE方式進行連接時，IGMP報文被封裝在PPPoE包頭中，由于只有PPPoE的發起端設備（STB）和終結端設備（BRAS）能夠識別IGMP，因此為實現組播復制點下移，用戶接入需采用DHCP方式。

表1 以10.51.0.0/16私網網段為例進行的地址規劃

表2 設置值參考

ITV用戶地址分配及認證方式采用DHCP模式，從ITV業務發展的角度來說，不僅提供了業務獨立的地址分配和認證方式，而且相對于普通PPPoE用戶認證方式來說，DHCP采用集中式的地址分配和認證方式，擁有更為豐富、靈活的地址管理手段，既簡化了ITV業務的維護量，又為ITV業務的獨立性和業務不間斷發展提供了有力的技術支持。DHCP業務認證平臺可以利用相應ITV網絡進行全省統一部署，也可以地市為單位進行分布式部署，筆者建議采用全省部署模式。

3.4 改配置實行組播復制點下移

在組播引流VLAN、互聯IP均已規劃好，ITV業務配置已完成規范化，DHCP業務認證平臺也部署完成的前提下，運營商可以逐步實施組播復制點下移，為盡可能少地影響用戶，筆者建議采用如下步驟進行實施：

首先，完成用戶認證模式的修改，對原PPPoE認證的ITV用戶修改為DHCP認證。筆者建議，應要求各個機頂盒設備支持優先采用DHCP認證，在DHCP認證不通過的情況下，再進行PPPoE認證，這樣在BRAS側將ITV用戶通道的認證模式改為DHCP+PPPoE方式，就可以將ITV用戶逐步更改為DHCP模式進行認證，否則若全部機頂盒都需要手工修改的話，工作量將非常大，也特別耗時。

其次，完成組播引流VLAN、互聯IP等相關組播下移配置，但在下移的組播復制點設備暫不將ITV用戶業務加入BTV用戶。

第三，完成最后配置，做好計劃，分設備逐步完成組播復制點下移。

4 結束語

ITV業務及網絡技術的發展不是一蹴而就的，ITV承載網技術也必然在ITV業務的推動下，結合IP網絡技術的變革而不斷發展。隨著ITV業務的大規模發展，ITV用戶還將進一步快速增長，對網絡資源的要求會越來越高，各個運營商也將不斷地制訂各種策略以滿足其需求，避免因承載網絡瓶頸而影響業務發展，為ITV業務發展添磚加瓦。

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[1]STEVENS W R.TCP/IP詳解[M].北京：機械工業出版社，1999.

[2]許永明，謝質文，歐陽春.IPTV一技術與應用實踐[M].北京：電子工業出版社，2006.

[3]解偉，郭曉強，全子一.IPTV中的視頻壓縮技術研究[J].電信科學，2006（3）：39-42.

[4]王惠玲.現代電視網絡技術-有線電視實用技術與新技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.

[5]盧官明，宗昉.IPTV技術及應用[M].北京:人民郵電出版社，2007.

[6]ISO/IEC 14496-3，Coding of moving pictures and audio[S].1998.