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IPTV流媒体业务的RPR承载网解决方案 |
2005/8/23 |
摘要：IPTV业务的开展可以为运营商带来潜在的丰厚利润，IPTV业务的成功需要整体解决方案的支持，本文就如何建设一个高效、可靠、全面的IPTV业务承载专网做了一定的阐述。
关键词：IPTV、承载网、RPR、NetRing TN710
1.引言
IPTV即交互式网络电视，是利用宽带网的基础设施，以家用电视机（或计算机）作为主要终端设备，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，通过互联网络协议（IP）向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式数字媒体服务的崭新技术。IPTV的优势在于实现真正的互动，它不但能接收广播信号，也能实现用户与运营商的互动。而且由于使用的是TCP/IP协议，IPTV还可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件收发以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。
2.IPTV的网络拓扑结构
一般来说，IPTV系统主要由四部分组成，其中CMS、HMS和EMS构成内容分发网络（CDN），STB位于用户端，通过接入网络与CDN网络连接。
中心媒体基站（CMS）：位于城域网的核心层，提供所有流媒体片源的存储，直播视频信号的编码、转码、流化、存储和播放，以及后台完整的运营支撑系统（OSS），包括：媒体管理、用户管理、内容管理、用户自助服务、计费和网管系统等。
归属媒体基站（HMS）：尽量部署在靠近城域网的核心层，提供流媒体的分布式存储功能。
边沿媒体基站（EMS）：部署在城域网的汇聚层，提供分布式存储和直接向用户提供端到端的流媒体服务。
机顶盒（STB）：部署在用户的家里，提供向上的宽带接口和向下的视频、PC机接口。
3、IPTV业务对网络承载性能的要求
当前的网络电视应用主要提供四类业务：Live TV、VOD、Time Shifted TV、基于机顶盒的因特网浏览业务。它们对承载网络有各自不同的传输质量要求。
Live TV
IPTV系统的基本业务，也是运营商广泛推广IPTV应用的关键业务。直接从业务源（一般位于CMS）向全网提供实时应用，业务流经过网络骨干承载层。一般采用Multicast (组播) 技术以减轻骨干网的带宽压力。组播本身不提供可靠传输机制。
IPTV运营商提供该业务时要保证不能比传统的模拟电视有太多的时延，不能简单地靠本地缓存技术来保证图像的联贯性；实时性要求很高，需要严格保障服务质量。要求网络不仅仅要有保护倒换机制，而且保护倒换的时间应做到毫秒级。
VOD和Time Shifted电视
IPTV系统的增殖业务。由于内容是由用户定制的，只能基于Unicast (单播) 提供，带宽需求巨大。一般通过CDN技术设置分存储节点，采用分布式结构将节目源推近用户侧，以缓解骨干网压力。在实时性上，可用加大本地缓存等技术手段降低对网络传输QoS保证的要求。
基于机顶盒的上因特网业务
类似PC上网的服务要求和管理控制要求。
综上所述，如何建立有QoS保障的、高可靠性、可管理的组播传送通道是运营商建设IP-TV城域承载网的关键，需要满足IP-TV业务对网络带宽、用户认证管理等方面的要求。同时，由于IPTV业务拓展初期的用户群分布会比较离散，需要网络设备能提供长距离的传输，减少不必要的中继，简化网络结构。
承载网传输层解决方案
在承载网传输层建网思路上，运营商有两种选择提供IPTV承载：
1、在原IP城域网的基础上做扩容改建，将其建设为一张真正的多业务承载网。
这需要运营商完成大量工作，包括如何实现全网组播业务的开通，如何实现全网QoS策略，如何保证网络的高可靠性（特别是毫秒级路由收敛时间的实现），怎样实现高带宽支持与带宽保证以及如何实现对新的业务管理方式的支持等一系列问题。
2、为IP-TV业务建承载专网。原城域网骨干只承载原有的PC上网业务。对接入网做扩容、BAS改造；接入网同时承载IP-TV业务与PC上网业务，在汇聚层做分离，分别进入不同的核心网。
由于专网提供的是相对封闭的业务，不需要强大的路由与复杂的策略控制，可选择较低成本的网络设备，同时专网的规模可根据IPTV业务的扩张而扩张，相对需一步到位的城域网改造，保护运营商投资，尤其适合原城域网络较复杂的地市。
本文将就IPTV承载专网解决方案做进一步的探讨。
方案概述
承载层的主要工作是为业务流提供高质可靠的传输平台，尤其是为Live TV业务（组播）提供有QoS保证的，高可靠性的传输通道。
推荐采用RPR技术。
建基于RPR技术的IPTV专网。RPR设备集成数据交换功能，可同时担当Media-Station的数据交换平台和承载层广域节点，简化网络结构；与因特网业务隔离，更易保障QoS。环网结构，易建设，易运维，易扩容升级。
由于承载层主要承载IPTV组播业务，对带宽要求不高，有较多富裕带宽。专网同时可提供高质量的集团用户VPN业务。由于都是相对封闭的业务，容易控制，互不影响。集团用户VPN业务可通过控制接入带宽等方式保证不影响IPTV组播业务。
RPR的技术优势
RPR集成了IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率和可靠性，它的技术特点能很好地满足IPTV业务的需求。
RPR支持组播业务。在RPR环上，组播以单拷贝传送，各节点接收此业务后，继续前传，直到源节点丢弃。
RPR提供A、B、C三级业务分类的QoS保证机制。
A类用于实时业务。具有严格的延时、抖动保障机制，业务速率恒定，如同ATM的CBR。A类业务无论是在从用户接口上环时、或者在经过某个节点时，都会被优先处理。并且经过RPR网络的抖动累计可预测。A类中又分为两个子类：A0（保留带宽）和A1（可回收带宽）。A0子类能提供预留带宽的QoS保障机制。由于组播是基于UDP的，本身不能保证数据包的可靠传输机制和拥塞避免机制，所以基于预留带宽的RPR A0类服务是理想的多媒体组播业务QoS保障机制。
RPR提供基于服务等级的50ms环保护倒换。RPR提供两种环保护倒换机制，都能做到50ms内切换。而且在倒换时，会按业务流的不同服务等级，根据同终点业务一起倒换原则，依次向反向光纤倒换业务，按照A0、A1、B、C的顺序，保障所有承诺带宽的业务在倒换后仍有带宽保证。
综上所述，RPR技术能提供有QoS保障的、高可靠性的组播传送通道，能很好满足IPTV业务需要重点保障的Live TV业务对服务质量的要求。
4.UT斯达康 NetRing TN710 RPR设备简介
UT斯达康公司针对IPTV流媒体业务的特点，采用创新的体系结构和先进的芯片技术，成功地开发出NetRing新一代RPR产品TN710。NetRing TN710 是一种基于RPR传送的城域以太网系统设备, 可提供最大10G的线路速率，应用于以数据业务为主体的网络, 可大幅降低运营商的投资成本和运营成本。 主要应用于城域网的汇聚层，使网络兼具SDH/SONET网络的可靠性和以太网的灵活性。
电信级的设计
传统的以太网设备源于企业级的应用，在架构上与电信级的要求相差甚远。城域以太网设备正被越来越多的人所关注。TN710 完全以电信级的设计理念来设计， 包括双电源输入端子，双时钟通信盘，双控制盘，双包处理盘。一个方向的机盘故障或更换，通过RPR的环路保护， RPR 环上的业务不会中断。
50MS 保护倒换
除系统硬件满足电信级的设备要求外，业务保护倒换时间同样满足 小于50ms 的要求。对一些对网络QoS要求比较高的业务， 如语音，视频流(IPTV等)，使用TN710构建的网络， 可以提供令人满意的时延和抖动。
良好的 QOS/ COS
NetRing TN710 遵循IEEE 802.17 定义， 支持A0/A1/B/C 业务分类，可满足不同用户不同业务的要求，高效率的利用带宽资源。
网络应用
NetRing TN710 与 UTStarcom的 GEPON 或 DSLAM产品一起，可提供从接入层到核心层端对端的城域以太网解决方案，满足IPTV、VoIP和其他数据业务的网络要求。是目前业界领先的10G/2.5G RPR 城域以太网解决方案。
NGN的数据传送平台
NetRing TN710 将网络的有效性和灵活性高效的结合在一起，提供丰富的运行、管理、性能和维护功能，对NGN的数据传送提供了一个理想的传送平台。
作者：刘亚军 摘自：UT斯达康公司 |
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