华为宽带城域网IPTV业务承载解决方案_IPTV_宽带_融合通信

华为宽带城域网IPTV业务承载解决方案

邢海涛 2008/07/23

　　市场驱动把网络电视（IPTV）推向浪潮前沿

　　是什么制约了宽带市场的发展？CNNIC历次调查表明，我国非网民不上网的主要原因有：不懂电脑与网络、没有设备、上网没有用。其实，"不懂电脑"、"上网没有用"这两条原因，实质上也就是没有设备。这说明，对我国数亿家庭来说，终端设备已经成为接触互联网的真正瓶颈。

　　而IPTV恰恰避开了以上的问题，将宽带业务的用户群，从传统的PC用户拓宽到电视用户，大大降低了宽带用户群的文化层次和技术要求。目前国内宽带用户约4000万，TV用户却有超过4亿之多。对于宽带运营商来说，从4000万宽带用户到4亿电视用户，有着无比巨大的市场诱惑力。同时随着通信、光传输技术的发展，三网融合已经成为必然的趋势，谁能够率先抢占市场，就会在以后的竞争中掌握更多的筹码。

图一：历年调查上网人数表（第十五次中国互联网发展况状分析报告）

图二：2002～2004年同期固网通信与移动通信ARPR比较（中国信息产业部）

　　根据国外运营商的案例，视频类业务将极大的拉动宽带业务的发展。中华电信hiChannel依靠影视类的宽带流媒体业务已经占据了台湾八成以上的ADSL市场，其主营业务主要集中在电影类、新闻类和教育类节目。韩国电信KT、法国NEUF TELECOM、加拿大Aliant电信公司等也利用IPTV业务极大的拓展了宽带的收费空间。国内以IPTV为主要服务内容的公司也纷纷成立，如中视网络、北京网视（北广传媒）、神州电视台、互联星空（中国电信）、天天在线（IDG和中国网通）等，成为2004年中国宽带互联网发展的亮点。

　　华为宽带城域网IPTV承载解决方案

　　华为致力于IPTV业务的推广和研发，1999年开始启动流媒体标准和技术的预研工作，结合现代IP城域网先进技术与流媒体技术，提供全线软硬件产品，推出一整套城域网IPTV业务解决方案，同时华为积极与中视网络、上海文广、广电在线、中数传媒等内容频道提供商研讨并签订合作协议，提供IPTV整体解决方案。

图三：传统PC用户与IPTV用户对比

　　华为IPTV城域网解决方案，由业务支撑系统、内容网络系统、骨干承载网、接入网络几个部分组成。业务支撑系统和内容网络系统实现业务的管理和提供；网络层和接入网以及用户端设备配合完成业务的接入、控制、管理、QOS保障和安全。

图四：宽带城域网IPTV解决方案系统图

　　IPTV目前开展的主要业务是BTV（基于组播）和VOD业务，实时流媒体对QoS要求高，媒体分发网络的采用又使网络流量呈收敛状。这些都对承载网络提出了新的要求。

　　IPTV业务对承载网提出新的要求

　　1、IPTV的QOS指标需求

　　BTV是一种实时性的流媒体业务，在用户PC、STB和CS、ES之间需要提供QOS保证，对承载网主要要求提供带宽和一定的时延保证。VOD由于没有实时性的要求，并且可以通过CACHE缓存，对时延和抖动的要求不高，但对丢包率的要求比较高。

　　除去应用系统、服务器、终端的响应，编解码要求，对承载网端到端QOS要求：

　　2、IPTV带宽需求

　　目前大量主流机顶盒厂商均采用了标准的MPEG系列编码格式，另外，新一代编码标准H.264提出了更先进和更高编码效率的算法（ISO MPEG4－Part10），未来很可能成为IPTV和流媒体业务的主流格式标准。

　　IPTV业务对承载网的带宽需求在业务发展的不同时期根据节目套数和VOD、上网流量有所区别，可根据参考模型按照以下公式计算：

　　承载网带宽需求＝BTV带宽（每频道带宽×套数）＋VOD带宽（用户数×在线率×点播率×每影片点播占用带宽）＋普通上网带宽（用户数×在线率×上网比例×平均上网流量）

　　3、IPTV的安全要求和组播特性

　　在安全性方面，首先要保证业务系统CS、ES、SMS、EPG等设备的安全性，防止非法入侵，对于用户应该只见到提供访问节目的EPG和提供流媒体的CS及其CACHE（ES）；另外要保证用户PC或STB的安全性，防止非法用户的入侵，及非IPTV 用户访问IPTV的资源。

　　IPTV业务主要采用组播方式实现BTV、NVOD业务，要求全网支持组播。

　　华为宽带城域网IPTV承载网优化解决方案

　　承载网分为两个平面，A平面承载普通互联网上网业务；B平面由高端路由器和BAS构成，专门承载IPTV、NGN等电信级业务；核心设备之间采用10 GE互联，互为备份；骨干区域支持全网MPLS，城域网与省干通过EBGP连接，提供跨域MPLS VPN业务；承载网的汇聚层BAS设备，实现电信业务的流量汇聚、用户的接入、业务区分和控制，通过GE或10G连接到核心路由器，保证链路的带宽满足业务电信级业务的流量；城域网中通过不同的MPLS VPN区分不同的电信业务；通过MPLS DiffServ提供QOS保证，在此基础上实现电信业务的综合承载。

图五：宽带城域网IPTV承载方案发展方向

　　当然，考虑到各地城域网投资和建设的复杂情况，目标网络的建设并不是能够一蹴而就的，需要对现网进行逐步的优化和改造，具体的过程可以是：单播（VOD业务）—→组播（BTV业务）—→组播VPN。

　　1.单播过渡方案

　　最初城域网可能不支持全网组播，因此在IPTV业务初期，首先开展的是VOD业务。由于VOD对时延的要求相对不高，只要保证足够的带宽，降低丢包率，基本上就可以满足VOD业务的需求，所以这阶段承载网优化的重点放在设备转发能力和带宽的增加上，我们称之为单播过渡方案，主要内容有：

　　通过软硬件升级的方式提高核心设备的业务能力，使其具备强大的路由能力和高效的业务转发能力，对于核心设备采用L3的，建议更换成高端路由器；提高核心设备与汇聚设备、BAS间链路带宽；接入层DSLAM向IP上行改造，减少级联；将缓存设备ES部署在靠近用户侧，并联到BAS或DSLAM上，降低用户到ES的跳数，在承载网的QOS无法得到很好保证的情况下尽量提升IPTV业务的质量。

　　考虑到向目标网络的平滑过渡，在单播阶段，条件允许的情况下，我们推荐使用双平面的方案，搭建新业务平面，使用MPLS VPN在新业务平面为IPTV业务建立专用的MPLS VPN通道，以保证IPTV业务在骨干层面所需的带宽和QOS；在接入层用VLAN或PVC区分业务，将IPTV业务与普通上网业务的流量区分开。

　　2.组播过渡方案

　　为开展BTV业务，需要对全网进行组播改造，此阶段承载网优化的重点放在对组播能力的支持上，称之为组播过渡方案，主要内容有：

　　对核心设备升级改造，使其具备强大的组播能力，支持组播线速转发和组播QOS保证；可控组播：目前组播缺乏有效用户管理，认证、计费、管理困难，为了使组播可运营可管理，需要对组播功能进行优化和改进。可控组播主要包含信源控制、用户控制以及安全控制三个方面，具体在承载网优化中，需建立组播访问规则，实现授权并与业务管理平台配合进行认证，对组播用户进行管理，同时需要末端接入交换机支持IGMP snooping、IGMP filter的特性；对DSLAM进行改造，使其支持组播业务；在最接近用户的地方复制组播报文，可占用较少的网络带宽，因此我们采用二层交换机复制组播，由DSLAM进行组播控制；为了更好的承载组播流量，在核心和汇聚层采用RPR环的方式，通过路由策略将组播的流量引入RPR环，减小普通上网流量对组播业务的影响。

　　3.组播VPN方案

　　最终我们希望使城域网达到目标网络的结构，此时宽带城域网承载多种电信业务，包括IPTV、NGN、VPN专线、INTERNET等等，承载网优化的重点放在多业务的分离，及电信业务的安全和QOS保证方面，我们称为组播VPN方案。

　　由于MPLS VPN在业务隔离方面的优势，成为业务隔离的基础，因此核心层必须要具备强大的MPLS VPN支持能力，支持线速MPLS 转发，支持MPLS TE、MPLS DiffServ、IntServ等QOS技术，支持QOS的线速处理；由汇聚层设备实现对业务的动态感知和区分，提供不同的QOS，然后将其引入不同的承载平面；出于安全行和QOS方面的考虑，在接入层采用PSPT（Per Service Per Tunnel）技术隔离业务，ATM DSLAM通过不同的PVC分隔不同的业务，LAN接入则通过802.1Q分隔不同的业务，针对每种业务给予适当的QoS保证；IPTV的VPN采用组播VPN技术，可以使组播很好的在MPLS VPN内传播。

　　IPTV未来的发展

　　只有在具备了丰富的内容和强大的网络支撑后，IPTV业务才能实现快速发展。华为产品覆盖了IPTV业务从用户终端到骨干核心、从硬件到运营管理各个方面，不断挖掘宽带网络的增值潜力，提供完善的IPTV业务运营解决方案，帮助运营商迅速占领市场，保护投资，使运营商再无后顾之忧。在未来两三年的时间里，IPTV业务将进入规模发展阶段，用户数将持续增长。据In-Stat/MDR公司预测，到2008年，电信运营商的IPTV业务将覆盖全球7500多万家庭，IPTV业务将更加丰富多彩，用户通过电视即可获得电视购物、游戏等增值服务以及语音、即时消息、电视短信等通信类的服务。

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