詹 斌

(高郵市廣播電視臺(tái),225600）

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廣電城域網(wǎng)絡(luò)面臨的發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn)

詹 斌

(高郵市廣播電視臺(tái),225600）

摘要：隨著寬帶中國(guó)的逐步演進(jìn)，廣電運(yùn)營(yíng)即將面對(duì)視頻和寬帶業(yè)務(wù)帶來(lái)的帶寬提速壓力，高清視頻點(diǎn)播導(dǎo)致寬帶流量承爆炸式增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)IP化趨勢(shì)加速變革（例如終端IP化，業(yè)務(wù)IP化，傳輸IP化），新業(yè)務(wù)飛速增長(zhǎng)也迫使長(zhǎng)期存在的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)例如廣播視頻、固定語(yǔ)音、傳統(tǒng)專線等受到挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：城域網(wǎng)絡(luò);廣電業(yè)務(wù);發(fā)展

當(dāng)前在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)模式仍然存在的情況下，新業(yè)務(wù)會(huì)呈現(xiàn)出不斷產(chǎn)生與變化的特點(diǎn)，這其實(shí)就要求城域網(wǎng)在保證傳統(tǒng)業(yè)務(wù)有序進(jìn)行的同時(shí)，能夠?yàn)樾聵I(yè)務(wù)提供資源的靈活調(diào)度和使用，新舊業(yè)務(wù)的融合、開(kāi)放、互聯(lián)網(wǎng)化已不可避免，面對(duì)IPTV、寬帶網(wǎng)絡(luò)、LTE、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等方面的競(jìng)爭(zhēng)，當(dāng)前迫切需要以大帶寬為目標(biāo)，構(gòu)建全新的廣電城域網(wǎng)，打造健康產(chǎn)業(yè)生態(tài)，同時(shí)也針對(duì)靈活性、可靠性、易運(yùn)維等方面提出了更高的要求。

1　業(yè)務(wù)模型始終決定網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

多樣性的業(yè)務(wù)需要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)支撐多業(yè)務(wù)處理和傳輸能力，廣電城域網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)承載，提升用戶體驗(yàn)，但其在帶寬上已經(jīng)不能滿足全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的要求，導(dǎo)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(lái)幾年廣電當(dāng)前主流業(yè)務(wù)面臨的機(jī)會(huì)點(diǎn)和用戶業(yè)務(wù)訴求，廣電的發(fā)展勢(shì)必要求建設(shè)并優(yōu)化高質(zhì)量的城域網(wǎng)。

1.1視頻業(yè)務(wù)：引入3D視頻，增強(qiáng)視頻業(yè)務(wù)及體驗(yàn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容聚合以及個(gè)性化智能檢索；

1.2寬帶業(yè)務(wù)：提升寬帶視頻服務(wù)的體驗(yàn)，互聯(lián)網(wǎng)視頻逐步規(guī)?；?，家庭固網(wǎng)、無(wú)線、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)普及；

1.3融合業(yè)務(wù)：融合數(shù)字家庭實(shí)現(xiàn)多媒體融合通信，多屏互動(dòng)，云存儲(chǔ)，云計(jì)算；

伴隨著三網(wǎng)融合的契機(jī)，盡管近年來(lái)廣電也致力于打造寬帶網(wǎng)絡(luò)、努力提高寬帶服務(wù)訂購(gòu)率，但由于自身不具備互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬，巨額的網(wǎng)間結(jié)算嚴(yán)重制約著廣電寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。廣電用戶首要的業(yè)務(wù)需求就是視頻質(zhì)量更好、更清晰。而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬出現(xiàn)瞬間降低于編輯制作所要求的帶寬時(shí)，工作站端就會(huì)出現(xiàn)視頻畫(huà)面閃黑，使得節(jié)目的上下載和播出發(fā)生問(wèn)題。而高清視頻碼率可達(dá)到50-100Mbps，帶寬、時(shí)延、流量突發(fā)等問(wèn)題會(huì)變得越發(fā)敏感，由于VoD下行流量大，因此要求城域網(wǎng)容量足夠大，同時(shí)端口密度足夠高。廣電城域網(wǎng)針對(duì)雙向互動(dòng)視頻業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)可部署新建雙平面承載，真正業(yè)務(wù)解耦。寬帶上網(wǎng)、互動(dòng)業(yè)務(wù)、大企業(yè)專線業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)采用一個(gè)平面承載；點(diǎn)播業(yè)務(wù)、VOD信令采用另外的平面承載，按流量建網(wǎng)、易擴(kuò)容，接入層+核心層，扁平化兩層組網(wǎng)。不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)可采用不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型，能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求，價(jià)格具備競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)容成本壓力小。業(yè)務(wù)解耦的優(yōu)勢(shì)在于不同的業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)有不同的需求，專網(wǎng)保障專項(xiàng)業(yè)務(wù)，按業(yè)務(wù)而非網(wǎng)絡(luò)維度開(kāi)展運(yùn)維，根據(jù)不同業(yè)務(wù)的發(fā)展規(guī)劃，針對(duì)性擴(kuò)容。

針對(duì)不同工作站對(duì)時(shí)延要求有差別的情況，以及帶寬不穩(wěn)定的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)可圍繞二層扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)接入層具備大緩存交換機(jī)能力。邏輯架構(gòu)如下圖1：

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

1.5非編和新聞制作：新聞制作系統(tǒng)是為了滿足時(shí)政新聞部、新聞評(píng)論部、社會(huì)新聞部幾個(gè)部門平時(shí)的業(yè)務(wù)要求而建立，配置的站點(diǎn)均需要在支持高清節(jié)目的制作、配音，文稿編寫(xiě)的需求，也要滿足時(shí)效性要求。節(jié)目制作完成需要進(jìn)行內(nèi)審、技審后提交至演播室系統(tǒng)。

1.6節(jié)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(wù)器中進(jìn)行演播室播出。

整網(wǎng)采用二層扁平架構(gòu)，打包、轉(zhuǎn)碼、新聞文稿工作站時(shí)延和帶寬要求不高的業(yè)務(wù)通過(guò)GE端口接入交換機(jī)，接入交換機(jī)堆疊通過(guò)10GE端口與 核心交換機(jī)或者數(shù)據(jù)中心相連；高清采集工作站、高清非輯工作站通過(guò)GE端口與大緩存交換機(jī)相連；IP NAS 統(tǒng)一存儲(chǔ)通過(guò)2*10GE雙上行到核心交換機(jī)；要求時(shí)實(shí)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(guò)GE端口直接與存儲(chǔ)相聯(lián)；非編制作網(wǎng)通過(guò)核心交換機(jī)與其他節(jié)目生產(chǎn)系統(tǒng)互聯(lián)。

2　整網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)想是

2.1業(yè)務(wù)分區(qū)設(shè)計(jì)：根據(jù)不同工作站的業(yè)務(wù)對(duì)帶寬和時(shí)延的不同要求，把工作站進(jìn)行分類，不同類別工作站與交換機(jī)和存儲(chǔ)進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)。

2.2低時(shí)延設(shè)計(jì)：基于電視臺(tái)視音頻端到端的傳輸時(shí)延不能大于40ms的天然特性，二層扁平網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，減少跳數(shù)，降低時(shí)延。

2.3大緩存設(shè)計(jì)：高清制作網(wǎng)絡(luò)工作站接入交換機(jī)采用大緩存設(shè)計(jì)，避免突發(fā)大流量帶來(lái)網(wǎng)路擁塞而導(dǎo)致大量丟包。

3　高質(zhì)量的廣電城域網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)

3.1業(yè)務(wù)分區(qū)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)分層接入

按照客戶端承載的業(yè)務(wù)特性，提供網(wǎng)絡(luò)不同帶寬和時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和節(jié)目制作的效率。高清新聞采集和高清新聞非編業(yè)務(wù)對(duì)帶寬和時(shí)延要求最高的業(yè)務(wù)通過(guò)單獨(dú)區(qū)域直接與非編NAS存儲(chǔ)連接；高清采集、高清非編等高碼流和低時(shí)延的業(yè)務(wù)通過(guò)單獨(dú)區(qū)域兩條L2層接入核心訪問(wèn)非編NAS存儲(chǔ)；打包、轉(zhuǎn)碼、新聞文稿等時(shí)延和帶寬要求不高的業(yè)務(wù)劃分為其他區(qū)域通過(guò)兩跳L3層接入核心訪問(wèn)非編NAS存儲(chǔ)；

3.2扁平化網(wǎng)絡(luò)，低延時(shí)

高清制作工作站訪問(wèn)存儲(chǔ)的跳數(shù)過(guò)多可能會(huì)導(dǎo)致延時(shí)，采用二層扁平網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)鏈路負(fù)載均衡算法和存儲(chǔ)側(cè)文件系統(tǒng)參數(shù)調(diào)優(yōu)等方法，保證從工作站到存儲(chǔ)的端到端鏈路時(shí)延小于40ms。接入、核心二跳網(wǎng)絡(luò)，非編制作島生產(chǎn)工作站接入路由交換機(jī)到核心兩跳訪問(wèn)媒資在線存儲(chǔ)平均延時(shí)均滿足要求。

3.3大緩存設(shè)計(jì)，不丟包

針對(duì)高清非編業(yè)務(wù)進(jìn)行緩存和時(shí)延優(yōu)化設(shè)計(jì)，高清非編工作站接入交換機(jī)提供共享大緩存能力，動(dòng)態(tài)分配給接入端口相應(yīng)緩存，即保證突發(fā)大流量不丟包，同時(shí)也不會(huì)因緩存帶來(lái)非編系統(tǒng)不可接受的大時(shí)延。

3.4全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一承載

針對(duì)現(xiàn)有非編制作雙網(wǎng)架構(gòu)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜行與運(yùn)維成本高等問(wèn)題，通過(guò)低時(shí)延、大緩存的設(shè)計(jì)保證高清非編業(yè)務(wù)需求,同時(shí)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度、降低運(yùn)維成本。

高質(zhì)量的廣電城域網(wǎng)，滿足廣電場(chǎng)景多業(yè)務(wù)高密用戶接入，保證 VOD內(nèi)容高效分發(fā)到地市 ；大帶寬滿足廣電高速增長(zhǎng)的帶寬訴求，無(wú)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(jí)的可靠性滿足多業(yè)務(wù)承載要求，同時(shí)精細(xì)化用戶管理更適應(yīng)廣電場(chǎng)景（出口帶寬不足） ；網(wǎng)絡(luò)異常秒級(jí)精確定位，提升用戶體驗(yàn) 。大視頻的后端需要超寬帶的網(wǎng)絡(luò)，從接入百兆開(kāi)始，到VOD承載專網(wǎng)的QoS保障還有省干OTN 從100G乃至未來(lái)400G 的整網(wǎng)方案，為廣電運(yùn)營(yíng)商向全業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型和獲得更好的視頻體驗(yàn)提供有力支撐。

圖1

參考文獻(xiàn)

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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(jiǎn)介

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