廣電城域網絡面臨的發展趨勢和挑戰

詹 斌

(高郵市廣播電視臺,225600）

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廣電城域網絡面臨的發展趨勢和挑戰

詹 斌

(高郵市廣播電視臺,225600）

摘要：隨著寬帶中國的逐步演進，廣電運營即將面對視頻和寬帶業務帶來的帶寬提速壓力，高清視頻點播導致寬帶流量承爆炸式增長，網絡IP化趨勢加速變革（例如終端IP化，業務IP化，傳輸IP化），新業務飛速增長也迫使長期存在的傳統業務例如廣播視頻、固定語音、傳統專線等受到挑戰。

關鍵詞：城域網絡;廣電業務;發展

當前在傳統業務模式仍然存在的情況下，新業務會呈現出不斷產生與變化的特點，這其實就要求城域網在保證傳統業務有序進行的同時，能夠為新業務提供資源的靈活調度和使用，新舊業務的融合、開放、互聯網化已不可避免，面對IPTV、寬帶網絡、LTE、大數據、云計算等方面的競爭，當前迫切需要以大帶寬為目標，構建全新的廣電城域網，打造健康產業生態，同時也針對靈活性、可靠性、易運維等方面提出了更高的要求。

1　業務模型始終決定網絡架構

多樣性的業務需要網絡架構支撐多業務處理和傳輸能力，廣電城域網要實現多業務承載，提升用戶體驗，但其在帶寬上已經不能滿足全業務運營的要求，導帶寬性能已成為瓶頸，尤其是VoD流量，我們可以試想一下，未來幾年廣電當前主流業務面臨的機會點和用戶業務訴求，廣電的發展勢必要求建設并優化高質量的城域網。

1.1視頻業務：引入3D視頻，增強視頻業務及體驗，同時實現內容聚合以及個性化智能檢索；

1.2寬帶業務：提升寬帶視頻服務的體驗，互聯網視頻逐步規模化，家庭固網、無線、移動互聯網普及；

1.3融合業務：融合數字家庭實現多媒體融合通信，多屏互動，云存儲，云計算；

伴隨著三網融合的契機，盡管近年來廣電也致力于打造寬帶網絡、努力提高寬帶服務訂購率，但由于自身不具備互聯網出口帶寬，巨額的網間結算嚴重制約著廣電寬帶互聯網業務的發展。廣電用戶首要的業務需求就是視頻質量更好、更清晰。而當網絡帶寬出現瞬間降低于編輯制作所要求的帶寬時，工作站端就會出現視頻畫面閃黑，使得節目的上下載和播出發生問題。而高清視頻碼率可達到50-100Mbps，帶寬、時延、流量突發等問題會變得越發敏感，由于VoD下行流量大，因此要求城域網容量足夠大，同時端口密度足夠高。廣電城域網針對雙向互動視頻業務和寬帶業務可部署新建雙平面承載，真正業務解耦。寬帶上網、互動業務、大企業專線業務等業務采用一個平面承載；點播業務、VOD信令采用另外的平面承載，按流量建網、易擴容，接入層+核心層，扁平化兩層組網。不同業務網絡可采用不同的網絡設備類型，能滿足業務發展需求，價格具備競爭力，擴容成本壓力小。業務解耦的優勢在于不同的業務對網絡有不同的需求，專網保障專項業務，按業務而非網絡維度開展運維，根據不同業務的發展規劃，針對性擴容。

針對不同工作站對時延要求有差別的情況，以及帶寬不穩定的問題，網絡拓撲設計可圍繞二層扁平網絡架構，同時接入層具備大緩存交換機能力。邏輯架構如下圖1：

1.4素材采集：高清非編和新聞制作網主要處理高清視音頻文件，所以資源上載主要來自各類高清攝像機、演播室信號回采，并支持來自于收錄系統、中心媒資系統、P2讀卡器等資源導入。

1.5非編和新聞制作：新聞制作系統是為了滿足時政新聞部、新聞評論部、社會新聞部幾個部門平時的業務要求而建立，配置的站點均需要在支持高清節目的制作、配音，文稿編寫的需求，也要滿足時效性要求。節目制作完成需要進行內審、技審后提交至演播室系統。

1.6節目播出：非編制作模塊中視音頻文件推送到演播室播出服務器中進行演播室播出。

整網采用二層扁平架構，打包、轉碼、新聞文稿工作站時延和帶寬要求不高的業務通過GE端口接入交換機，接入交換機堆疊通過10GE端口與 核心交換機或者數據中心相連；高清采集工作站、高清非輯工作站通過GE端口與大緩存交換機相連；IP NAS 統一存儲通過2*10GE雙上行到核心交換機；要求時實性和帶寬要求最高的新聞高清精編工作站和高清新聞素材采集工作站通過GE端口直接與存儲相聯；非編制作網通過核心交換機與其他節目生產系統互聯。

2　整網的網絡架構設想是

2.1業務分區設計：根據不同工作站的業務對帶寬和時延的不同要求，把工作站進行分類，不同類別工作站與交換機和存儲進行分區設計。

2.2低時延設計：基于電視臺視音頻端到端的傳輸時延不能大于40ms的天然特性，二層扁平網絡設計，減少跳數，降低時延。

2.3大緩存設計：高清制作網絡工作站接入交換機采用大緩存設計，避免突發大流量帶來網路擁塞而導致大量丟包。

3　高質量的廣電城域網可實現的價值優勢

3.1業務分區設計，網絡分層接入

按照客戶端承載的業務特性，提供網絡不同帶寬和時延，提高網絡的可靠性和節目制作的效率。高清新聞采集和高清新聞非編業務對帶寬和時延要求最高的業務通過單獨區域直接與非編NAS存儲連接；高清采集、高清非編等高碼流和低時延的業務通過單獨區域兩條L2層接入核心訪問非編NAS存儲；打包、轉碼、新聞文稿等時延和帶寬要求不高的業務劃分為其他區域通過兩跳L3層接入核心訪問非編NAS存儲；

3.2扁平化網絡，低延時

高清制作工作站訪問存儲的跳數過多可能會導致延時，采用二層扁平網絡設計，網絡側鏈路負載均衡算法和存儲側文件系統參數調優等方法，保證從工作站到存儲的端到端鏈路時延小于40ms。接入、核心二跳網絡，非編制作島生產工作站接入路由交換機到核心兩跳訪問媒資在線存儲平均延時均滿足要求。

3.3大緩存設計，不丟包

針對高清非編業務進行緩存和時延優化設計，高清非編工作站接入交換機提供共享大緩存能力，動態分配給接入端口相應緩存，即保證突發大流量不丟包，同時也不會因緩存帶來非編系統不可接受的大時延。

3.4全IP網絡統一承載

針對現有非編制作雙網架構帶來的網絡復雜行與運維成本高等問題，通過低時延、大緩存的設計保證高清非編業務需求,同時簡化網絡復雜度、降低運維成本。

高質量的廣電城域網，滿足廣電場景多業務高密用戶接入，保證 VOD內容高效分發到地市 ；大帶寬滿足廣電高速增長的帶寬訴求，無阻塞的交換能力，大交換容量以及大緩存保證高清視頻瞬間大流量不丟包；電信級的可靠性滿足多業務承載要求，同時精細化用戶管理更適應廣電場景（出口帶寬不足） ；網絡異常秒級精確定位，提升用戶體驗 。大視頻的后端需要超寬帶的網絡，從接入百兆開始，到VOD承載專網的QoS保障還有省干OTN 從100G乃至未來400G 的整網方案，為廣電運營商向全業務轉型和獲得更好的視頻體驗提供有力支撐。

圖1

參考文獻

[1] 韋樂平.城域網技術的新發展[J] .中國新通信. 2006(21)

[2] 池勝華,金燾.廣電網絡的現狀與發展[J] .中國有線電視. 2014(02)

[3] 任艷梅.廣電網絡發展問題及趨勢[J] .電子制作. 2014(01)

The development trend of CATV network and facing challenges

Zhan Bin
(Gaoyou City radio station,225600)

Abstract：With the gradual evolution of Chinese broadband,radio and television operators will face in the video and broadband bandwidth speed pressure,HD video on demand and lead to broadband traffic bearing explosive growth trend of IP network to accelerate change (such as terminal IP,IP,transmission IP),the rapid growth of new business also forced the long-standing traditional business such as broadcast video, fixed voice,the traditional line challenged.

Keywords：metropolitan area network broadcasting business development

作者簡介

詹斌，1982-，男，高郵市廣播電視臺，籍貫：江蘇高郵。電子工程師，研究方向：廣播電視技術。