基于IP城域网承载IPTV业务的研究与实现
0引言
IPTV(internet protocol television)是网络技术和媒体技术发展到一定阶段后的产物。与传统的定时和单向广播电视相比,IPTV满足了人们收看自由度方面的需求,提供了强大的交互功能,真正实现了媒体提供者和消费者之间的实质性互动。
IPTV业务的发展,为通信运营商在视频流媒体服务及其增值业务方面带来了巨大的商机。然而,运营商传统的IP城域网主要是为满足宽带上网业务而建设的,是基于"尽力而为"的理念构建的,不能满足实时视频类IPTV业务对承载网络提出的更高的承载需求[1]。
本文通过在IP城域网中进行一系列的技术部署,提升网络承载能力,同时对现有IP网络资源进行整合,做进一步的精细划分和利用,使基于IP城域网承载IPTV业务成为可能。
1IPTV业务承载需求
目前,IPTV业务的服务质量指标主要为媒体传输质量(media delivery index,MDI)[2],它是由思科公司和IneoQuest共同提出的,对视频流在IP网络中的传输质量进行评估的测量指标。MDI包括了2个参数:DF和MLR。
延迟因素(delay factor,DF):表示被测试视频流的延迟和抖动状况,单位为毫秒(ms)。
媒体丢包速率(media loss rate,MLR):表示被测试视频流的传输丢包速率,单位为每秒的媒体封包丢失数量。
根据行业规范,由机顶盒至IPTV平台的单向流,客户感知满意的质量指标要求如表1所示。表1IPTV MDI指标要求
指标名称单位要求DFms≤50MLR个媒体封包/s≤8
2IP城域网技术部署方案
2.1技术方案概述
目前,通信运营商IP城域网是基于IP的"尽力而为"的传输模式,无法满足对网络质量要求较高的实时类视频业务(IPTV)的承载要求。因此,需要对现有IP城域网进行升级改造,通过部署一些技术对其接入和承载能力进行相应提升,具体有以下几个方面。
1)业务接入。IPTV和宽带业务的统一接入,对接入终端提出了新的要求,需要具有多个接口、支持业务区分和隔离且支持QoS策略的终端,同时需要对各业务的IP地址进行规划,以实现业务的接入和端到端QoS保障。
2)业务承载。承载大带宽的视频业务时,需要在网络中部署组播,以节省网络带宽,减小大量的视频流量对网络带来的承载压力。
3)业务认证。需要在网络中部署IPoE[3](DHCP+option)认证方式,以有效支持组播策略,并保障业务认证安全。
4)业务隔离。为了对上网、IPTV等业务的业务流进行区分和隔离,需要在网络中部署VLAN/QinQ和MPLS VPN技术。
5)业务保障。为满足视频流质量指标MDI的要求,需要在网络中部署QoS[4],对IPTV业务的视频流进行保障,保证用户良好的业务体验。
2.2IPTV系统架构
以某省运营商为例,IPTV系统一般分为省网、本地网两级IPTV平台:省平台负责用户注册、认证、计费以及以单播方式下发IPTV节目源;本地IPTV平台接收从省平台下发的节目,同时本地平台也作为IPTV的组播源下发组播流至机顶盒(STB)。
其中,省平台部署在IP承载网中,本地平台部署在本地城域网内,两者通过1对ASBR实现MPLS VPN业务互通。本地平台通过3层交换机(L3S)接入城域网业务路由器(SR)设备,SR与PON接入网络相连,IPTV终端机顶盒(STB)通过宽带接入终端接入PON网络,最终实现接入IPTV系统。IPTV系统架构图如图1所示。
图1IPTV系统架构图2.3业务接入设计
2.3.1接入终端选择
IP城域网现有业务主要为公众上网业务,开展IPTV业务后,为了在同时开通了IPTV和宽带等多种业务的用户端实现2种业务的区分和隔离,以及对IPTV业务流的质量保障,对放置在用户家中的接入终端提出了新的要求。
1)PVC/VLAN,要求终端能够支持多PVC/VLAN上行,实现对IPTV业务和宽带业务的区分和隔离;
2)端口数量:具有2个或以上以太网端口,分别接入IPTV机顶盒和宽带上网电脑终端;
3)QoS:能够支持QoS功能,实现对IPTV业务流端到端的质量保障;
4)可网管性:支持集中式网管,便于对终端的统一管理和排障。
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