如何選擇IPTV承載網(wǎng)技術(shù)

中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院 徐建鋒 陳戈 梁潔　

　　IPTV承載的最主要內(nèi)容包括視頻點(diǎn)播(VOD)及電視頻道(TV)節(jié)目。為了保證IPTV的收看質(zhì)量與目前的有線電視網(wǎng)收看質(zhì)量相當(dāng)，IPTV承載網(wǎng)要求能在帶寬、頻道切換時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)QoS等方面提供保證：

　　帶寬：要求每個(gè)IPTV用戶接入帶寬達(dá)到3～4M(使用MPEG2編碼)或2M(使用MPEG4或更高壓縮率的編碼)。

　　頻道切換時(shí)延：有線電視網(wǎng)的頻道切換非�？�，IPTV也應(yīng)盡量減少端到端時(shí)延，據(jù)IPTV用戶調(diào)查，用戶可接受1秒的TV頻道切換時(shí)間及10秒下的VOD切換時(shí)間。

　　QoS：丟包、抖動(dòng)等都會(huì)嚴(yán)重影響IPTV的收看質(zhì)量，會(huì)讓用戶覺(jué)得IPTV比不上有線電視的感覺(jué)。

　　IPTV承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求對(duì)國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的寬帶網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)，如果不在目前的寬帶網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用組播/CDN等新技術(shù)，以目前的寬帶網(wǎng)絡(luò)的性能是無(wú)法滿足大規(guī)模開(kāi)展商用IPTV業(yè)務(wù)的要求的。組播技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商還沒(méi)大規(guī)模應(yīng)用，但它的特點(diǎn)使其特別適合IPTV這類用戶量大，消耗大帶寬的業(yè)務(wù)。

　　組播

　　組播是指在IP網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包以盡力傳送的形式發(fā)送到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的某個(gè)確定子集。IP組播的基本思想是源IP主機(jī)只發(fā)送一份數(shù)據(jù)，一個(gè)或多個(gè)接收者可接收相同數(shù)據(jù)的拷貝。組播的最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)的帶寬及服務(wù)器資源。不同用戶如果接收同一個(gè)組播流，服務(wù)器只需發(fā)達(dá)一份數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)只需在用戶的分支點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制，在分支點(diǎn)以上的網(wǎng)絡(luò)只需傳送一個(gè)數(shù)據(jù)流。

　　IPTV的TV類節(jié)目是最適合利用組播技術(shù)傳輸?shù)�，因�(yàn)門V類節(jié)目所有用戶收看的都是同一個(gè)內(nèi)容。在IPTV中應(yīng)用組播需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　1.組播復(fù)制點(diǎn)問(wèn)題

　　組播復(fù)制點(diǎn)即用戶IGMP請(qǐng)求的終結(jié)點(diǎn)。在組播復(fù)制點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)端口是否有IGMP請(qǐng)求向端口復(fù)制組播流。組播復(fù)制點(diǎn)越接近用戶越能節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。對(duì)ADSL寬帶網(wǎng)而言，組播復(fù)制點(diǎn)可選于BAS或DSLAM。新一代的BRAS已經(jīng)具備2Mpps組播的復(fù)制能力，如果按照512Kbyte/packet計(jì)算，達(dá)到8G的吞吐量，達(dá)到4000用戶同時(shí)復(fù)制的能力，組播復(fù)制性能在技術(shù)上已經(jīng)基本解決。由于DSLAM數(shù)量多而分散，組播業(yè)務(wù)的管理控制基本不可能實(shí)現(xiàn);同時(shí)將DSLAM由純粹的二層傳輸變成三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提升了DSLAM的復(fù)雜度，影響DSLAM的穩(wěn)定性和成本，不是將來(lái)的發(fā)展方向。

　　2.靜態(tài)組播VS動(dòng)態(tài)組播

　　靜態(tài)組播指組播分發(fā)樹(shù)靜態(tài)建立，組播流不管有沒(méi)用戶接收都沿分發(fā)樹(shù)傳輸；動(dòng)態(tài)組播指利用組播路由協(xié)議(如PIMSM/DM)動(dòng)態(tài)建立組播分發(fā)樹(shù)，組播分發(fā)樹(shù)的建立是根據(jù)用戶是否有IGMP請(qǐng)求建立的。

　　由于動(dòng)態(tài)組播需要建立組播分發(fā)樹(shù)再進(jìn)行組播數(shù)據(jù)的傳輸，而靜態(tài)組播已經(jīng)把組播數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇M播復(fù)制點(diǎn)，用戶的IGMP請(qǐng)求一經(jīng)接收即可進(jìn)行分發(fā)，所以靜態(tài)組播的時(shí)延比動(dòng)態(tài)組播小，適合IPTV使用。

　　3.組播管理

　　組播管理包括對(duì)用戶接收組播數(shù)據(jù)的可控管理、組播源的管理、組播分發(fā)范圍的管理等，它是電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展組播類業(yè)務(wù)的前提條件。目前路由器設(shè)備具備一定的組播控制管理能力，新一代的BRAS已經(jīng)提供了基于RADIUS協(xié)議的可控組播解決方案，但是這些技術(shù)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，缺少相應(yīng)的專業(yè)管理系統(tǒng)。所以目前大規(guī)模使用存在一定的困難，估計(jì)將來(lái)2年內(nèi)基本可以解決組播管理問(wèn)題。

　　4.組播QoS

　　組播是基于UDP協(xié)議的，這意味著組播沒(méi)有丟包重傳機(jī)制。為了克服這缺點(diǎn)，可靠組播一直在研究中，但還沒(méi)到實(shí)用階段。骨干網(wǎng)絡(luò)和城域網(wǎng)路由器的更新?lián)Q代，QoS的保證能力大大提高，在將來(lái)2-3年內(nèi)組播業(yè)務(wù)的QoS保證可以解決。國(guó)外電信運(yùn)營(yíng)商在利用組播開(kāi)展IPTV業(yè)務(wù)時(shí)往往把IPTV的網(wǎng)絡(luò)與普通PC上網(wǎng)業(yè)務(wù)分離，建立專門的組播通道，以此來(lái)保證組播的QoS。此方法可擴(kuò)展性較差，只適用于小規(guī)模的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。

　　CDN

　　CDN(內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))是構(gòu)建在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的一種分布式的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)。CDN的基本工作原理就是廣泛采用各種Cache服務(wù)器，將這些Cache服務(wù)器分布到用戶訪問(wèn)相對(duì)集中的地區(qū)或網(wǎng)絡(luò)中，在用戶訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)，利用全局負(fù)載均衡技術(shù)將用戶的訪問(wèn)指向到離用戶距離最近的工作正常的Cache服務(wù)器上，由Cache服務(wù)器直接響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。如果Cache服務(wù)器中沒(méi)有用戶要訪問(wèn)的內(nèi)容，它會(huì)根據(jù)配置自動(dòng)到原服務(wù)器去抓取相應(yīng)的內(nèi)容并提供給用戶。

　　IPTV可利用CDN為用戶提供VOD的內(nèi)容，通過(guò)CDN把視頻內(nèi)容分發(fā)到靠近用戶端的CDN節(jié)點(diǎn)后，可以在一定程度上保證了端到端的服務(wù)質(zhì)量，

減輕IPTV業(yè)務(wù)對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的沖擊，提高了用戶的響應(yīng)速度。

　　為了保證CDN的利用率，在IPTV中規(guī)劃CDN需要根據(jù)用戶的“80/20”規(guī)律合理設(shè)計(jì)�！�80/20”規(guī)律即80%的VOD用戶在收看20%的節(jié)目�；�于這個(gè)規(guī)律，CDN的Cache節(jié)點(diǎn)的空間應(yīng)是中心節(jié)目庫(kù)的空間大小的20%，這樣可以保證80%的用戶可在Cache節(jié)點(diǎn)直接得到節(jié)目，不需從中心節(jié)目庫(kù)下載節(jié)目，這樣有利于提高用戶的響應(yīng)速度及減小網(wǎng)絡(luò)流量。

　　由于CDN的建設(shè)規(guī)模和應(yīng)用數(shù)量成比例增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性比較差，平均用戶的建設(shè)成本較大，在國(guó)內(nèi)cableTV價(jià)格優(yōu)勢(shì)下，不具備競(jìng)爭(zhēng)能力，并且提供的是VOD業(yè)務(wù)，不是真正意義上廣播型的TV業(yè)務(wù)，所以CDN網(wǎng)絡(luò)只適用于VOD業(yè)務(wù)，但是不適合IPTV業(yè)務(wù)的承載技術(shù)，只適用于小規(guī)模的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)和過(guò)度方案，大規(guī)模的IPTV業(yè)務(wù)必須依賴于可控組播技術(shù)的成熟和應(yīng)用。

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