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IPTV組播復制模式應用實解及其分析

朱杰 2008/07/22

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

　　一般來說，IPTV業(yè)務建議用戶帶寬不低于2M。為節(jié)省接入層到匯聚層的網絡帶寬，以太網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)。對無法支持組播的接入層設備同時需要根據業(yè)務發(fā)展逐步進行替換。對匯聚層設備進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行相應升級，上行帶寬設計到N×GE。

　　由于IPTV業(yè)務中視頻碼流的實時性、連續(xù)性，需要承載網絡提供QoS保證，同時業(yè)務對承載網的延時、丟包和抖動比較敏感。其中直播類視頻業(yè)務如直播電視對QoS的要求高于點播類視頻服務如VOD。游戲類業(yè)務是一種雙向交互式的數據業(yè)務，其業(yè)務特性如操作命令的靈敏性決定了對數據包的傳輸時延要求特別高。

　　針對目前網絡狀況，博達通信對QoS問題做出以下努力：

　　從邏輯上區(qū)分IPTV業(yè)務流和傳統(tǒng)數據業(yè)務流，減少傳統(tǒng)數據業(yè)務流對IPTV業(yè)務流的影響。在接入層CPE匯聚交換機之間建立多個PVC/VLAN來區(qū)分不同的業(yè)務從而形成不同的邏輯網絡。
　　
　　在網絡匯聚層和核心層啟用業(yè)務服務分類機制，統(tǒng)一規(guī)劃和定義QoS服務等級，邊緣進行流的分類和標記。

　　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、流量監(jiān)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延、抖動、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/控制點的不同，接入網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STB(機頂盒)通過使用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負責實現用戶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。本實現方式不需對現網做太大改造，適合采用“集成模式”組網情況，只要求對寬帶計費后臺進行少量的改動即可。但該實現方式中，BRAS面向用戶STB復制IPTV組播業(yè)務，面向用戶的組播復制點是BRAS，也就是說從BRAS開始到各個用戶，每個用戶所點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(guī)模IPTV的組網。一般在IPTV業(yè)務開展初期使用。

　　基于匯聚交換機(組播交換機)的組播復制方式

　　本實現方式用戶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，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)務跨VLAN復制給用戶。

　　評析：該實現方式適合所有接入方式，但當STB使用PPPOE接入時，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)務控制點之間的直播業(yè)務采用組播M-VLAN承載，匯聚交換機具備IGMPProxy功能，可以采用主動靜態(tài)下拉或者動態(tài)下拉的方式將IPTV組播業(yè)務通過組播M-VLAN送抵至匯聚交換機，然后按需跨VLAN復制給用戶。

　　所謂主動靜態(tài)下拉就是指不管有沒有用戶需要組播流，匯聚交換機均主動向上行發(fā)送組播加入報文進行引流；所謂動態(tài)下拉是指只有當有第一個用戶組播加入時，才進行引流，后續(xù)用戶不再進行引流，當所有用戶組播均離開時，匯聚交換機發(fā)送組播離開消息切斷組播流，從而實現“按需引流，一次引流，多用戶應用”的目的。

　　該實現方式對現網改造不大，而且支持所有接入方式，緩解了BRAS的尤胙沽�，但蠂娄的汇緞険Q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有改善，而且還要考慮控制用戶組播接入的問題，適合IPTV業(yè)務開展的過渡階段。

　　基于二層交換機的的組播復制模式

　　本實現方式用戶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，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)務按接入端口復制給用戶。

　　評析：該實現方式適合所有接入方式，但當STB使用PPPOE接入時，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)務控制點之間的直播業(yè)務采用組播M-VLAN承載，交換機具備IGMPProxy功能，可以采用主動靜態(tài)下拉或者動態(tài)下拉的方式將IPTV組播業(yè)務通過組播M-VLAN送抵至匯聚交換機，然后按需跨VLAN復制給用戶；該實現方式對現網改造較大，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組播接入的問題，在大規(guī)模IPTV放號階段，二層交換機作為組播復制/控制點，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個發(fā)送隊列映射802.1p的8個優(yōu)先級；WRED，WFQ，SP和FIFO隊列調度算法等，滿足了IPTV所需要求，其組播協(xié)議表現也相當完善，包括IGMPSnooping組播報文自動監(jiān)測；IGMPv1/v2/v3；PIM-SM，OLINK&PIM-DM；DVMRP(距離矢量多點廣播路由協(xié)議)；GMRP(組播動態(tài)注冊協(xié)議)，在安全特性和網絡管理方面，博達交換機各項性能指標均滿足IPTV上線的各種細致要求，能最大限度地滿足IPTV的需要。

中計報(www.ccidnet.com)


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