牛瑛霞，何欣

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京100080）

家庭寬帶IPTV業(yè)務(wù)開展策略

牛瑛霞，何欣

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京100080）

IPTV業(yè)務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)上最大的區(qū)別是可以提供直播業(yè)務(wù)，但在系統(tǒng)部署方面，云管端等各部分對網(wǎng)絡(luò)的要求均有不同。介紹了電視業(yè)務(wù)發(fā)展形態(tài)和業(yè)務(wù)平臺建設(shè)模式，并從平臺、CDN、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)、匯聚傳輸、PON接入、端到端多播、端到端QoS、視頻終端方面分析了運營商開展IPTV業(yè)務(wù)需要進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備改造策略。

IPTV；互聯(lián)網(wǎng)電視；互聯(lián)網(wǎng)視頻；4K

1 引言

隨著“寬帶中國”國家戰(zhàn)略的逐步實施，國內(nèi)各大運營對家庭寬帶用戶發(fā)展和用戶體驗均十分重視。電視業(yè)務(wù)作為家庭寬帶用戶最主要的業(yè)務(wù)類型，其業(yè)務(wù)體驗越來越明顯地影響著客戶對家庭寬帶產(chǎn)品的評價和選擇。

相對于傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，視頻業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出高碼率、高并發(fā)、高感知的特點。我國IPTV用戶2016年翻了一番，總數(shù)達(dá)到1.1億戶，其中超過3/4的省份已經(jīng)商用4K IPTV業(yè)務(wù)。因此運營商應(yīng)具備規(guī)模啟動4K能力。

2 電視業(yè)務(wù)發(fā)展形態(tài)

電視業(yè)務(wù)包括互動數(shù)字電視、IPTV、互聯(lián)網(wǎng)電視3種業(yè)務(wù)。中國廣電采用互動數(shù)字電視，電信運營商采用IPTV和互聯(lián)網(wǎng)電視，互聯(lián)網(wǎng)公司采用互聯(lián)網(wǎng)電視和互聯(lián)網(wǎng)視頻。

2.1 電視業(yè)務(wù)牌照

根據(jù)國家新聞出版廣電總局（以下簡稱廣電總局）規(guī)定，電視業(yè)務(wù)牌照由廣電總局發(fā)放，分為IPTV牌照和互聯(lián)網(wǎng)電視牌照。

IPTV牌照又包括內(nèi)容牌照、播控牌照和傳輸牌照。其中內(nèi)容牌照分為全國內(nèi)容方（中央電視臺、上海廣播電視臺2家）和其他內(nèi)容方（滿足廣電總局6號令要求的地市級以上廣播電視臺或中央新聞單位）；播控牌照包括愛上電視及31個省級電視臺播控方；目前國內(nèi)有2家運營商擁有傳輸牌照。

互聯(lián)網(wǎng)電視牌照包括內(nèi)容牌照和播控牌照，不涉及傳輸牌照。其中內(nèi)容牌照包括江蘇電視臺、山東電視臺等15家內(nèi)容方；播控牌照包括中國網(wǎng)絡(luò)電視臺、中央人民廣播電臺等7家播控方。

2.2 電視業(yè)務(wù)開展方式

表1從云管端3個方面分析了電視業(yè)務(wù)開展方式。

表1 電視業(yè)務(wù)開展方式

本文主要從運營商角度分析電視業(yè)務(wù)的開展，因此主要分析互聯(lián)網(wǎng)電視和IPTV的建設(shè)情況。

相比互聯(lián)網(wǎng)電視，IPTV可提供電視直播服務(wù)，通過內(nèi)容運營，為用戶提供更豐富的內(nèi)容，直接進(jìn)入電視領(lǐng)域。但I(xiàn)PTV業(yè)務(wù)有強(qiáng)烈的屬地化特征，要求兩級播控管控。

電子節(jié)目指南（electrical program guide，EPG）是用戶接觸的界面和入口，視頻業(yè)務(wù)運營的關(guān)鍵是EPG的管理和設(shè)計。

3 電視業(yè)務(wù)平臺建設(shè)模式

3.1 互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)平臺建設(shè)模式

目前各運營商互聯(lián)網(wǎng)電視建設(shè)模式分為分省與集中/基地兩種模式：分省模式指由省公司負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)運營與服務(wù)支撐，如圖1所示；集中模式指由集團(tuán)公司或基地負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)運營與服務(wù)支撐，如圖2所示。

圖1 互聯(lián)網(wǎng)電視分省模式

圖2 互聯(lián)網(wǎng)電視集中模式

互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)無法提供合法合規(guī)的直播服務(wù)，各省通過與省廣電或牌照方合作，提供直播或延時直播業(yè)務(wù)。延時直播業(yè)務(wù)有一定的政策風(fēng)險，且在體驗上不如真正的直播。由于分省模式在業(yè)務(wù)運營方面更靈活，因此從業(yè)務(wù)發(fā)展與用戶規(guī)模看，分省模式發(fā)展較快。

3.2 IPTV電視業(yè)務(wù)平臺建設(shè)模式

目前已經(jīng)開展了 IPTV的運營商平臺建設(shè)模式分也有分省與集中兩種模式，由于IPTV業(yè)務(wù)有強(qiáng)烈的屬地化特征，要求兩級播控管控，如直接對接全國播控平臺，則分省落地有困難。因此集中模式也需要在省內(nèi)建設(shè)業(yè)務(wù)平臺，對接省內(nèi)二級播控平臺。分省模式示意如圖3所示。集中模式如圖4所示。

圖3 分省模式示意

圖4 集中模式示意

由于IPTV兩級播控管控政策的要求，分省模式較容易被分省播控方接受；而集中模式由集團(tuán)公司或基地公司與全國 IPTV播控方及各省廣電合作，可為各省視頻用戶提供統(tǒng)一的直播、點播和增值業(yè)務(wù)。因此兩種模式各有利弊，具體模式的選擇可由各省公司根據(jù)本省情況進(jìn)行選擇。但不論采取哪種模式，視頻業(yè)務(wù)運營的關(guān)鍵是EPG的管理和設(shè)計。在業(yè)務(wù)模式選擇及合作方商談時，應(yīng)充分爭取EPG運營的主動權(quán)，包括界面設(shè)計、區(qū)域劃分、內(nèi)容及廣告運營等。

4 IPTV業(yè)務(wù)開展策略

運營商開展IPTV電視業(yè)務(wù)，全網(wǎng)需要從云管端八大環(huán)節(jié)進(jìn)行支持。

（1）平臺

包括內(nèi)容平臺、播控平臺和業(yè)務(wù)平臺。其中內(nèi)容平臺負(fù)責(zé)提供視頻源；播控平臺用來匯聚和審核不同來源的視頻內(nèi)容，并提供給運營商；業(yè)務(wù)平臺為運營商視頻業(yè)務(wù)運營管理的平臺。

（2）CDN

通過存儲換帶寬方式，提升視頻用戶體驗，同時降低上層傳輸成本。

（3）城域數(shù)據(jù)網(wǎng)

管理家庭多業(yè)務(wù)、多終端連接，并提供基于內(nèi)容的智能提速能力。

（4）匯聚傳輸

為OLT和BRAS之間提供無阻塞傳送能力。

（5）PON接入

為用戶提供光纖網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力和帶寬接入能力。

（6）端到端多播

對于IPTV直播視頻業(yè)務(wù)，采用多播技術(shù)可節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，并提升用戶體驗。但是否選擇多播，也要視該省城域網(wǎng)帶寬是否充足以及觀看直播節(jié)目的人數(shù)多少。

（7）端到端QoS

通過區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級，保證視頻業(yè)務(wù)品質(zhì)。

（8）視頻終端

家庭娛樂入口，同時提供超高清點播、IPTV直播和其他家庭娛樂內(nèi)容。

IPTV業(yè)務(wù)八大環(huán)節(jié)如圖5所示。

圖5 IPTV業(yè)務(wù)八大環(huán)節(jié)

5 IPTV電視業(yè)務(wù)建設(shè)方案

5.1 IPTV平臺建設(shè)方案

（1）業(yè)務(wù)平臺建設(shè)方案

由于互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)平臺和 IPTV業(yè)務(wù)平臺在功能上基本類似，建議各省公司將兩種業(yè)務(wù)平臺合并建設(shè)。主要功能包括內(nèi)容管理、業(yè)務(wù)管理和終端管理功能模塊。

（2）播控平臺建設(shè)方案

對互聯(lián)網(wǎng)電視采用分省模式并且與本省廣電已經(jīng)合作的省公司，開展IPTV時接入本省IPTV播控平臺；對互聯(lián)網(wǎng)電視采用分省模式但未與本省廣電合作的省公司，與本省IPTV播控方合作，兼顧原有互聯(lián)網(wǎng)電視播控方合作，三方共同商定播控平臺選擇；對互聯(lián)網(wǎng)電視采用集中模式的省公司，與本省廣電合作，接入本省IPTV播控平臺，同時全網(wǎng)集中與愛上電視合作，接入全國IPTV播控平臺。

（3）內(nèi)容平臺建設(shè)方案

對于分省模式，在播控方同意的情況下，引入基地內(nèi)容、增值業(yè)務(wù)內(nèi)容、本省廣電內(nèi)容和互聯(lián)網(wǎng)電視內(nèi)容；對于集中模式，在播控方同意的情況下，由集團(tuán)公司或基地與各內(nèi)容方統(tǒng)一合作，同時引入本省廣電內(nèi)容。

（4）EPG管控方案

EPG由播控方管控；各省公司應(yīng)積極與播控方協(xié)調(diào)，提供統(tǒng)一EPG，爭取機(jī)頂盒桌面運營主導(dǎo)權(quán)。通過EPG菜單的設(shè)計和控制，實現(xiàn)直播、點播、增值業(yè)務(wù)的調(diào)度；另外機(jī)頂盒應(yīng)具備在線升級能力，同時提供直播和點播業(yè)務(wù)。

5.2 CDN建設(shè)方案

隨著互聯(lián)網(wǎng)流量快速增長以及 IPTV的全面開展，視頻流量在互聯(lián)網(wǎng)流量占比將大幅提升。部分CDN部署的省會及重點城市距離用戶較遠(yuǎn)，而網(wǎng)絡(luò)時延與傳輸距離強(qiáng)相關(guān)，根據(jù)網(wǎng)內(nèi)經(jīng)驗，500 km傳輸距離無擁塞時會產(chǎn)生約3 ms網(wǎng)絡(luò)時延。因此CDN向地市節(jié)點下沉可進(jìn)一步改善用戶感知。

今后隨著同省多地市CDN節(jié)點部署，按照區(qū)域+邊緣兩級架構(gòu)優(yōu)化現(xiàn)網(wǎng)CDN部署模式，其中省會節(jié)點升級為區(qū)域節(jié)點，為本省其他地市節(jié)點提供視頻內(nèi)容訪問回源服務(wù)，并為未部署節(jié)點的地市直接提供視頻訪問服務(wù)。

隨著節(jié)點層級架構(gòu)優(yōu)化，省會節(jié)點需支持視頻業(yè)務(wù)本地調(diào)度功能，實現(xiàn)省內(nèi)多地市用戶視頻訪問的精確調(diào)度。

5.3 城域數(shù)據(jù)網(wǎng)改造方案

對于未開展IPTV業(yè)務(wù)的城域數(shù)據(jù)網(wǎng)，用戶認(rèn)證機(jī)制為針對上網(wǎng)業(yè)務(wù)的PPPoE認(rèn)證機(jī)制。對于IPTV直播業(yè)務(wù)，如果沿用PPPoE認(rèn)證技術(shù)，多播復(fù)制點只能到 BRAS，將占用大量傳送和接入網(wǎng)帶寬資源。建議針對IPTV業(yè)務(wù)，如采用多播技術(shù)，引入IPoE認(rèn)證技術(shù)，多播復(fù)制點下移至OLT，能更好支持直播業(yè)務(wù)，降低網(wǎng)絡(luò)投資。

對于PPPoE和IPoE認(rèn)證機(jī)制主要有以下不同。

（1）封裝效率

PPPoE增加PPPoE隧道封裝，而IPoE沒有額外的協(xié)議封裝，效率較高。

（2）對接方式

PPPoE用戶認(rèn)證通過 BRAS AAA模塊與RADIUS對接完成，IPoE用戶認(rèn)證通過DHCP服務(wù)器與RADIUS（現(xiàn)網(wǎng)已存在）對接完成。

（3）用戶撥號

PPPoE認(rèn)證需要用戶名和密碼，由用戶側(cè)設(shè)備撥號，IPoE需要OLT支持option82功能，不需要用戶側(cè)設(shè)備撥號。

5.4 匯聚傳輸方案

視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展，需要特別關(guān)注業(yè)務(wù)模型4個參數(shù)的變化：視頻滲透率、用戶上網(wǎng)平均速率、視頻業(yè)務(wù)平均速率和并發(fā)率（上網(wǎng)/直播/點播）。根據(jù)業(yè)務(wù)多樣性發(fā)展趨勢匹配視頻業(yè)務(wù)發(fā)展，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)出發(fā)，超前規(guī)劃，保障網(wǎng)絡(luò)帶寬。

5.5 PON接入方案

目前運營商PON現(xiàn)網(wǎng)多數(shù)未區(qū)分上網(wǎng)業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)；用戶簽約帶寬包括上網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù)，采用同一VLAN實現(xiàn)帶寬共享。建議針對高品質(zhì)視頻業(yè)務(wù)，與上網(wǎng)業(yè)務(wù)隔離，設(shè)置獨立帶寬策略，用HGU（home gateway unit，家庭網(wǎng)關(guān)）等設(shè)備對上網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分，采用不同邏輯通道。

另外現(xiàn)網(wǎng)單用戶上下行帶寬比例配置沒有標(biāo)準(zhǔn)，上行帶寬不限時出現(xiàn)過擁塞。而PON接入技術(shù)上下行帶寬比例：GPON為1∶2；EPON為1∶1。建議針對普通用戶與增值用戶制定不同上行帶寬策略，在現(xiàn)網(wǎng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求配置上行帶寬限制，避免上行不限速導(dǎo)致的擁塞。

5.6 承載網(wǎng)支持多播方案

5.6.1 多播原理及優(yōu)勢

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某些用戶需要特定內(nèi)容（比如觀看某個IPTV頻道）時，多播源（即IPTV業(yè)務(wù)平臺）對每個復(fù)制點僅發(fā)送一份內(nèi)容，多播設(shè)備借助多播協(xié)議為多播數(shù)據(jù)分組建立樹型路由，被傳遞的內(nèi)容在盡可能靠近用戶側(cè)的分叉點（即多播復(fù)制點）進(jìn)行復(fù)制和分發(fā)；多播源同時給多個用戶傳輸相同的數(shù)據(jù)時只需復(fù)制，從而提高了數(shù)據(jù)傳送效率，減少了帶寬需求和網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的可能性。

采用多播后，帶寬只與頻道數(shù)有關(guān)，與用戶數(shù)無關(guān)。根據(jù)流量估算模型，采用多播承載IPTV業(yè)務(wù)比單播大大節(jié)省了帶寬（省網(wǎng)上聯(lián)：99.98%；城域網(wǎng)上聯(lián)：99.79%；BRAS上聯(lián)：97.88%；OLT上聯(lián)：93.65%）；采用多播還可以降低對IPTV業(yè)務(wù)平臺的壓力，改善用戶頻道切換的時延。

5.6.2 承載網(wǎng)開展多播策略

在IP承載網(wǎng)省網(wǎng)范圍內(nèi)開啟多播，BRAS作為三層多播和二層多播的邊界；建議將多播復(fù)制點放在OLT。

開啟多播對各級設(shè)備功能要求如下：

· 路由器和 BRAS需支持三層多播協(xié)議（PIM-SM）；

· CDN需支持媒體內(nèi)容傳輸協(xié)議（RTP/ RTSP）；

· OLT、路由型家庭網(wǎng)關(guān)需支持二層多播代理（IGMP proxy）；

· MDU、SFU或橋接型家庭網(wǎng)關(guān)需支持二層多播偵聽（IGMP snooping）；

· 機(jī)頂盒需支持二層多播協(xié)議（IGMP）、RTP/RTCP、RTSP/HLS。

5.7 端到端QoS策略

網(wǎng)絡(luò)中CDN、PTN/OTN、PON及數(shù)據(jù)承載網(wǎng)均要求支持業(yè)務(wù)區(qū)分功能，建議運營商的端到端QoS方案基于物理端口/子接口或內(nèi)容源IP地址來識別視頻業(yè)務(wù)，利用 VLAN或 DSCP保障QoS。

另外，目前互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)用戶是一次性簽約，帶寬無法按需動態(tài)調(diào)整；同時網(wǎng)絡(luò)缺少基于內(nèi)容體驗的差異化服務(wù)，商業(yè)模式單一，只有基于帶寬包月的前向收費模式；承載網(wǎng)絡(luò)也未針對特定用戶、特定業(yè)務(wù)、特定合作伙伴提供差異化服務(wù)。

因此建議建設(shè)智能提速平臺，智能提速平臺對用戶訪問內(nèi)容IP地址和OTT合作方提供的內(nèi)容IP地址進(jìn)行匹配，匹配后由BRAS下發(fā)指令（時間范圍、定向提速內(nèi)容IP地址、提速帶寬等參數(shù)），調(diào)整該用戶邏輯通道的帶寬屬性，滿足特定用戶的提速需求。為合作方提供獨立帶寬通道，提供基于差異化服務(wù)的后向收費新商業(yè)模式。

5.8 寬帶終端策略

目前現(xiàn)有家庭寬帶終端主要有 SFU（single family unit，單家庭單元）和 HGU，視頻終端有OTT機(jī)頂盒。其中SFU管理由EMS完成，HGU管理由RMS和EMS完成。對于分省模式，OTT機(jī)頂盒由省平臺管理；對于集中模式，由集中平臺管理。

現(xiàn)網(wǎng)終端種類較多，在過渡時期，現(xiàn)網(wǎng)寬帶和視頻終端同時存在SFU、MDU、HGU、智能網(wǎng)關(guān)、OTT和IPTV機(jī)頂盒等終端；同時寬帶和視頻終端的管理平臺數(shù)量較多，與現(xiàn)有運維體系融合復(fù)雜。

建議加快推動機(jī)頂盒、終端管理平臺同時具備IPTV和OTT視頻業(yè)務(wù)提供能力；推動智能家庭網(wǎng)關(guān)產(chǎn)業(yè)成熟及現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用；最終實現(xiàn)寬帶和視頻終端維護(hù)的統(tǒng)一管理。豐富視頻業(yè)務(wù)，提升業(yè)務(wù)增值能力；同時實現(xiàn)機(jī)頂盒零配置，提高裝機(jī)效率，降低服務(wù)成本。

6 結(jié)束語

本文從云管端八大環(huán)節(jié)分析了運營商開展IPTV業(yè)務(wù)需要進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備準(zhǔn)備。建議運營商將視頻業(yè)務(wù)定位為基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，制定端到端策略，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升接入帶寬，開展端到端QoS，進(jìn)而優(yōu)化用戶體驗，打造高品質(zhì)的家庭寬帶電視業(yè)務(wù)。

[1] 程勇. IPTV集成播控平臺技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2014. CHENG Y. Technology and application of IPTV integrated broadcast control platform[M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2014.

[2] 蕭盈盈. 互聯(lián)網(wǎng)時代:電視的變革與遷徙[M]. 北京: 知識產(chǎn)權(quán)出版社, 2016. XIAO Y Y. The age of the internet: the transformation and migration of television[M]. Beijing: Intellectual Property Press, 2016.

[3] 梁潔, 陳戈, 莊一嶸, 等. 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)關(guān)鍵技術(shù)、架構(gòu)與應(yīng)用[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2013. LIANG J, CHEN G, ZHUANG Y R, et al. Key technologies, architectures and applications of content distribution network (CDN) [M]. Beijing: Posts & Telecom Press, 2013.

[4] 范煒, 楊澍彬, 譚忠凱. 云社交電視的用戶視頻質(zhì)量體驗[J].電視技術(shù), 2016, 40(6): 103-110. FAN W, YANG S B, TAN Z K. Cloud social TV user video quality experience[J]. Video Engineering, 2016, 40(6): 103-110.

[5] 佟欣諾, 吳念達(dá). 基于家庭寬帶的互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用網(wǎng)間視頻流量優(yōu)化分析[J]. 無線互聯(lián)科技, 2016(2): 70-71. TONG X N, WU N D. Optimization scheme based on home broadband internet TV application gateway video traffic[J]. Wuxian Hulian Keji, 2016(2): 70-71.

[6] 施唯佳, 蔣力, 賈立鼎. OTT TV和IPTV的技術(shù)比較分析[J].電信科學(xué), 2014, 30(5): 15-19, 26. SHI W J, JIANG L, JIA L D. Technique comparative analysis of OTT TV and IPTV[J]. Telecommunications Science, 2014, 30(5): 15-19, 26.

[7] 張敏, 宋杰, 劉曉峰. 電信運營商面對 OTT的戰(zhàn)略選擇[J].電信科學(xué), 2014, 30(2): 142-146, 151. ZHANG M, SONG J, LIU X F. Strategic selection of telecom operators to counter OTT[J]. Telecommunications Science, 2014, 30(2): 142-146, 151.

牛瑛霞（1971?），女，中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司咨詢設(shè)計總監(jiān)、教授級高級工程師，主要從事數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)平臺和IP網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的工程咨詢與設(shè)計工作。

何欣（1980?），女，中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司高級工程師，主要從事核心網(wǎng)及業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)的工程咨詢與設(shè)計工作。

Development strategy of home broadband IPTV service

NIU Yingxia, HE Xin
China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China

In the aspect of service, the biggest difference between IPTV business and internet TV business is IPTV business can provide live business, but in the aspect of system deployment, the requirements of cloud platforms, pipelines, terminals and other parts of the network are different. The development form of TV service and the construction mode of service platform was introduced. The transformation strategy of network and equipment because the operators carried out IPTV business were analyzed from the aspects of platform, CDN, metropolitan area network, converged transmission, PON access, end-to-end multicast, end-to-end QoS and video terminal.

IPTV, internet TV, internet video, 4K

TN915.0

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2017089

2017?01?13；

2017?03?27