張蕾

摘 要：本文簡要介紹了IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成，對IPTV業(yè)務(wù)流量進行了估算，提出了適合IPTV運營的承載網(wǎng)組網(wǎng)方案，希望能夠?qū)PTV組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化有借鑒作用。

關(guān)鍵字：IPTV，組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)；QoS；Diff-Serv機制

引言

IPTV主要是通過原有的寬帶網(wǎng)絡(luò)來完成的以電視機作為設(shè)備終端的播放過程，整個過程的主要基礎(chǔ)還是原有的寬帶，而電視機起到了一個終端的作用，將多元化的電視節(jié)目通過寬帶在電視機屏幕上進行播放，整個過程對于互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信、廣播電視及下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行了綜合集成，并在此基礎(chǔ)上對于MPEG-4，H.264、AVS等視頻編解碼技術(shù)加以優(yōu)化后也進行了應(yīng)用，通過IP寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)互動地傳送或分發(fā)給用戶，用戶可以通過這項技術(shù)欣賞到比以往任何時候都要多元化的節(jié)目，并且也可以根據(jù)自己的需要進行視頻或是劇目的保存，暫緩等操作。IPTV最大的特點是使電視圖像業(yè)務(wù)在高速互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用成為現(xiàn)實，即IPTV給寬帶業(yè)務(wù)注入了電視服務(wù)內(nèi)容。

1、IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成

如圖1所示，IPTV系統(tǒng)主要包括IPTV網(wǎng)管、CMS（Content Management System）、BSS（Business Support System）、MDN（Media Delivery Network）、MEM（Media Entertainment Middleware）、IPTV報表和STB（Set Top Box）等子系統(tǒng)。此外，IPTV還包括SQM、TVMS等子系統(tǒng)，提供服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控、電視消息管理等擴展功能，幫助用戶開展豐富的增值業(yè)務(wù)。

IPTV的各種業(yè)務(wù)中的流媒體業(yè)務(wù)所需的帶寬要求較高。不同的節(jié)目類型、編碼方式的節(jié)目，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也不同。目前主流的節(jié)目類型分為標清和高清兩種，標清節(jié)目的分辨率一般為720x480，視覺體驗與DVD相同，當前常用的標清節(jié)目編碼方式為MPEG-2和H.264，對應(yīng)帶寬需求分別為3.75M和2M；高清節(jié)目標準分為720P和1080i兩種，視覺體驗高于DVD，分別對應(yīng)分辨率為1280x720和1920x1080，MPEG-2編碼高清節(jié)目所需帶寬為12M，H.264編碼高清節(jié)目所需帶寬為8M。

2、IPTV業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量估算

IP組播路由技術(shù)在降低網(wǎng)絡(luò)寬帶和負載的同時，還實現(xiàn)了點到多點的數(shù)據(jù)傳輸，它可以在增加用戶數(shù)量的同時，骨干網(wǎng)負載基本上沒有變化，所以這種技術(shù)是視頻業(yè)務(wù)選擇的最佳途徑及方案。然而，二層設(shè)備的組播業(yè)務(wù)在IGMP代理下，實現(xiàn)了一套完整的方案，用戶可以定期查詢信息，在用戶需要時將當前信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。這樣，既可以抑制二層組播泛濫，又可以對用戶信息進行獲取、控制，還可以在降低網(wǎng)絡(luò)負荷和減少側(cè)協(xié)議消息問題上起到作用。

第一，業(yè)務(wù)模型分析。根據(jù)城域網(wǎng)劃分，按照大型城市寬帶用戶人數(shù)為900000計算，寬帶用戶不同于窄帶用戶，隨著接入資費的不斷下調(diào)和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的極大豐富，尤其是開展了IPTV等業(yè)務(wù)之后，用戶平均每日上網(wǎng)時長進一步增加。據(jù)統(tǒng)計，在每日晚19：00～22：00期間，所有類型用戶比例已經(jīng)達到50%，因此采用50%在線率進行計算，考慮到IPTV業(yè)務(wù)具有從用戶普及體驗到大規(guī)模發(fā)展雪崩的運營過程，分為兩種理想值進行考慮，IPTV業(yè)務(wù)用戶占比可達60%。

第二，設(shè)備模型分析?？紤]到通常情況下設(shè)備選型部署過程中的實際使用容量，針對大型城市，DSLAM的使用容量為1000線，假定每個組播交換機下帶一級級連接入交換機，每個接入交換機可用用戶端口為24口，上聯(lián)到組播交換機匯聚，在實際組網(wǎng)過程中，組播交換機可以根據(jù)用戶分布情況和業(yè)務(wù)開展情況采用多級級聯(lián)樹形活環(huán)形組網(wǎng)。

3、IPTV承載網(wǎng)組網(wǎng)方案

IPTV系統(tǒng)可以分為四個網(wǎng)絡(luò)層，分別為內(nèi)容運營層、業(yè)務(wù)運營層、承載網(wǎng)絡(luò)層和和用戶中斷層。其中，內(nèi)容運營層一般由廣電運營商、CP/SP負責建設(shè)和運營，業(yè)務(wù)運營層、承載網(wǎng)絡(luò)層和用戶終端層由電信運營商負責建設(shè)和運營。

IPTV業(yè)務(wù)的QoS質(zhì)量保證需要從業(yè)務(wù)與承載層面全面考慮，才能實現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)端到端的QoS保證。在業(yè)務(wù)層面，由于對承載網(wǎng)絡(luò)QoS參數(shù)的敏感程度隨編碼格式、編碼速率、承載協(xié)議的不同而有所差異，在業(yè)務(wù)設(shè)計上應(yīng)盡可能適應(yīng)承載網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、可以采取的典型QoS機制有流媒體速率適應(yīng)/調(diào)節(jié)機制、媒體編碼冗余性、媒體緩沖等；在承載層面，采用Diff-Serv機制，將IPTV業(yè)務(wù)標記為較高優(yōu)先級，并且可以為該業(yè)務(wù)保留一定的帶寬，從帶寬、時延等方面滿足IPTV業(yè)務(wù)開展的QoS需要。

如圖2所示，IPTV承載網(wǎng)融合在運營商的整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，在接入?yún)R聚層，由于涉及面廣，IPTV承載網(wǎng)和原有城域接入網(wǎng)共用一個平臺，接入平臺一般采用二層透傳模式，并采取合適的技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)故障提供保護，在核心層，由于IPTV業(yè)務(wù)的大流量以及高的QoS要求，IPTV承載網(wǎng)往往和運營商的其他高價值業(yè)務(wù)比如NGN/3G等共用一個IP核心網(wǎng)，核心層是三層路由的MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建不同業(yè)務(wù)的邏輯平面，在業(yè)務(wù)控制層，IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展初期，普通業(yè)務(wù)和IPTV業(yè)務(wù)共用一個BRAS設(shè)備接入并分流，這樣對整網(wǎng)的改動小，業(yè)務(wù)開展快，業(yè)務(wù)大規(guī)模發(fā)展是，設(shè)立專門的IPTV BRAS，寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)通過原有BRAS接入，IPTV業(yè)務(wù)通過專用的IPTV BRAS接入，這樣既消除了IPTV業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)之間的相互影響，也保證了大流量IPTV業(yè)務(wù)自身的需要，同時，繼續(xù)利用BRAS強大的控制能力，保證IPTV業(yè)務(wù)的安全接入，IPTV業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)在二層匯聚設(shè)備進行分流。

IPTV終端用戶可收看系統(tǒng)實時提供的視頻節(jié)目，主要有直播頻道和虛擬頻道兩種業(yè)務(wù)方式。直播頻道由廣電運營商提供實時流媒體內(nèi)容作為節(jié)目源；虛擬頻道將預(yù)先制作完畢的流媒體內(nèi)容作為節(jié)目源。因此，在接入網(wǎng)內(nèi)，通過以太網(wǎng)802.1p QoS機制更加精確地保證接入網(wǎng)內(nèi)組播業(yè)務(wù)QoS。在末端交換機或DSLAM上對用戶上行的流量進行流分類，將IGMP成員報告的802.1p標記為較高優(yōu)先級。在IGMP路由器下行端口的出方向上將組播報文的DSCP映射到802.1p，從而在接入網(wǎng)所有設(shè)備上通過802.1p對組播流以及IGMP協(xié)議報文進行帶寬保證。但是對于接入網(wǎng)設(shè)備要求較高而且配置工作量較大。VOD業(yè)務(wù)流通過單播方式進行轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)流可以在UDP或TCP上進行承載。而且以TCP承載方式居多。TCP具有可靠的傳輸機制，如確認、丟包重傳、滑動窗口流控機制。同時，在接入VOD服務(wù)器的邊界路由器上進行復(fù)雜流分類，將VOD流進行Remark操作，標記DSCP域為AF2～1，在所有路由器（包括BAS）啟動diff-serve功能，對AF4～3流進行識別并進行帶寬保證和流量整形。

4、結(jié)論

IPTV是在電信網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)及三網(wǎng)融合的業(yè)務(wù)，既是電信向廣電領(lǐng)域進行的業(yè)務(wù)擴展，也是電信業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢，隨著IPTV組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的進一步優(yōu)化，必將推動整個電信產(chǎn)業(yè)的整體繁榮和增長。

參考文獻

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