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IPTV流媒體業(yè)務的RPR承載網(wǎng)解決方案 |
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摘要：IPTV業(yè)務的開展可以為運營商帶來潛在的豐厚利潤，IPTV業(yè)務的成功需要整體解決方案的支持，本文就如何建設一個高效、可靠、全面的IPTV業(yè)務承載專網(wǎng)做了一定的闡述。
關(guān)鍵詞：IPTV、承載網(wǎng)、RPR、NetRing TN710
1.引言
IPTV即交互式網(wǎng)絡電視，是利用寬帶網(wǎng)的基礎(chǔ)設施，以家用電視機（或計算機）作為主要終端設備，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術(shù)于一體，通過互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議（IP）向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式數(shù)字媒體服務的嶄新技術(shù)。IPTV的優(yōu)勢在于實現(xiàn)真正的互動，它不但能接收廣播信號，也能實現(xiàn)用戶與運營商的互動。而且由于使用的是TCP/IP協(xié)議，IPTV還可以非常容易地將電視服務和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、電子郵件收發(fā)以及多種在線信息咨詢、娛樂、教育及商務功能結(jié)合在一起。
2.IPTV的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)
一般來說，IPTV系統(tǒng)主要由四部分組成，其中CMS、HMS和EMS構(gòu)成內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN），STB位于用戶端，通過接入網(wǎng)絡與CDN網(wǎng)絡連接。
中心媒體基站（CMS）：位于城域網(wǎng)的核心層，提供所有流媒體片源的存儲，直播視頻信號的編碼、轉(zhuǎn)碼、流化、存儲和播放，以及后臺完整的運營支撐系統(tǒng)（OSS），包括：媒體管理、用戶管理、內(nèi)容管理、用戶自助服務、計費和網(wǎng)管系統(tǒng)等。
歸屬媒體基站（HMS）：盡量部署在靠近城域網(wǎng)的核心層，提供流媒體的分布式存儲功能。
邊沿媒體基站（EMS）：部署在城域網(wǎng)的匯聚層，提供分布式存儲和直接向用戶提供端到端的流媒體服務。
機頂盒（STB）：部署在用戶的家里，提供向上的寬帶接口和向下的視頻、PC機接口。
3、IPTV業(yè)務對網(wǎng)絡承載性能的要求
當前的網(wǎng)絡電視應用主要提供四類業(yè)務：Live TV、VOD、Time Shifted TV、基于機頂盒的因特網(wǎng)瀏覽業(yè)務。它們對承載網(wǎng)絡有各自不同的傳輸質(zhì)量要求。
Live TV
IPTV系統(tǒng)的基本業(yè)務，也是運營商廣泛推廣IPTV應用的關(guān)鍵業(yè)務。直接從業(yè)務源（一般位于CMS）向全網(wǎng)提供實時應用，業(yè)務流經(jīng)過網(wǎng)絡骨干承載層。一般采用Multicast (組播) 技術(shù)以減輕骨干網(wǎng)的帶寬壓力。組播本身不提供可靠傳輸機制。
IPTV運營商提供該業(yè)務時要保證不能比傳統(tǒng)的模擬電視有太多的時延，不能簡單地靠本地緩存技術(shù)來保證圖像的聯(lián)貫性；實時性要求很高，需要嚴格保障服務質(zhì)量。要求網(wǎng)絡不僅僅要有保護倒換機制，而且保護倒換的時間應做到毫秒級。
VOD和Time Shifted電視
IPTV系統(tǒng)的增殖業(yè)務。由于內(nèi)容是由用戶定制的，只能基于Unicast (單播) 提供，帶寬需求巨大。一般通過CDN技術(shù)設置分存儲節(jié)點，采用分布式結(jié)構(gòu)將節(jié)目源推近用戶側(cè)，以緩解骨干網(wǎng)壓力。在實時性上，可用加大本地緩存等技術(shù)手段降低對網(wǎng)絡傳輸QoS保證的要求。
基于機頂盒的上因特網(wǎng)業(yè)務
類似PC上網(wǎng)的服務要求和管理控制要求。
綜上所述，如何建立有QoS保障的、高可靠性、可管理的組播傳送通道是運營商建設IP-TV城域承載網(wǎng)的關(guān)鍵，需要滿足IP-TV業(yè)務對網(wǎng)絡帶寬、用戶認證管理等方面的要求。同時，由于IPTV業(yè)務拓展初期的用戶群分布會比較離散，需要網(wǎng)絡設備能提供長距離的傳輸，減少不必要的中繼，簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
承載網(wǎng)傳輸層解決方案
在承載網(wǎng)傳輸層建網(wǎng)思路上，運營商有兩種選擇提供IPTV承載：
1、在原IP城域網(wǎng)的基礎(chǔ)上做擴容改建，將其建設為一張真正的多業(yè)務承載網(wǎng)。
這需要運營商完成大量工作，包括如何實現(xiàn)全網(wǎng)組播業(yè)務的開通，如何實現(xiàn)全網(wǎng)QoS策略，如何保證網(wǎng)絡的高可靠性（特別是毫秒級路由收斂時間的實現(xiàn)），怎樣實現(xiàn)高帶寬支持與帶寬保證以及如何實現(xiàn)對新的業(yè)務管理方式的支持等一系列問題。
2、為IP-TV業(yè)務建承載專網(wǎng)。原城域網(wǎng)骨干只承載原有的PC上網(wǎng)業(yè)務。對接入網(wǎng)做擴容、BAS改造；接入網(wǎng)同時承載IP-TV業(yè)務與PC上網(wǎng)業(yè)務，在匯聚層做分離，分別進入不同的核心網(wǎng)。
由于專網(wǎng)提供的是相對封閉的業(yè)務，不需要強大的路由與復雜的策略控制，可選擇較低成本的網(wǎng)絡設備，同時專網(wǎng)的規(guī)模可根據(jù)IPTV業(yè)務的擴張而擴張，相對需一步到位的城域網(wǎng)改造，保護運營商投資，尤其適合原城域網(wǎng)絡較復雜的地市。
本文將就IPTV承載專網(wǎng)解決方案做進一步的探討。
方案概述
承載層的主要工作是為業(yè)務流提供高質(zhì)可靠的傳輸平臺，尤其是為Live TV業(yè)務（組播）提供有QoS保證的，高可靠性的傳輸通道。
推薦采用RPR技術(shù)。
建基于RPR技術(shù)的IPTV專網(wǎng)。RPR設備集成數(shù)據(jù)交換功能，可同時擔當Media-Station的數(shù)據(jù)交換平臺和承載層廣域節(jié)點，簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；與因特網(wǎng)業(yè)務隔離，更易保障QoS。環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，易建設，易運維，易擴容升級。
由于承載層主要承載IPTV組播業(yè)務，對帶寬要求不高，有較多富裕帶寬。專網(wǎng)同時可提供高質(zhì)量的集團用戶VPN業(yè)務。由于都是相對封閉的業(yè)務，容易控制，互不影響。集團用戶VPN業(yè)務可通過控制接入帶寬等方式保證不影響IPTV組播業(yè)務。
RPR的技術(shù)優(yōu)勢
RPR集成了IP的智能化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率和可靠性，它的技術(shù)特點能很好地滿足IPTV業(yè)務的需求。
RPR支持組播業(yè)務。在RPR環(huán)上，組播以單拷貝傳送，各節(jié)點接收此業(yè)務后，繼續(xù)前傳，直到源節(jié)點丟棄。
RPR提供A、B、C三級業(yè)務分類的QoS保證機制。
A類用于實時業(yè)務。具有嚴格的延時、抖動保障機制，業(yè)務速率恒定，如同ATM的CBR。A類業(yè)務無論是在從用戶接口上環(huán)時、或者在經(jīng)過某個節(jié)點時，都會被優(yōu)先處理。并且經(jīng)過RPR網(wǎng)絡的抖動累計可預測。A類中又分為兩個子類：A0（保留帶寬）和A1（可回收帶寬）。A0子類能提供預留帶寬的QoS保障機制。由于組播是基于UDP的，本身不能保證數(shù)據(jù)包的可靠傳輸機制和擁塞避免機制，所以基于預留帶寬的RPR A0類服務是理想的多媒體組播業(yè)務QoS保障機制。
RPR提供基于服務等級的50ms環(huán)保護倒換。RPR提供兩種環(huán)保護倒換機制，都能做到50ms內(nèi)切換。而且在倒換時，會按業(yè)務流的不同服務等級，根據(jù)同終點業(yè)務一起倒換原則，依次向反向光纖倒換業(yè)務，按照A0、A1、B、C的順序，保障所有承諾帶寬的業(yè)務在倒換后仍有帶寬保證。
綜上所述，RPR技術(shù)能提供有QoS保障的、高可靠性的組播傳送通道，能很好滿足IPTV業(yè)務需要重點保障的Live TV業(yè)務對服務質(zhì)量的要求。
4.UT斯達康 NetRing TN710 RPR設備簡介
UT斯達康公司針對IPTV流媒體業(yè)務的特點，采用創(chuàng)新的體系結(jié)構(gòu)和先進的芯片技術(shù)，成功地開發(fā)出NetRing新一代RPR產(chǎn)品TN710。NetRing TN710 是一種基于RPR傳送的城域以太網(wǎng)系統(tǒng)設備, 可提供最大10G的線路速率，應用于以數(shù)據(jù)業(yè)務為主體的網(wǎng)絡, 可大幅降低運營商的投資成本和運營成本。 主要應用于城域網(wǎng)的匯聚層，使網(wǎng)絡兼具SDH/SONET網(wǎng)絡的可靠性和以太網(wǎng)的靈活性。
電信級的設計
傳統(tǒng)的以太網(wǎng)設備源于企業(yè)級的應用，在架構(gòu)上與電信級的要求相差甚遠。城域以太網(wǎng)設備正被越來越多的人所關(guān)注。TN710 完全以電信級的設計理念來設計， 包括雙電源輸入端子，雙時鐘通信盤，雙控制盤，雙包處理盤。一個方向的機盤故障或更換，通過RPR的環(huán)路保護， RPR 環(huán)上的業(yè)務不會中斷。
50MS 保護倒換
除系統(tǒng)硬件滿足電信級的設備要求外，業(yè)務保護倒換時間同樣滿足 小于50ms 的要求。對一些對網(wǎng)絡QoS要求比較高的業(yè)務， 如語音，視頻流(IPTV等)，使用TN710構(gòu)建的網(wǎng)絡， 可以提供令人滿意的時延和抖動。
良好的 QOS/ COS
NetRing TN710 遵循IEEE 802.17 定義， 支持A0/A1/B/C 業(yè)務分類，可滿足不同用戶不同業(yè)務的要求，高效率的利用帶寬資源。
網(wǎng)絡應用
NetRing TN710 與 UTStarcom的 GEPON 或 DSLAM產(chǎn)品一起，可提供從接入層到核心層端對端的城域以太網(wǎng)解決方案，滿足IPTV、VoIP和其他數(shù)據(jù)業(yè)務的網(wǎng)絡要求。是目前業(yè)界領(lǐng)先的10G/2.5G RPR 城域以太網(wǎng)解決方案。
NGN的數(shù)據(jù)傳送平臺
NetRing TN710 將網(wǎng)絡的有效性和靈活性高效的結(jié)合在一起，提供豐富的運行、管理、性能和維護功能，對NGN的數(shù)據(jù)傳送提供了一個理想的傳送平臺。
作者：劉亞軍 摘自：UT斯達康公司 |
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