IPTV与承载网-理论、现状、案例分析、网络优化建议摘要

yunlongzhang

看起来，中国两大固网运营商2007年的IPTV建设慢慢减缓，但城域网仍然在那里，视频业务、即IPTV终归是要部署，所以，对于IPTV与承载网关系的研究，对于在中国现实网络上开展视频业务有现实和长远的意义。这里是我们技术团队的一份研究报告目录。

1. IPTV结构划分

IPTV平台系统包含内容系统（内容制作和内容分发）、业务系统（用户管理、终端管理、网络管理）、宽带网络（路由器、交换机、BAS和DSLAM）和家庭网络四个组成部分。



2. 视频流的带宽要求

    简述了目前几种流行的编码格式所需要的带宽、相互间渊源。



3. IPTV承载网的构成

在4个层面探讨IP承载网的构成：国家骨干层面、省骨干层面、城域网层面、宽带接入网层面；

描述了目前IP承载网的现状，分别从国家骨干、省骨干、城域网骨干、城域网接入网络层面阐述现状，主要以中国电信网络为例；

探讨了目前运营商运营一张互联网骨干网、一张电信业务承载网、在城域网层面共用一张物理网络的策略对IPTV业务开展的影响；

探讨了城域网的不同物理结构对开展IPTV业务的影响；

宽带接入网目前的组网方式，对开展IPTV业务的影响，缺点及改进的思路；



4. 关键问题

4.1 内容传送方式

IPTV业务主要是广播方式的直播业务BTV和点播业务（VoD）,不同业务方式对承载网的资源占用是不同的；

同时，同一种业务方式的视频流从网络核心到网络边缘传输方式的不同对承载网资源占用也是不同的；

从核心节点到边缘节点视频流即可以采用单播方式、也可以采用组播方式传送；

采用组播方式传送数据流根据边缘节点是静态加入还是动态加入又有不同；

以上这些传送内容的不同方式对网络核心、边缘设备的特性、性能要求都是不同的，并且对IP承载网的要求也是不同的，本部分进行了分别阐述。

4.2 用户认证和权限控制

在IP网上承载IPTV，本质上是在一个承载网层面上叠加一个业务层面，在承载网层面有网络接入方式的认证，如PPPoE、WEB认证、DHCP+、802.1X等，而在业务层面机顶盒STB接入到网络中也需要认证，通常 STB 机顶盒可以支持 PPPoE 或带有 Option 参数的 DHCP 两种接入认证方式。这些认证方式的区别、应用场景、优缺点是本部分讨论的内容。

用户在通过承载网和业务层面的认证后，还需要对用户权限进行控制，而组播是一种无控制方式的协议，如何采用其它的技术特性来实现控制呢？

4.3 组播

IPTV业务中最重要的直播电视（BTV）业务是依赖于组播协议的，而在承载网的不同层面间部署何种组播协议是非常关键的问题。而更关键的是，承载网中组播控制点/复制点的选取直接影响了IPTV业务对承载网资源的占用和IPTV规模开展用户；

本节详细讨论了IPTV同承载网组播协议有关的各种问题：组播协议的选择、域内组播、跨域组播、接入网对组播的支持，等等。

4.4 安全

安全问题有两个方面，信源安全/组播网的安全和用户接入安全；

信源安全/组播网的安全可通过PIM注册报文、组播节目TTL控制、组播源过滤、控制用户可加入的合法组等策略来实现；

用户接入安全。

4.5 可靠性

IPTV做为叠加在城域承载网上的一个业务层面，这两个层面的可靠性是非常重要的，包括：

组播源的可靠性

组播关键组件的可靠性

城域网可靠性

宽带接入网可靠性

本节分别进行了讨论。

4.6 QoS

IP协议不是为了视频和音频业务而设计的，所以，这是目前在IP承载网上传送视频业务最大的问题。为了解决在IP网上传送视频业务的问题，必须在IP网上部署QoS策略，以保证视频业务的服务质量。

本节分别针对直播业务BTV和点播业务VoD的QoS要求进行了探讨，并详细描述了在当今国内IP承载网环境里部署QoS面临的困难和解决办法。



5. 关键问题解决方法

5.1业务接入控制点的选择

宽带接入网是基于DSL Forum WT-101架构的以太汇聚网络，在之上开展宽带接入和IPTV业务。两种业务控制点的选择是一个很重要的问题，宽带接入业务的控制点是宽带接入服务器（BRAS），IPTV业务接入的控制点是BRAS呢还是边缘路由器呢?选择好业务控制点后，又需要采用什么样的业务方式呢？



5.2 二层汇聚网络的选择

目前在国内承载IPTV业务的网络是宽基于DSL Forum WT-101架构的以太汇聚网络，本节详述了二层汇聚网络的设计原则和注意事项。

5.3 组播复制/控制点的选择

组播复制：指设备向某用户复制并发送某一组播组的组播包的行为；组播控制：指设备判定是否向某用户进行组播复制的行为，对于组播流，组播复制点和控制点必然是合一的。那组播复制/控制点是可以选择DSLAM、BRAS、或者两者之间的汇聚交换机，每种方式都有优点和缺点，但对某个具体网络在某个事情只有一种最适合的方式。

5.4 用户二层虚通道架构设计（IP逻辑通道）

在选择了业务控制点后，二层虚通道架构设计决定着IPTV业务实现的方式。二层虚通道模式有3种：

单PVC单IP逻辑通道；

单PVC多IP逻辑通道；

多PVC多IP逻辑通道；

每种技术实现的细节、适用的场景、优点和缺点，此处做了详细描述。



5.5 数据流封装方式

STB支持PPPoE和IPoE双栈，但这两种封装方式不能同时使用，在BRAS为复制点或者DSLAM为复制点的不同模式下，STB应采用何种数据流的封装方式，网络设备如何根据数据流的封装方式对宽带上网业务和IPTV做出区分。



5.6 用户认证和地址分配

宽带接入业务的认证方式、IPTV STB的认证方式、各自获得IP地址的方式以及同数据封装方式间的关系。

采用每种用户认证和地址分配方式对IP承载网的技术要求。



5.7 业务控制和安全

一般情况下，宽带接入业务和IPTV业务，对应于BRAS上不同的虚拟路由器，不同的虚拟路由器控制不同业务终端的访问范围、接入速率和QoS；

需要在BRAS上控制接入的终端数量，实现不同业务终端到不同虚拟路由器的网络连接绑定，阻止终端和虚拟路由器之间的串接。

5.8 流量整形的实施点

IPTV业务顺利开展最大的困难是在用户接入路径上遇到的带宽瓶颈问题，在宽带城域网、宽带接入网中，从用户家到IPTV核心媒体节点，要经过多端口ADSL MODEM、DSLAM、汇聚交换机、宽带接入服务器（BRAS）、城域网核心层面。IPTV业务是视频流、若不在所经路径上部署QoS,上网的数据业务会同视频业务争抢带宽，并影响IPTV业务。

本节详细描述了在宽带城域网、宽带接入网内各个环节应如何部署QoS策略，并分为上行和下行两个方向来讨论。

并针对承载网的多边缘模型和单边缘模型分别进行了讨论。

6 案例分析

6.1 哈尔滨网通案例

哈尔滨网通是国内第一个成功商用案例，目前是国内IPTV用户数最多的，哈尔滨网通在城域网内新建了一个IPTV专网，而接入层面的DSLAM是和宽带接入共用的。哈尔滨网通在城域网改造方面投入了较多的资金，本节探讨这种承载网建设方式的优点、缺点、和解决了哪些问题。

6.2 上海电信案例
上海电信IPTV项目，是中国电信第一个商用IPTV项目，上海电信对IP承载网的改造进行了多样的尝试。改造后可以推出“单通道”和“双通道”的IPTV业务。中国电信和网通在为开展IPTV业务而进行的承载网优化展现出了不同的思路，但又有相同之处，毕竟过去都是一个运营商。

6.3 广东电信案例

广东电信是中国电信里较早开始IPTV试验网的省，在承载网改造方面做出了很多尝试，本部分分析了广东电信为开展IPTV业务做的承载网改造。

6.4 大连网通案例

大连网通采用了中国标准的AVS编码，而事实上，大连网通的城域网仅做了很少的调整即可以顺利进行IPTV业务实验，其中的奥妙在哪里呢？大连网通、哈尔滨网通一个是AVS、一个是H.264，但承载网共同的优点是其顺利开展IPTV的根本。

6.5 香港盈科PCCW NOW IPTV案例

香港电信公司PCCW公司在2002年投资IPTV电视，称作NOW Broadband TV，它成为PCCW最赚钱业务。目前在香港93%以上的线路具有家庭用户可用的6Mbps速率，在这里分析一下支撑PCCW IPTV业务的IP承载网的情况。

7 对关键设备的基本要求

在IP城域网上顺利开展IPTV，宽带接入网的DSLAM设备、宽带接入服务器（BRAS）设备、还有中间的汇聚交换机设备的性能和特性非常重要。有时为了开展IPTV业务不得不对很多设备进行升级替换，而我国电信城域网常常在一个城市内同类型的设备有超过3个厂家以上的，型号一般都在5、6种以上，这更加增加了开展IPTV的困难。本节首先分析了对DSLAM、BRAS、汇聚交换机的性能和特性要求，然后列举了几种典型厂家设备配合的例子。