IPTV组网网络优化研究.doc

1、IPTV 组网网络优化研究摘 要：本文简要介绍了 IPTV 业务系统组成，对 IPTV 业务流量进行了估算，提出了适合 IPTV 运营的承载网组网方案，希望能够对 IPTV组网网络优化有借鉴作用。 关键字：IPTV，组网网络；QoS；Diff-Serv 机制 引言 IPTV 主要是通过原有的宽带网络来完成的以电视机作为设备终端的播放过程，整个过程的主要基础还是原有的宽带，而电视机起到了一个终端的作用，将多元化的电视节目通过宽带在电视机屏幕上进行播放，整个过程对于互联网、多媒体、通信、广播电视及下一代网络技术进行了综合集成，并在此基础上对于 MPEG-4，H.264、AVS 等视频编解码技术加以

2、优化后也进行了应用，通过 IP 宽带传输网络互动地传送或分发给用户，用户可以通过这项技术欣赏到比以往任何时候都要多元化的节目，并且也可以根据自己的需要进行视频或是剧目的保存，暂缓等操作。IPTV 最大的特点是使电视图像业务在高速互联网上的应用成为现实，即IPTV 给宽带业务注入了电视服务内容。 1、IPTV 业务系统组成 如图 1 所示，IPTV 系统主要包括 IPTV 网管、CMS（Content Management System） 、 BSS（Business Support System） 、MDN（Media Delivery Network） 、MEM（Media Entertai

3、nment Middleware） 、IPTV 报表和 STB（Set Top Box）等子系统。此外，IPTV 还包括 SQM、TVMS 等子系统，提供服务质量监控、电视消息管理等扩展功能，帮助用户开展丰富的增值业务。 IPTV 的各种业务中的流媒体业务所需的带宽要求较高。不同的节目类型、编码方式的节目，对网络带宽的需求也不同。目前主流的节目类型分为标清和高清两种，标清节目的分辨率一般为 720x480，视觉体验与DVD 相同，当前常用的标清节目编码方式为 MPEG-2 和 H.264，对应带宽需求分别为 3.75M 和 2M；高清节目标准分为 720P 和 1080i 两种，视觉体验高于

4、DVD，分别对应分辨率为 1280x720 和 1920x1080，MPEG-2 编码高清节目所需带宽为 12M，H.264 编码高清节目所需带宽为 8M。 2、IPTV 业务网络流量估算 IP 组播路由技术在降低网络宽带和负载的同时，还实现了点到多点的数据传输，它可以在增加用户数量的同时，骨干网负载基本上没有变化，所以这种技术是视频业务选择的最佳途径及方案。然而，二层设备的组播业务在 IGMP 代理下，实现了一套完整的方案，用户可以定期查询信息，在用户需要时将当前信息发送给网络。这样，既可以抑制二层组播泛滥，又可以对用户信息进行获取、控制，还可以在降低网络负荷和减少侧协议消息问题上起到作用。

5、 第一，业务模型分析。根据城域网划分，按照大型城市宽带用户人数为 900000 计算，宽带用户不同于窄带用户，随着接入资费的不断下调和网络内容的极大丰富，尤其是开展了 IPTV 等业务之后，用户平均每日上网时长进一步增加。据统计，在每日晚 19：0022：00 期间，所有类型用户比例已经达到 50%，因此采用 50%在线率进行计算，考虑到 IPTV业务具有从用户普及体验到大规模发展雪崩的运营过程，分为两种理想值进行考虑，IPTV 业务用户占比可达 60%。 第二，设备模型分析。考虑到通常情况下设备选型部署过程中的实际使用容量，针对大型城市，DSLAM 的使用容量为 1000 线，假定每个组播交

6、换机下带一级级连接入交换机，每个接入交换机可用用户端口为 24口，上联到组播交换机汇聚，在实际组网过程中，组播交换机可以根据用户分布情况和业务开展情况采用多级级联树形活环形组网。 3、IPTV 承载网组网方案 IPTV 系统可以分为四个网络层，分别为内容运营层、业务运营层、承载网络层和和用户中断层。其中，内容运营层一般由广电运营商、CP/SP 负责建设和运营，业务运营层、承载网络层和用户终端层由电信运营商负责建设和运营。 IPTV 业务的 QoS 质量保证需要从业务与承载层面全面考虑，才能实现 IPTV 业务端到端的 QoS 保证。在业务层面，由于对承载网络 QoS 参数的敏感程度随编码格式、

7、编码速率、承载协议的不同而有所差异，在业务设计上应尽可能适应承载网络现状、可以采取的典型 QoS 机制有流媒体速率适应/调节机制、媒体编码冗余性、媒体缓冲等；在承载层面，采用 Diff-Serv 机制，将 IPTV 业务标记为较高优先级，并且可以为该业务保留一定的带宽，从带宽、时延等方面满足 IPTV 业务开展的 QoS 需要。 如图 2 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，IP

8、TV 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 MPLS VPN 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，业务大规模发展是，设立专门的 IPTV BRAS，宽带上网业务通过原有 BRAS 接入，IPTV 业务通过专用的 IPTV BRAS 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，IP

9、TV 业务和其他业务在二层汇聚设备进行分流。 IPTV 终端用户可收看系统实时提供的视频节目，主要有直播频道和虚拟频道两种业务方式。直播频道由广电运营商提供实时流媒体内容作为节目源；虚拟频道将预先制作完毕的流媒体内容作为节目源。因此，在接入网内，通过以太网 802.1p QoS 机制更加精确地保证接入网内组播业务 QoS。在末端交换机或 DSLAM 上对用户上行的流量进行流分类，将IGMP 成员报告的 802.1p 标记为较高优先级。在 IGMP 路由器下行端口的出方向上将组播报文的 DSCP 映射到 802.1p，从而在接入网所有设备上通过 802.1p 对组播流以及 IGMP 协议报文进行

10、带宽保证。但是对于接入网设备要求较高而且配置工作量较大。VOD 业务流通过单播方式进行转发，数据流可以在 UDP 或 TCP 上进行承载。而且以 TCP 承载方式居多。TCP 具有可靠的传输机制，如确认、丢包重传、滑动窗口流控机制。同时，在接入 VOD 服务器的边界路由器上进行复杂流分类，将 VOD 流进行 Remark操作，标记 DSCP 域为 AF21，在所有路由器（包括 BAS）启动 diff-serve 功能，对 AF43 流进行识别并进行带宽保证和流量整形。 4、结论 IPTV 是在电信网络上实现视频业务及三网融合的业务，既是电信向广电领域进行的业务扩展，也是电信业务发展的必然趋势，随着 IPTV 组网网络的进一步优化，必将推动整个电信产业的整体繁荣和增长。 参考文献 1张伦泳，杨.IPTV 组播部署方案对比J，电信技术，2006 年 04期：1819 2姜鹏，刘晓甲.基于 IPTV 的宽带 IP 城域网组播技术部署方案比较J，电信技术，2006 年 04 期：3940 3 吴资玉，吴娟，左军.IPTV 系统中 QoS 问题及其解决途径探讨J；中国有线电视，2006 年 07 期：5859