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IPTV組播復制模式應用實(shí)解及其分析

朱杰 2008/07/22

　　IPTV(交互式網(wǎng)絡(luò )電視)作為向家庭用戶(hù)提供包括電視內容在內的多種交互式服務(wù)的一項嶄新技術(shù)，日益受到各大電信巨頭的集體追捧。它以電信寬帶網(wǎng)絡(luò )為傳輸通道、以電視機為終端，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等多種技術(shù)于一體，能有效的將電視、通信和PC三個(gè)領(lǐng)域結合在一起，極大解放了時(shí)間對人們的限制。但同時(shí)，在執行技術(shù)上，IPTV對承載網(wǎng)有組播、帶寬、QOS、網(wǎng)絡(luò )安全等方面有很強的要求。

　　一般來(lái)說(shuō)，IPTV業(yè)務(wù)建議用戶(hù)帶寬不低于2M。為節省接入層到匯聚層的網(wǎng)絡(luò )帶寬，以太網(wǎng)交換機需至少支持二層組播協(xié)議IGMPsnooping(Internet群組管理協(xié)議探測)。對無(wú)法支持組播的接入層設備同時(shí)需要根據業(yè)務(wù)發(fā)展逐步進(jìn)行替換。對匯聚層設備進(jìn)行上下行帶寬擴容和升級，下行帶寬根據接入層設備升級情況進(jìn)行相應升級，上行帶寬設計到N×GE。

　　由于IPTV業(yè)務(wù)中視頻碼流的實(shí)時(shí)性、連續性，需要承載網(wǎng)絡(luò )提供QoS保證，同時(shí)業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)的延時(shí)、丟包和抖動(dòng)比較敏感。其中直播類(lèi)視頻業(yè)務(wù)如直播電視對QoS的要求高于點(diǎn)播類(lèi)視頻服務(wù)如VOD。游戲類(lèi)業(yè)務(wù)是一種雙向交互式的數據業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)特性如操作命令的靈敏性決定了對數據包的傳輸時(shí)延要求特別高。

　　針對目前網(wǎng)絡(luò )狀況，博達通信對QoS問(wèn)題做出以下努力：

　　從邏輯上區分IPTV業(yè)務(wù)流和傳統數據業(yè)務(wù)流，減少傳統數據業(yè)務(wù)流對IPTV業(yè)務(wù)流的影響。在接入層CPE匯聚交換機之間建立多個(gè)PVC/VLAN來(lái)區分不同的業(yè)務(wù)從而形成不同的邏輯網(wǎng)絡(luò )。
　　
　　在網(wǎng)絡(luò )匯聚層和核心層啟用業(yè)務(wù)服務(wù)分類(lèi)機制，統一規劃和定義QoS服務(wù)等級，邊緣進(jìn)行流的分類(lèi)和標記。

　　啟用L3QoS與L2QoS之間的映射和PVC與DSCP/802.1P之間的映射。

　　博達交換機在分類(lèi)、流量監管、擁塞管理、擁塞避免、信令、鏈接效率機制(LinkEfficiencyMechanisms)等方面均有完善的解決方案，可以很好地滿(mǎn)足IPTV在QOS上的細致要求，從設備的角度最大限度減少或者縮小時(shí)延、抖動(dòng)、丟包的情況發(fā)生。

　　針對IPTV對交換機在組播上的要求，根據組播復制/控制點(diǎn)的不同，接入網(wǎng)的組播大致可以分為以下三種形式。

　　基于BRAS的組播復制方式

　　用戶(hù)STB(機頂盒)通過(guò)使用PPPOE或者IPOE方式接入，與BRAS之間建立PPPOE或者IPOE通道，BRAS終結STB的IGMP報文，由BRAS負責實(shí)現用戶(hù)STB的組播復制，將組播報文復制在STB相應的PPPOE或者IPOE通道內。

　　評析：該實(shí)現方式適合多種接入方式，PC采用PPPOE方式接入，STB采用PPPOE或者IPOE方式接入，PC和STB即可以共用一條PVC/VLAN，也可以分別做單獨配置。本實(shí)現方式不需對現網(wǎng)做太大改造，適合采用“集成模式”組網(wǎng)情況，只要求對寬帶計費后臺進(jìn)行少量的改動(dòng)即可。但該實(shí)現方式中，BRAS面向用戶(hù)STB復制IPTV組播業(yè)務(wù)，面向用戶(hù)的組播復制點(diǎn)是BRAS，也就是說(shuō)從BRAS開(kāi)始到各個(gè)用戶(hù)，每個(gè)用戶(hù)所點(diǎn)的內容都是一條單獨的數據流，對BRAS的下連帶寬要求很高，不適合大規模IPTV的組網(wǎng)。一般在IPTV業(yè)務(wù)開(kāi)展初期使用。

　　基于匯聚交換機(組播交換機)的組播復制方式

　　本實(shí)現方式用戶(hù)STB(機頂盒)可以采用多種接入方式，PPPOE或者IPOE，但采用PPPOE接入時(shí)，STB必須支持雙棧，能夠發(fā)送基于IPOE封裝的IGMP報文，匯聚交換機終結STB的IGMP報文，負責將組播M-VLAN的IPTV直播業(yè)務(wù)跨VLAN復制給用戶(hù)。

　　評析：該實(shí)現方式適合所有接入方式，但當STB使用PPPOE接入時(shí)，STB必須支持雙棧，能夠發(fā)送基于IPOE封裝的IGMP報文。匯聚交換機至IPTV業(yè)務(wù)控制點(diǎn)之間的直播業(yè)務(wù)采用組播M-VLAN承載，匯聚交換機具備IGMPProxy功能，可以采用主動(dòng)靜態(tài)下拉或者動(dòng)態(tài)下拉的方式將IPTV組播業(yè)務(wù)通過(guò)組播M-VLAN送抵至匯聚交換機，然后按需跨VLAN復制給用戶(hù)。

　　所謂主動(dòng)靜態(tài)下拉就是指不管有沒(méi)有用戶(hù)需要組播流，匯聚交換機均主動(dòng)向上行發(fā)送組播加入報文進(jìn)行引流；所謂動(dòng)態(tài)下拉是指只有當有第一個(gè)用戶(hù)組播加入時(shí)，才進(jìn)行引流，后續用戶(hù)不再進(jìn)行引流，當所有用戶(hù)組播均離開(kāi)時(shí)，匯聚交換機發(fā)送組播離開(kāi)消息切斷組播流，從而實(shí)現“按需引流，一次引流，多用戶(hù)應用”的目的。

　　該實(shí)現方式對現網(wǎng)改造不大，而且支持所有接入方式，緩解了BRAS的尤胙沽Γ嚶Φ幕憔勱換換隓SLAM/二層交換機之間，原有基于BRAS組播復制的帶寬壓力沒(méi)有改善，而且還要考慮控制用戶(hù)組播接入的問(wèn)題，適合IPTV業(yè)務(wù)開(kāi)展的過(guò)渡階段。

　　基于二層交換機的的組播復制模式

　　本實(shí)現方式用戶(hù)STB(機頂盒)可以采用多種接入方式，PPPOE或者IPOE，但采用PPPOE接入時(shí)，STB必須支持雙棧，能夠發(fā)送基于IPOE封裝的IGMP報文，二層交換機終結STB的IGMP報文，負責將組播M-VLAN的IPTV直播業(yè)務(wù)按接入端口復制給用戶(hù)。

　　評析：該實(shí)現方式適合所有接入方式，但當STB使用PPPOE接入時(shí)，STB必須支持雙棧，能夠發(fā)送基于IPOE封裝的IGMP報文；二層交換機至IPTV業(yè)務(wù)控制點(diǎn)之間的直播業(yè)務(wù)采用組播M-VLAN承載，交換機具備IGMPProxy功能，可以采用主動(dòng)靜態(tài)下拉或者動(dòng)態(tài)下拉的方式將IPTV組播業(yè)務(wù)通過(guò)組播M-VLAN送抵至匯聚交換機，然后按需跨VLAN復制給用戶(hù)；該實(shí)現方式對現網(wǎng)改造較大，對所有不支持組播的二層交換機均需要更換，支持所有接入方式，緩解了二層交換機以上的組播復制壓力，但還要考慮控制用戶(hù)組播接入的問(wèn)題，在大規模IPTV放號階段，二層交換機作為組播復制/控制點(diǎn)，是最好的選擇。

　　博達交換機具有相對完整的QOS策略：HeadOfLine防止擁塞機制；每端口4個(gè)發(fā)送隊列映射802.1p的8個(gè)優(yōu)先級；WRED，WFQ，SP和FIFO隊列調度算法等，滿(mǎn)足了IPTV所需要求，其組播協(xié)議表現也相當完善，包括IGMPSnooping組播報文自動(dòng)監測；IGMPv1/v2/v3；PIM-SM，OLINK&PIM-DM；DVMRP(距離矢量多點(diǎn)廣播路由協(xié)議)；GMRP(組播動(dòng)態(tài)注冊協(xié)議)，在安全特性和網(wǎng)絡(luò )管理方面，博達交換機各項性能指標均滿(mǎn)足IPTV上線(xiàn)的各種細致要求，能最大限度地滿(mǎn)足IPTV的需要。

中計報(www.ccidnet.com)


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