承载IPTV业务的城域网络优化设计

赵伶俐

（北方民族大学电气信息工程学院 宁夏 银川 750021）

0 引言

IPTV（Interactive Personality TV）通常称为交互式网络电视。从它的字面意义可知它与TV（Television）和IP(Internet Protocol)有关，也涉及IP网络及相关业务。它是集Internet、通信技术、多媒体技术等融合一体构成了IPTV技术，以宽带网络为基础设施，利用家用电视机、手机、PC、个人数字助理（PDA）等作为显示终端设备，利用IP协议向用户提供多种交互型多媒体业务。

IPTV的核心在于构建一个基于IP技术的多业务承载的系统，每种业务对网络的性能要求不同，而传统的IP网络是尽力而为服务的网络，没有对特定的业务保障特定的服务质量，因此现有IP城域网络无法满足IPTV各类业务的要求。

1 IPTV业务对于城域网功能要求

1.1 对于广播业务，要求城域网提供组播支持，并具备组播管理、组播安全控制和组播QoS保障能力，并能实现快速频道切换。

1.2 城域网具备QoS能力，提供IPTV业务的QoS保障，满足业务对带宽、时延、抖动等网络性能参数的要求。

2 IPTV业务对于接入层网络功能要求

2.1 支持 ADSL/ADSL2+/VDSL （PPPoE/专线）、LAN（PPPoE/DHCP/专线）、WLAN等接入方式。

2.2 实现二层链路的接入和汇聚功能，包括将IP DSLAM、ATM DSLAM汇聚到BRAS或接入路由器，以及将以太网/ATM/FR/DDN专线汇聚到接入路由器。对于直播业务，要求接入层提供对组播的支持。接入层应具备QoS能力，以保障业务接入QoS。一定的安全能力，可以通过VLAN等方式进行业务和用户的隔离。方便IPTV业务的运营资费管理，方便开通和运维。

3 承载IPTV业务城域网的优化设计

城域网向路由型城域网迈进已经是业界共识，利用路由型城域网来承载IPTV，不仅可以更好的承载Internet上网业务，而且可以很好的承载IPTV业务和将来的NGN业务。因此设计方案以路由型城域网为基础展开。

一般城域网网络结构是：采用路由器为核心，采用交换机为汇聚层，下挂BRAS，或者路由器为核心直接下挂BRAS；当然也有城域网以交换机为核心，侧挂BRAS，核心交换机直接下联接入层。现网承载IPTV有如下缺点：

汇聚设备系列不支持组播业务，升级成本比较高；安全性较差，不支持安全MPLS WPN，业务隔离困难；处理能力不足，IPTV业务流量的流向比较集中，这样对承载设备的处理能力有较高的要求；缺乏QOS保证，缺少端到端QOS保证，使画面质量无法与现有有线电视质量相比。

3.1 针对上述现状，建议将交换机改成路由器，或者中小型城域网核心路由器直接下挂BRAS。这样改造网络可以说是一步到位，直接形成目标网络结构，对网络改动比较大，也需要比较多的投入。如果由于资金或者IPTV初期开展用户数量不多，也可以采用在需要挂接IPTV用户的站点，设置路由器，利用原有大型BRAS或新增BRAS来进行改造。新增汇聚路由器可以将边缘IPTV节点和中心IPTV节点连接起来，构成城域网内部的VDN，可以将中心IPTV节点的内容分发到边缘IPTV节点，同时中心IPTV节点的直播流量也可以通过该路由器下发。新增汇聚路由器也可以落到业务接入控制点的位置，从而成为路由型城域网中的SR，不仅可以承载IPTV业务，而且将来可以开启MPLS VPN，来开展大客户专线业务和将来的NGN承载业务。这样IPTV业务通过路由器传送，普通上网业务通过交换机传送，逐步将普通上网业务割接到路由器上，取消交换机。也可以将BRAS直挂核心路由器，而不增设汇聚路由器。这时候，边缘IPTV节点需要挂在BRAS上，对BRAS的性能要求较高。

对于BRAS侧挂的交换机为核心的城域网，建议改造成路由器为核心，采用大型BRAS直接下挂的方式承载IPTV业务。

有一点需要说明的是，城域网不需要组成一个环运行RPR。由于直播业务流量与用户数量无关，而与频道数相关，对于H.264媒体流，100个频道也就200M流量，为了这些流量采用昂贵的RPR接口没有必要，普通连接方式完全可以提供这样的带宽，而且现有的路由器组播转发性能和复制能力基本达到线速。

3.2 对于IPTV业务，一个重要的方面就是保证QOS，在城域网内进行QOS保证。

对于直播业务，城域网应该实现组播。在城域网内，可以采用PIM-SM来实现组播路由，每个城域网设置至少两个RP，并采用anycast方式。如果城域网内没有设备可以担当RP，则城域网组播路由器静态配置骨干网的RP地址。城域网内优先使用公用组播地址。对于网络规模不大的城域网，也可以不启用PIM-SM协议，各路由器和BRAS设置静态组播，同样可以达到很好的效果。

对于没有组播能力的城域网，将组播和单播结合使用，中心节点将直播媒体流通过单播形式发送给边缘节点，边缘节点以组播或单播的形式将直播媒体流发送给用户。通过这样的方式，不但实现了直播业务穿越不具备组播功能的核心网络和汇聚网络，同时把组播流所覆盖的范围缩小，将UDP封装的组播报文由于丢包对用户造成的影响降到最低。

4 结束语

改造城域网来满足IPTV业务的要求不是一朝一夕能完成的，需要分阶段建设和实施，在尽可能少的资金投入情况下，达成承载目标。在IPTV业务开展初期，可以充分利用现网进行有限改造，以满足初期业务需要；在IPTV用户量达到一定规模后，需要不断扩容和新增设备、新增带宽，同时对组网方案进行调整，以满足大用户量的承载。IPTV业务城域网的优化设计以一种网络承载多种业务，一种终端承接多类服务的信息化新模式，充分有效地利用网络资源，实现了 “三网（电信网、互联网、广播电视网）合一”。

［1］卢官明,宗昉.IPTV技术及应用[M].北京:人民邮电出版社,2007.

［2］涂永胜,周振勇,宋连军.IP城域网QoS的部署与实现研究[J].邮电设计技术,2007,10.