IPTV方案

第1页IPTV承载网解决方案IPTV承载网架构概述开始了解解决方案之前-有必要先了解一下IPTV承载网的网络架构和关注的重点-下文进行简单的阐述。如上图所示-IPTV承载网融合在运营商的整个网络架构中-在接入汇聚层-由于涉及面广-IPTV承载网和原有城域接入网共用一个平台-接入平台一般采用二层透传模式-并采取合适的技术对网络故障提供保护-在核心层-由于IPTV业务的大流量以及高的QOS要求-IPTV承载网往往和运营商的其他高价值业务比如NGN/3G等共用一个IP核心网-核心层是三层路由的MPLSVPN网络-构建不同业务的逻辑平面-在业务控制层-IPTV业务发展初期-普通业务和IPTV业务共用一个BRAS设备接入并分流-这样对整网的改动小-业务开展快-业务大规模发展时-设立专门的IPTVBRAS-宽带上网业务通过原有BRAS接入-IPTV业务通过专用的IPTVBRAS接入-这样既消除了IPTV业务和其他业务之间的相互影响-也保证了大流量IPTV业务自身的需要-同时-继续利用BRAS强大的控制能力-保证IPTV业务的安全接入-IPTV业务和其他业务在二层汇聚设备进行分流。第2页IPTV承载网方案关注点概述IPTV承载网的基本要求是要根据IPTV业务的特性-合理规划网络-并保证业务实现流程的高质量完成-上图是IPTV业务实现的基本步骤-以此为线索-你们分析一下IPTV承载网的解决方案。首先对于第一个步骤-要规划STB的接入方式和接入安全-这需要BRAS和STB配合解决-对于BTV业务的第三步和第四步即加入频道和节目播放-涉及组播功能的部署-也是IPTV解决方案的一个重点-包括核心层和接入汇聚层的组播部署-同时要考虑组播权限-也属于组播安全的问题-对于VOD业务-重点要关注第四步和第五步-要做好CS和ES的部署-以及他们之间流量的传送。除此之外-要保证IPTV业务的端到端QOS-涉及STB到CS、ES、组播源之间的所有网络-另外-就是要考虑网络的可靠性-保证网络在节点或链路故障时-业务可以快速倒换-最后-IPTV承载网还有两个基础问题需要考虑-一是IPTV业务的流量大-整网必须保证一定的带宽-另外就是由于网络中存在多种业务-必须对业务进行区分及分流-为后续业务调度打下基础。综上所述-IPTV承载网就是要在不同的网络层次做好以下几个方面的规划-包括带宽、业务第3页区分等基础问题-也包括STB接入规划、组播规划、QOS规划、可靠性规划和安全规划等问题-华为公司对这些需求进行了充分考虑-后续对这些规划部署进行详细阐述。IPTV承载网的基础保证从IPTV承载网概述一文中可以看出-IPTV业务和其他业务在城域网共用一个接入平台-为了保证IPTV业务严格的QOS要求-首先就要对不同的业务进行区分-另外-IPTV视频流占用大量的网络带宽-带宽的规划也是保证网络正常运行的一个基础。IPTV承载网的业务区分IPTV承载网和原有城域网共享一个接入平台-不同的业务有不同的需求-为了保证后续业务的差异化调度-首先必须对业务进行区分-华为公司在接入网主要采用灵活QINQ技术对业务进行区分-对于VOD业务-采用双层VLAN标签-外层代表业务-内层代表用户-对于BTV业务-采用单层VLAN标签-即MVLAN的VLANID-根据接入层设备上传的信息-可以实现PUPV-PSPV-PUPSPV各种方式-为后续QOS调度-用户定位及认证打下基础。（详情请参看灵活QINQ在城域网中的应用）IPTV承载网带宽保证IPTV视频业务目前主要有几种编码方式-包括MPEG4、H264和AVS等-其中AVS具有你国自主知识产权标准-在以后IPTV业务的发展中前景看好-不管使用哪种编码方式-一个媒体流占用的带宽大约为2M。在核心网中-对于BTV业务-一个频道只有一份组播报文在承载网中传送-占用的带宽和频道数成正比-对于VOD业务-由于是点到点业务-每个用户的一个VOD业务都会有一份报文在网络中传送-为了节约对核心网的带宽占用-IPTV方案可以设置CS和ES两种方式来存放VOD内容-ES放置在核心网边缘-CS放置在网络核心位置-对于经常点播的内容-在ES上存放-如果用户点播的内容在ES上存在-媒体流直接从ES向下分发-不占用核心网带宽-当点播的第4页内容在ES上不存在时-由CS把内容发送到ES后再转发给用户。从上面的分析可以看出-BTV业务占用的带宽是可控的-VOD业务占用的带宽是不可控的-和并发的VOD用户有关-但不管采用何种优化-IPTV在核心网最终占用的带宽还是巨大的。另外-当组播业务在BRAS上针对每用户复制-VOD并发用户多的情况下-在接入层也会占用大量带宽-也要充分考虑带宽占用情况。鉴于IPTV业务的大流量-在做QOS调度前-必须对IPTV业务的带宽考虑一定的预留-它是其他QOS调度的前提。IPTV承载网关键功能实现为了保证承载网上IPTV业务的顺利实现-必须结合IPTV业务的特点部署相应的功能和技术-最终保证用户对IPTV业务的良好体验-具体的功能和技术包括STB接入、组播部署、可靠性等。STB接入STB接入是IPTV业务的第一步-目前的接入方式主要包括DHCP和PPPOE两种-选用不同的接入方式-对业务控制设备和接入效果有直接影响-华为公司STB接入支持这两种方式-根据不同的场景-可以选用不同的接入方式。DHCP接入的优点是STB实现简单-组播报文在IPOE上承载-不需要对组播报文作PPP封装处理-采用DHCP方式时-DHCP报文可以携带OPTION60/82参数-相关服务器根据OPTION60/82携带的信息-进行业务区分-IP地址分配以及认证等工作-但缺点是需要建立另外一套接入认证和地址分配系统-另外DHCP的安全性也不及PPPoE。PPPoE方案的优势是可以利用运营商成熟的接入认证和地址分配技术-而且安全性非常高-目前大多数运营商一般采用PPPoE管理STB-整网只部署一套接入认证和IP地址分配系统。当组播复制和控制在BRAS上直接针对PPPOE会话进行时-BTV和VOD业务都采用PPPO第5页E方式封装-STB只需要支持PPPOE协议栈即可-但当组播复制和控制在末端设备执行时-VOD业务仍然需要采用PPPOE方式封装-而BTV业务则需要采用IPOE方式封装-此时要求STB支持PPPoE＋IPoE双协议栈-对STB的要求相对较高。IPTV业务一般只在运营商内部运营-为了保证业务的安全-不管采用哪种方式-STB可分配私网IP-上网用户分可配公网IP。IPTV承载网组播功能部署毫无疑问-对于IPTV的基本业务BTV-承载网络组播功能的部署直接影响承载网的性能和BTV的业务效果。业务控制层之上组播协议的部署在业务控制层之上-是三层路由网络-组播协议采用PIM-SM-PIM-SM是一种典型的组播路由协议-它独立于其他单播协议-依靠自有机制建立组播分发树-组播报文在分发树的分叉点进行复制-保证在共同的路径上只有一份组播报文发送-最大限度节约了带宽-它适用于大量分散用户接入的组播场景。传统PIM-SM协议一般运行在一个自治域内-如果全网需要部署组播业务-就需要引进跨域的组播路由协议-华为公司目前采用MBGP和MSDP两种协议-MSDP用来传递域内或域间RP上的组播源信息-达到全网共享的效果-MBGP可以传递域间组播路由信息-因此-在多域的组网情况下-可以采用PIM-SM+MBGP+MSDP方式实现组播分发树的形成。业务控制层之下组播功能的部署（1）组播VLAN和组播VLAN+在业务控制层之下-一般是二层透传网络-用户业务通过VLAN传送-如果不同的VLAN内有第6页组播用户-需要在每个VLAN复制一份组播报文-增加了网络带宽。华为公司的组播VLAN、组播VLAN+很好的解决了这个问题。（2）组播复制点的选择在网络的核心层-主要通过PIM生成组播分发树来传送组播报文-组播复制点由协议决定-在接入及汇聚层-组播业务主要在MVLAN内传送-组播复制点可以根据网络的实际情况进行部署-复制点位置的选择-直接影响组播带宽的占用-复制点选择的越接近用户-接入网带宽占用越少。华为公司提供三个不同位置的组播复制点：o业务控制设备上复制IPTV业务发展初期-用户量相对较少-组播复制点可选择在BRAS上进行-华为公司提供的MA5200G/ME60具有强大的组播复制能力-可以基于用户VLAN和PPPOE会话进行复制-此时接入汇聚网络不需要使用MVLAN-用户的组播流量和普通流量一样在各自的VLAN或PPPOE会话中承载。o组播交换机复制IPTV业务发展到一定阶段-用户量增加-但网络中末端交换机和DSLAM设备可能不支持组播特性-如果大面积改造-成本过高-此时可以选用支持组播VLAN+特性的交换机进行组播复制-S6500是一款合适的组播交换机-放在园区汇聚位置-下挂一定数量的末端设备-组播交换机之上通过组播VLAN发送组播报文-组播交换机之下通过跨VLAN复制组播报文到组播用户。o在末端设备上复制IPTV大规模发展时-由于用户数量大-无论是在BRAS上还是在组播交换机上复制-都会形成性能瓶颈-此时需要在末端交换机或DSLAM上进行复制-末端交换机或DSLAM需要支持组播特性-包括组播VLAN-IGMPSNOOPING/PROXY等-末端设备之上通过共用的MVLAN传送组播报文-末端设备上通过IGMPSNOOPING形成的组播转发表复制组播报文。组播频道快速切换传统电视频道切换速度很快-如果采用通常的组播加入和组播分发方法-频道切换速度很慢-第7页难以满足用户体验-华为公司采用以下两种方法保证频道切换速度。（1）IGMP频道快速切换当在DSLAM/L2上做组播权限控制和组播报文复制时-通过对IGMP协议的优化-采用IGMP快速离开机制-华为的单个设备处理IGMP加入、离开只需要100多毫秒-可以保障用户频道切换时间1秒。（2）静态组播加入对于某一个频道-无论是否有终端加入组播组-BAS、甚至DSLAM/L2可事先加入组播组-当没有用户时-丢弃组播报文。静态加入组播组主要是为了加快用户加入组播组的速度-不会因为是第一个用户而等待较长时间-从而解决IPTV业务流的延迟和切换时间问题-实际上是以带宽换时间-加快频道切换速度-保证用户的良好体验。IPTV业务的QoS保证在IPTV承载网上-QoS调度主要采用Diffserv机制-在接入层根据802.1p的优先级进行调度-在核心层依靠IPDSCP或MPLSEXP进行调度。另外-华为公司在业务控制层采用的MA5200G或ME60设备-支持强大的H-QoS调度-可以在不考虑接入网设备QoS能力的前提下-保证每用户、每业务的QoS需求。IPTV业务在接入及汇聚层的QoS调度IPTV业务上行的流量相对较小-调度相对简单-采用802.1P优先级调度方法-业务在进入接入网时-外层VLAN标记不同的802.1P优先级-沿途设备根据优先级不同进入不同的队列。下行流量主要靠BRAS设备进行集中QoS调度。IPTV承载网业务控制层的QoS保证第8页在业务控制层-首先要完成上行业务和下行业务的QoS影射-即接入层802.1P到核心层IPDSCP或MPLSEXP的QoS映射-保证业务到达对方区域时仍能按照最初的优先级进行QoS调度。另外-业务控制层要完成集中QoS调度-由于接入层设备组网简单-对QoS的支持力度不一-需要在业务控制层对下行数据流进行集中QoS调度-华为公司采用H-QoS机制进行调度-可以根据端口信息、用户信息及业务信息进行集中调度-保证用户各种业务的转发优先级以及合适带宽等。IPTV承载网核心网层QoS保证IPTV业务承载网在核心层主要使用IPDSCP或MPLSEXP进行调度-可以基于组播地址、CS/ES地址设置进行流分类-并设置不同的优先级-然后采用队列调度机制进行转发-例如-对于特定的组播流-设置高的优先级-在队列调度里优先转发-对于CS和ES之间的VOD流量-还可以采用DS-TE技术-保证视频内容的可靠传送。IPTV承载网的安全性STB接入的安