IPTV业务对承载网的要求探析

程新丽

摘要：本文首先从网络带宽要求、业务隔离、组播要求、网络

QoS要求、可靠性要求、安全性要求等方面描述了IPTV业务对承载网的总体要求，然后又描述了设备关键技术需求，最后给出了总结与建议。

关键词：IPTV业务对承载网  业务隔离  可靠性  安全性

0 引言

为实现IPTV业务的承载， IPTV承载网从功能上应支持各种业务的用户接入、用户认证、内容传送、服务质量保障、安全性保障以及可靠性保障，并满足业务所需的带宽、服务质量、组播、可靠性以及安全性等要求。

1 总体要求

1.1 网络带宽要求 IPTV业务对承载网的带宽要求主要体现在IPTV视频流媒体业务上。IPTV视频流媒体业务可选采用MPEG4、H.264和AVS编码。一路高清视频业务流至少需要8M网络带宽支持。

具体对应到承载网的各个层次的带宽需求如下：①骨干/城域网带宽需求=TV节目*频道带宽+最大并发VoD*节目带宽。②部署内容分发网络（CDN）后，中心服务器（CS）到边缘服务器（ES）间的VoD带宽需求=最大并发VoD*（1-命中率）*频道带宽。③接入网带宽需求=min（TV节目，最大并发用户数）*频道带宽+最大并发VoD*节目带宽。

如果考虑到视频FCC特性的部署，则还需要考虑快速频道切换带来的带宽突发影响： FCC增值业务对带宽的需求为：直播业务总带宽x 同时切换频道用户峰值比率（10%） * FCC带宽突发比（1.3）。

1.2 业务隔离 IPTV业务的承载应与其他业务进行隔离，隔离方式可以基于专用的物理网络，也可以基于多业务承载网的一个或多个逻辑网络。如果采用逻辑隔离，城域网应支持IP VPN技术，包括BGP/MPLS VPN。宽带接入网部分的虚拟网络隔离技术应支持VLAN 、PVC或VPLS。

IPTV承载网应支持基于业务的隔离，在与非IPTV业务隔离的同时，还应支持～IPTV组播业务与单播业务的隔离承载。IPTV承载网还应支持基于用户的隔离，即将接入节点上的不同用户进行隔离。

1.3 组播要求 IPTV直播视频业务适合采用组播方式向用户提供，IPTV承载网全网应提供对组播的支持。具体对应到承载网的各个层次，IPTV承载网应满足下列要求：①骨干网应支持PIM-SM组播路由协议，若跨域实现IPTV业务，还应支持跨域组播，包括MP-BGP、MSDP协议;②城域网应支持PIM-SM组播路由协议和IGMP组成员管理协议;③接入网设备应支持IGMP Snooping /Proxy，实现可控组播;④IPTV承载网应支持在不同的组播复制点实现最终用户的组播复制（包括业务接入点、二层接入点复制）;⑤IPTV承载网应支持不同的组播控制与复制的方案结合（业务接入控制点与二层接入点），要求组播控制和复制在同一设备上实现;⑥实现组播源、集合点（RP） 的冗余备份功能。

1.4 网络QoS要求 视讯会议业务是一种实时的端到端行为，QoS保证至关重要，要满足IP视讯技术规范规定的网络QoS要求。

根据国内外的研究成果，业界对以上几种业务的QoS经验值如下：

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IPTV承载网的QoS机制主要是区分服务，通过城域/汇聚网和宽带接入网的分层考虑来实现。

1.5 可靠性要求 为了保证用户连续、不中断的收看视频节目，需要保证网络传送的可靠性，在故障的情况下，应在<1s的时间内进行恢复，对可视电话来说，故障恢复时间应<50ms。在BTV业务中，为了获得与传统电视一样的用户体验，在节目切换时，获得新的节目的时间应<1s。如果物理层采用了SDH传输来承载，那么SDH层可提供50ms链路恢复的保护能力。另外SDH的快速故障检测机制也可为IP层提供快速的链路故障信号。如果物理层基于裸光纤，那么可采用BFD来提供快速故障检测机制;如果是通过链路捆绑方式提供的互连链路，那么该链路相对于普通的非捆绑链路也具有更高的可靠性。

1.6 安全性要求 IPTV承载网不仅应保障IPTV承载网的自身安全，还应提供对IPTV业务网安全的保障。IPTV承载网与互联网直接相连，应抵御各种来自外界的安全风险，保障自身的安全性。IPTV承载网自身安全性包括以下层面：①保障数据平面安全，提供机制限定用户流量行为，抵御来自攻击者对数据平面的恶意攻击;②保障控制平面安全，对路由分发、标签分配对等体建立信任关系认证，防止路由泄漏、资源耗尽攻击以及转发路径的欺骗等;③保障管理平面安全，防止配置信息的泄漏、未授权的入侵以及对管理系统的拒绝服务攻击。

IPTV承载网保障业务网的安全性，包括以下层面：①保证业务系统CS、ES、SMS、EPG等业务系统的安全性，防止非法入侵;②用户只能有限制的访问节目EPG和提供流媒体的CS及其CACHE（ES）;③要保证用户PC或STB的安全性，防止非法用户的入侵;④防止非法IPTV用户对IPTV资源的访问。

2 设备关键技术需求

2.1 SR 支持PIM SPARS-DENSE MODE，支持200个组播组以上;支持DHCP RELAY/SERVER，支持OPTION82;支持接口VLAN/SVLAN的混合模式;支持高密度GE端口。

2.2 BRAS 支持根据源/目的IP地址进行流分类，支持每个PVC 4个队列以上，支持基于队列的Trafic Shaping限速，支持SP/WRR调度;支持ACL策略进行组播频道控制、上网限制;支持良好的组播性能（100个组播组以上），支持用户侧非法组播源限制;支持虚拟路由（VR）功能、支持IGMp协议、支持组播路由技术：PIM-SM、PIM-DM、支持IGMP Proxy（IGMP代理）协议;支持组播业务控制。

2.3 DSLAM/OLT支持每个ADSL端口4条PVC以上;支持4K个VLAN，支持跨VLAN组播;支持IGMP PROXY;支持DHCP OPTION82;支持两级复制架构，主交换板到用户板，用户板到端口;整机支持200个组播组以上，单播支持64个组播组以上;主交换板线速转发，提供线速的组播复制能力;用户板的组播复制能力>10M×端口数;支持根据VLAN/802.1p实现业务区分;支持WRR/SP的优先级调度;支持组播控制及CDR;支持多个上联接口。

2.4 ADSL Modem端口要求：支持4个全双工的

10/100Mbps自适应以太网口;支持端口之间的二层隔离;支持以太网端口与PVC的绑定;端口与业务绑定。

QoS要求：支持CBR/rtVBR/UBR和802.1p，实现对上行流的QoS;上行方向应支持根据端口划分四种优先级，支持802.1p二层优先级标记功能;上行端口支持UNTAG/TAG模式;上行方向应具有四个不同优先级队列，必须支持严格优先级调度算法。

IGMP报文处理要求：支持IGMP Snooping功能;缺省情况下，IGMP报文只在IPTV的端口转发。

缓存能力：应支持1518字节包长的40个数据包的缓存能力，以支持少量突发性数据业务。

3 结束语

为了适应IPTV业务的广播特性和大带宽需求，现有IP承载网需要进行优化和改造，主要是进行IP组播、城域扁平化等改造。IPTV点播业务是通过构筑在CN2骨干和城域骨干上的CDN网承载传送的。业务对承载的需求主要体现在大带宽需求上。

参考文献：

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