IPTV業(yè)務承載需求分析與改進措施＊

程新麗

（武漢鐵路職業(yè)技術學院，湖北武漢 430063）

IPTV 是承載于IP 網(wǎng)絡的一種電信級業(yè)務，按各功能操作特點，可以分成4 類業(yè)務：流媒體類、通信類、游戲類和信息服務類。流媒體類包括音視頻點播和音視頻直播。通信類業(yè)務包括視頻通信和短信。游戲類業(yè)務包括單機游戲和聯(lián)網(wǎng)游戲。信息服務類業(yè)務是通過STB 對信息進行瀏覽，提供WEB 和視音頻等多種方式。流媒體類業(yè)務對帶寬需求較高，通信類業(yè)務對實時性要求很高［1～2］。因此，IPTV 業(yè)務與通常的Internet數(shù)據(jù)業(yè)務有很大不同。在帶寬、QOS、可靠性、安全性等方面對承載網(wǎng)有很高的技術要求。

1 IPTV 業(yè)務網(wǎng)絡及其部署方案

1.1 IPTV業(yè)務網(wǎng)絡體系結(jié)構

IPTV 業(yè)務網(wǎng)絡體系結(jié)構如圖1 所示。IPTV 業(yè)務網(wǎng)包括內(nèi)容與業(yè)務提供層、承載層、用戶終端層及管理支撐層四個層面［3］。內(nèi)容與業(yè)務提供層是業(yè)務系統(tǒng)核心，包含內(nèi)容運營平臺、業(yè)務運營平臺。提供內(nèi)容運營管理和業(yè)務執(zhí)行能力。涉及的物理網(wǎng)元包括內(nèi)容管理服務器（上載、專碼、數(shù)據(jù)庫等）、業(yè)務管理服務器、系列流媒體服務器、EPG 等門戶服務器、各類增值業(yè)務服務器。承載層為音視頻業(yè)務平臺提供網(wǎng)絡承載，包括：骨干層網(wǎng)絡、城域骨干層網(wǎng)絡和寬帶接入網(wǎng)絡。用戶終端層由機頂盒、手機、PC 等各類用戶終端組成。用戶通過這些終端使用音視頻業(yè)務。管理支撐層為業(yè)務提供管理支撐。通過與內(nèi)容運營平臺接口連接，共同實現(xiàn)IPTV 業(yè)務的管理支撐功能。管理支撐包括業(yè)務管理、運維支撐、DRM、終端管理等模塊。其中，DRM 管理模塊由于還未形成行業(yè)標準，目前暫緩建設。外部系統(tǒng)中的CP／SP包含IPTV、手機電視集成播控，提供內(nèi)容和增值業(yè)務。

圖1 IPTV 業(yè)務網(wǎng)體系結(jié)構示意圖

1.2 IPTV 業(yè)務網(wǎng)絡部署方案

圖2 是當前典型的IPTV 業(yè)務網(wǎng)絡部署方案。其中IPTV 業(yè)務承載網(wǎng)包括寬帶接入網(wǎng)、城域骨干網(wǎng)和骨干承載網(wǎng)三個層面。寬帶接入網(wǎng)部分完成用戶機頂盒到IPTV 業(yè)務接入控制點之間的直播／組播業(yè)務流的承載；城域骨干網(wǎng)完成省中心到區(qū)域中心或業(yè)務接入控制點之間的直播／組播業(yè)務流的承載，以及區(qū)域中心到業(yè)務接入控制點之間的直播／組播業(yè)務流的承載。

圖2 電信IPTV 業(yè)務網(wǎng)絡部署方案

2 IPTV 業(yè)務對承載網(wǎng)的需求及改進措施

2.1 IPTV業(yè)務網(wǎng)絡性能要求

IPTV 業(yè)務對承載網(wǎng)的帶寬要求主要體現(xiàn)在IPTV 視頻流媒體業(yè)務上。一路標清視頻業(yè)務流至少需要2M 網(wǎng)絡帶寬支持，一路高清視頻業(yè)務流至少需要8M 網(wǎng)絡帶寬支持［4］。

（1）IPTV 業(yè)務要求無中斷、無馬賽克和畫面流暢；寬帶IP網(wǎng)絡應具備低延遲、抖動、丟包率在網(wǎng)絡擁塞時能夠優(yōu)先處理，保證IPTV 業(yè)務的服務質(zhì)量，頻道切換快，無明顯延遲。

（2）城域網(wǎng)引入安全機制，對流量進行有效疏導和控制，避免非法內(nèi)容入侵，避免帶寬被無效占用，并確保業(yè)務服務器安全。

（3）提供可靠保障，確保網(wǎng)絡鏈路和設備節(jié)點故障不影響IPTV 的業(yè)務體驗，并確保節(jié)目源、RP等關鍵節(jié)點的可靠性。

2.2 改進措施

1）針對業(yè)務承載帶寬的不足，需要加快寬帶提速進程。運營商現(xiàn)網(wǎng)4M 以上接入能力的用戶比例僅為6%，需要加快進程，確保IPTV 業(yè)務用戶具備8M 能力。同時需要增加城域網(wǎng)容量，緩解城域網(wǎng)帶寬壓力。

2）針對IPTV 業(yè)務的服務質(zhì)量要求，需要IP全網(wǎng)部署組播能力［5］。在骨干層采用CDN 應用層組播技術，在寬帶接入網(wǎng)采用多邊緣的DSLAM／OLT 組播復制的寬帶接入組播方案。同時，在骨干層實施寬帶預留，結(jié)合路由快速收斂、快速重路由和Diffserv實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)的QoS。在接入層實施以基于802.1p為主的QoS提供突發(fā)擁塞時的QoS保證。要求寬帶接入網(wǎng)設備具備802.1p 與IPP、DSCP 映射的能力。IPTV 承載網(wǎng)總體上應保持輕載，對不同業(yè)務流實現(xiàn)分類的流量控制和差異化轉(zhuǎn)發(fā)；對BTV 業(yè)務靜態(tài)分配帶寬，BTV 業(yè)務流直接下發(fā)到接入節(jié)點，對VoD業(yè)務進行動態(tài)接納控制，保證承載網(wǎng)不發(fā)生過載。

3）針對業(yè)務可靠性要求，核心設備應具有99.999%的高可靠性，關鍵部件實現(xiàn)冗余備份；應支持不間斷轉(zhuǎn)發(fā)Non－Stop Fowarding 和熱補丁技術；支持各種協(xié)議的Graceful Restart技術；應支持Non－Stop Routing技術，保證節(jié)點路由的可靠性，包括PIM－SM 協(xié)議；采用備份節(jié)點、雙星型連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡連接和鏈路的高可靠性；通過主／備LSP來提高MPLSLSP 的可用性；通過MPLS Fast Reroute對MPLS LSP進行保護，失效LSP的恢復時間可達到50ms以內(nèi)；通過配置備份組播RP點的提高可靠性，采用Anycast RP機制實現(xiàn)RP間的冗余配置和負載分擔。對于組播源采用Anycast和負載分擔方式，兩個源共享一個IP 地址，兩個源同時工作，并互為主備。

4）針對業(yè)務安全性要求，承載網(wǎng)數(shù)據(jù)平面提供機制限定用戶流量行為，抵御來自攻擊者對數(shù)據(jù)平面的惡意攻擊；控制平面，對路由分發(fā)、標簽分配對等建立信任關系認證，防止路由泄漏、資源耗盡攻擊以及轉(zhuǎn)發(fā)路徑的欺騙等；管理平面，防止配置信息的泄漏、未授權的入侵以及對管理系統(tǒng)的拒絕服務攻擊。

3 結(jié) 語

電信IP 承載網(wǎng)絡作為IPTV 業(yè)務發(fā)展的基礎，網(wǎng)絡的演進以業(yè)務需求及技術走向為導向。IPTV 業(yè)務的高帶寬和廣播特性，要求IPTV 的業(yè)務承載網(wǎng)絡需要在現(xiàn)網(wǎng)基礎上實現(xiàn)端到端的帶寬提速。同時為了更好地支持IPTV 直播業(yè)務，需要IPTV 業(yè)務承載網(wǎng)絡具備全網(wǎng)組播能力。

1 陳巧熙.IPTV 承載網(wǎng)解決技術探討［J］.中國新通信，2006（8）

2 喻文學.IPTV 承載網(wǎng)相關技術及問題研究［J］.通信世界，2005（14）

3 B.Alfonsi，“I Want My IPTV：Internet Protocol Television Predicted a Winner，”IEEE Distributed Systems Online，IEEE Computer Society 1541－4922，vol.6，no.2，F(xiàn)eb.2005.

4 S.－H.Kim and D.Kataria，“Delivering the Next Big Motion Picture：IPTV，”http：／／www.networksystemsdesignline.com／showArticle.jhtml？articleID＝170700184，Nov.2005.

5 劉靜.組播技術以及在IPTV 上的應用［A］；2007通信理論與技術新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學術會議論文集（下冊）［C］.2007