IPTV中的接入網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)

1、IPTV業(yè)務(wù)要求

　　IPTV業(yè)務(wù)對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)提出了以下要求：

　　●高的網(wǎng)絡(luò)帶寬和用戶線路可用帶寬;

　　●支持QoS，提供視頻流的帶寬保證和優(yōu)先級(jí)調(diào)度機(jī)制，保證視頻流的分發(fā);

　　●接入網(wǎng)設(shè)備需支持組播，對(duì)用戶組播請(qǐng)求的快速處理;

　　●支持多業(yè)務(wù)、終端接入和管理;

　　●用戶接入認(rèn)證，用戶組播權(quán)限管理;

　　●網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、組網(wǎng)冗余。

　　2、多邊緣模式支持IPTV業(yè)務(wù)

　　適合多業(yè)務(wù)發(fā)展的多邊緣模式能更好地支持IPTV業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，如圖1所示。在多邊緣模式下：高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)由一個(gè)IP邊緣接入、BRAS控制;IPTV業(yè)務(wù)通過(guò)另外的IP邊緣指向中間件平臺(tái);VoIP業(yè)務(wù)等其他業(yè)務(wù)通過(guò)另外的IP邊緣指向軟交換或相關(guān)的平臺(tái);組播復(fù)制和用戶控制在DSLAM完成;高速上網(wǎng)業(yè)務(wù)采用PPPoE認(rèn)證，充分保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)投資;IPTV/NGN業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)層認(rèn)證通過(guò)DHCP Option 82完成。由多條ATM PVC或/和多個(gè)Ethernet VLAN分別承載不同的業(yè)務(wù)，即在接入層從邏輯上對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行區(qū)分承載。目前，歐洲運(yùn)營(yíng)商以及部分國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在部署該種業(yè)務(wù)模式的網(wǎng)絡(luò)上承載IPTV業(yè)務(wù)。多邊緣是一種基于多業(yè)務(wù)承載的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠平滑升級(jí)承載各類業(yè)務(wù)，以保護(hù)現(xiàn)有投資。

　　3、接入網(wǎng)中的業(yè)務(wù)分離技術(shù)

　　在多邊緣架構(gòu)下，如何在接入網(wǎng)完成對(duì)用戶各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分離，對(duì)接入設(shè)備DSLAM提出了新的要求。目前在接入設(shè)備中有多PVC和單PVC兩種方案。

　　(1)多PVC方案

　　多PVC方案如圖2所示。此方案中，接入設(shè)備DSLAM的每個(gè)端口應(yīng)支持多PVC方式。不同用戶終端發(fā)送的untag數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流分別采用不同的PVC承載;應(yīng)支持PVC到VLAN的映射，不同PVC的業(yè)務(wù)流被分別映射到不同的業(yè)務(wù)VLAN，對(duì)應(yīng)于圖2中的S-VLAN1和S-VLAN2;在VLAN Stacking應(yīng)用模式下，S-VLAN用于標(biāo)識(shí)業(yè)務(wù)，C-VLAN用于標(biāo)識(shí)用戶。DSLAM完成PVC到VLAN的映射。不同VC的業(yè)務(wù)流分別映射到不同的S-VLAN，對(duì)應(yīng)圖2中的S-VLAN1和S-VLAN2;不同用戶的業(yè)務(wù)流采用不同的C-VLAN標(biāo)識(shí)，對(duì)應(yīng)圖的C-VLAN1、C-VLAN2和C-VLAN3。

　　多PVC方案示意

　　(2)單PVC方案

　　單PVC方案示意如圖3所示。在該方案中，接入設(shè)備DSLAM應(yīng)支持每個(gè)DSL端口采用單PVC(或無(wú)PVC的包接口)承載不同的業(yè)務(wù);DSLAM根據(jù)報(bào)文的以太網(wǎng)類型將PPPoE和IPoE報(bào)文映射到不同的業(yè)務(wù)VLAN，對(duì)應(yīng)圖3的S-VLAN1和S-VLAN2(N:1映射，即不同用戶的相同業(yè)務(wù)映射到同一業(yè)務(wù)VLAN)。除根據(jù)數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)類型區(qū)分單PVC上的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)外，DSLAM設(shè)備還可根據(jù)VLAN Tag來(lái)區(qū)分業(yè)務(wù)，但這對(duì)用戶駐地設(shè)備(CPE)提出了更高的要求。

　　單PVC方案示意

　　相比之下，多PVC方案較為成熟，并且目前設(shè)備支持情況較好。用不同PVC承載不同業(yè)務(wù)，在QoS保證、業(yè)務(wù)管理和業(yè)務(wù)監(jiān)控等方面有優(yōu)勢(shì)。

　　4、組播控制技術(shù)

　　IP組播技術(shù)有效地解決了單點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收、多點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了IP網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳送，能夠有效地節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載?；镜腎GMP Snooping/proxy功能可以解決組播報(bào)文二層泛濫的問(wèn)題，而在IPTV業(yè)務(wù)環(huán)境下，跨VLAN組播技術(shù)、增強(qiáng)型組播控制技術(shù)、預(yù)覽功能和呼叫詳單等都能有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶組播業(yè)務(wù)的管理。

　　(1)跨VLAN組播技術(shù)

　　標(biāo)準(zhǔn)IGMP Snooping功能只提供同一VLAN內(nèi)的組播功能，而目前大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商采用端口劃分802.1q VLAN的方式進(jìn)行用戶的隔離與定位，因此在實(shí)施組播的時(shí)候，用戶通常是處于不同VLAN之中的，如果這時(shí)候還采用標(biāo)準(zhǔn)IGMP Snooping，會(huì)導(dǎo)致每個(gè)VLAN內(nèi)部都要建立一條組播流，最終無(wú)法達(dá)到節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬的效果。

　　采用跨VLAN組播技術(shù)則可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，某組播節(jié)目源A從網(wǎng)絡(luò)側(cè)VLAN100下發(fā)到DSLAM，對(duì)于屬于VLAN1的用戶1和屬于VLAN2的用戶2來(lái)說(shuō)，當(dāng)他們點(diǎn)播了節(jié)目A時(shí)，DSLAM就會(huì)將節(jié)目A的數(shù)據(jù)流從VLAN100復(fù)制給用戶1和用戶2。對(duì)于節(jié)目A來(lái)說(shuō)，DSLAM與上層設(shè)備之間一直只存在一個(gè)流，這樣就達(dá)到了最大程度節(jié)省帶寬的目的。因此，在接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跨VLAN組播是DSLAM或接入節(jié)點(diǎn)必不可少的功能。

　　(2)組播接入控制

　　IGMP本身沒(méi)有對(duì)用戶是否能加入某個(gè)組播組進(jìn)行控制的辦法，而由于組播數(shù)據(jù)流是在接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制的，因此在接入節(jié)點(diǎn)對(duì)用戶是否允許獲得某個(gè)組播視頻流的控制，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的安全性、保障運(yùn)營(yíng)商利益、防止非法用戶等方面顯得尤為重要。目前，可以通過(guò)設(shè)備管理功能在用戶端口預(yù)先設(shè)定個(gè)性化的Profile，對(duì)于特定的一個(gè)或一組組播節(jié)目設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，允許或禁止用戶的加入、控制組播業(yè)務(wù)，防止非法用戶占用網(wǎng)絡(luò)資源。通過(guò)類似的功能，還可以在接入節(jié)點(diǎn)上對(duì)用戶訪問(wèn)組播節(jié)目進(jìn)行更精細(xì)的控制，如可控預(yù)覽、家長(zhǎng)限制等功能，對(duì)于特定用戶，限制其可以觀看的節(jié)目和數(shù)量等，從而有效保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的資源，有利于IPTV業(yè)務(wù)的健康發(fā)展。

　　在用戶的合法性檢查方面，可以通過(guò)對(duì)物理端口、MAC地址、IP地址、VLAN、協(xié)議類型和協(xié)議端口的組合選擇綁定，在接入設(shè)備上進(jìn)行Anti-spoofing防欺騙功能，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的安全管理，防止IP地址沖突等。

　　在防止非法組播源擴(kuò)散方面，可以在接入節(jié)點(diǎn)上通過(guò)實(shí)現(xiàn)阻斷上行組播數(shù)據(jù)的方法防止非法的組播視頻數(shù)據(jù)流入網(wǎng)絡(luò)。

　　(3)用戶呼叫詳單功能

　　用戶呼叫詳單是IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)必不可少的功能。DSLAM應(yīng)能對(duì)用戶點(diǎn)播行為及相關(guān)信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，并與IPTV業(yè)務(wù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)同步。用戶呼叫詳單為業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)、收視統(tǒng)計(jì)和用戶行為分析等提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

　　5、接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和QoS技術(shù)

　　為滿足用戶對(duì)視頻業(yè)務(wù)畫(huà)面質(zhì)量及快速獲取信息的需求，通常需要接入網(wǎng)絡(luò)達(dá)到每用戶端口2 Mbit/s以上的帶寬需求、無(wú)阻塞轉(zhuǎn)發(fā)以及對(duì)用戶加入請(qǐng)求做出毫秒級(jí)的快速響應(yīng)。在多業(yè)務(wù)、多PVC方案下，至少達(dá)到每端口具有4個(gè)以上的PVC。接入層至少能支持1 k以上的組播流同時(shí)復(fù)制。在QoS業(yè)務(wù)質(zhì)量保障方面，要求接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備DiffSev能力，支持802.1p優(yōu)先級(jí)標(biāo)簽的識(shí)別和映射，支持每端口4個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列以及數(shù)據(jù)流的監(jiān)管和整形技術(shù)。

　　6、結(jié)束語(yǔ)

　　綜上所述，接入網(wǎng)絡(luò)作為直接面對(duì)用戶的第一段網(wǎng)絡(luò)，由于用戶數(shù)眾多、接入方式復(fù)雜和安全性要求高等特點(diǎn)，因此在支持IPTV業(yè)務(wù)時(shí)，除了在帶寬上需要進(jìn)行大幅提升，滿足視頻業(yè)務(wù)的需求外，對(duì)多邊緣架構(gòu)、業(yè)務(wù)分離技術(shù)、多種增強(qiáng)組播控制技術(shù)以及QoS相關(guān)技術(shù)的支持將是能否較好承載IPTV業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。