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【摘要】IPTV业务的开展不仅对运营商提高营收具有重要的意义，也是宽带向下一代网络发展的必然之路。但是，在建立IPTV系统的同时，需要对承载网络进行全面的优化，使其提升带宽、QoS、组播控制和安全保障能力，从而更好地支持IPTV业务的开展。本文主要分析IPTV业务对承载网要求和现网存在的问题，提出现有承载网的优化方案建议。
【关键词】IPTV；承载网；接入网；组播；QoS
1.IPTV业务对承载网的要求
当前的IPTV应用主要提供四类业务：直播电视、视频点播、时移电视 、基于机顶盒的传统宽带业务（因特网浏览业务和游戏业务）。这些业务对实时性要求很强，为了保证IPTV的收看质量与目前的有线电视网收看质量相当，IPTV承载网要求能在带宽、頻道切换时延、网络QoS等方面提供保证。
（1）网络带宽要求
国内IPTV视频编码倾向于使用H.264的视频压缩编码技术。在此编码技术下，IPTV业务必须满足的网络带宽要求是：用户下行网络带宽至少应达到2Mbps，用户上行网络带宽至少应达到384Kbps（可视电话速率）。
（2）频道切换时延要求
因有线电视网的频道切换非常快，IPTV也应尽量减少端到端之间的时延，根据IPTV用户调查，用户可接受1s的TV频道切换时间以及10s以下VOD的切换时间。
（3）网络服务质量（QoS）要求
丢包、抖动、延时等都会严重影响IPTV的收看质量。为保障IPTV业务的服务质量，IPTV典型业务的端到端服务质量（QoS）要求如表1所示；
（4）可控组播技术要求
为了降低视频业务对核心网络、汇聚网络的带宽需求，IPTV直播业务需要网络提供组播业务支持。在IPTV网络部署时，从最大化节省接入网带宽角度哭率，对组播复制点选择至少要求DSLAM设备支持IP组播技术，且末端设备要求支持IGMP Snooping等功能。
2.宽带承载网的现状
目前，宽带IP承载网络还存在一些问题，主要表现在以下几方面：
（1）现有城域网L2、L3交换机、BAS、路由器组播能力参差不齐，虽然近几年IP网络不断优化升级，但仍无法全程全网支持组播。目前采用的单播方式也可提供直播电视服务，但随着用户迅速发展，视频服务器和网络设备均会不堪重负，网络设备扩容跟不上，导致网络拥塞、服务质量下降。
（2）在全网开展IPTV业务势必造成网络带宽的消耗急剧增加，而现有的城域网，特别是接入层的网络结构、业务能力、QoS保证、认证方式、设备性能等都是基于普通Internet上网业务设计的，无法满足多媒体业务的大规模开展。
（3）用户的平均带宽不足，现有承载网结构无法支撑大规模运营要求，只能在局部开展实验或者开展零星的点播业务，网络需要进行优化改造。
3.IPTV视频服务承载网络建设
IPTV视频服务承载网络即IPTV传送网络，负责将源端网络的的IPTV业务内容经过传送网络送达接入网络，并由接入网络完成到用户的传送和控制。由于现有的宽带城域网主要承担Internet接入以及其他单播类业务的承载，在此基础上建设“专用”IPTV业务传送网主要有两种模型：融合组网模式和独立组网模式。
（1）融合组网模式
在融合组网模式的组网情况下，IPTV传送网络与Internet接入网络重合，无分界点，承载所有单播类IPTV业务以及组播类IPTV业务，在现有城域网中建设视频分发网络CDN，由CDN将IPTV节目内容（点播类、直播类）预分发到边缘流媒体服务器，再送抵到接入网的BAS和DSLAM。IPTV业务和普通互联网业务都由原有宽带网络承载。这种方案适用于IPTV业务开展初期，不需要做大的改造，投资成本较小，且能够快速开展IPTV业务。组网方案如图1所示。
（2）独立组网模式
在独立组网模式的组网情况下，将IPTV传送网络与Internet接入网络物理上分开，IPTV业务使用新建的IPTV传送网单独传送，两种业务在BAS或者汇聚交换机上融合。
将Internet接入网络与IPTV业务传送网络分开，有助于保证IPTV业务的服务质量，解决原有Internet网络承载IPTV业务带来的诸多问题：带宽不足、缺乏组播支持、缺乏QoS保证、处理能力不足等。对IPTV业务单独组建传送网，便于网络规划和建设，该IPTV业务网实现网络的无阻塞设计，根据流量规划合理布置带宽，通过MPLS/VPN建立逻辑隔离的业务承载网络，通过DS-TE为IPTV流量建立有带宽保证的通道，并进行流量优化，基于DiffServ模型进行流量分类、流量调度和流量管理。VPN技术保证了IPTV承载网与其他业务承载网隔离，保证网络安全，而且作为承载网发展演进的趋势网络，实现专网一网多平面，一个物理网络变为不同逻辑网络承载不同的业务。其组网方案如图2所示。
独立组网方案可以基于多种设备提供不同的组网方案，运营商可以根据实际需要、实际的规模选择路由器、交换机、MSTP等设备实现最合适的组网方案。
（3）组网对比
融合组网模式适用于IPTV业务开展初期，IPTV用户较少，充分利用现网设备条件，对现网不需要做大的改造，投资成本较小，且能够快速开展IPTV业务，无法克服现网承载IPTV业务存在的诸多问题，如带宽不足、缺乏组播支持、缺乏QoS保证、处理能力不足等；
独立组网模式适用于IPTV二期改造阶段，IPTV用户大规模放号，现有的承载网无法满足业务增长的需求，以及相应的设备性能、功能的逐步完善，在IPTV的管理运营上积累了大量丰富经验，网络具备承载多种业务的能力，具备完善QoS保障能力、组播支持能力、流量工程、MPLS/VPN等，向专网一网多平面的方向演进。
4.结语
IPTV是电信业务、Internet网络和电视网络发展到一定程度的必然产物， 它也是三网合一的切入点。对于承载网多业务的宽带IP网络，IPTV也提出了更高的要求，即在提供原有通信功能的基础上，还需要更高的带宽、更强的控制能力以及更高的传输性和稳定性。当然，业务还初步发展阶段，在承载网方面还有许多技术问题需要进一步的分析探讨，但是提供的应用需求对宽带网络的发展无疑具有十分重要的意义。
参考文献
[1]邓芳.移动流媒体技术的实现和应用[D].中国移动通信集团设计院有限公司第十四届新技术论坛.
[2]黄孝建，陶蒙华.IPTV关键技术详解[M].北京邮电大学出版社，2009：07.
[3]卢管明.移动流媒体技术[M].电子工业出版社，2010：02.
[4]龙飞，王维华.IPTV业务对承载网影响及优化探讨[J].长沙通信职业技术学院学报，2009，12（8）4.
[5]毛利.IPTV承载网相关问题及解决方案[J].长沙通信职业技术学院学报，2009，12（8）4.
【关键词】IPTV；承载网；接入网；组播；QoS
1.IPTV业务对承载网的要求
当前的IPTV应用主要提供四类业务：直播电视、视频点播、时移电视 、基于机顶盒的传统宽带业务（因特网浏览业务和游戏业务）。这些业务对实时性要求很强，为了保证IPTV的收看质量与目前的有线电视网收看质量相当，IPTV承载网要求能在带宽、頻道切换时延、网络QoS等方面提供保证。
（1）网络带宽要求
国内IPTV视频编码倾向于使用H.264的视频压缩编码技术。在此编码技术下，IPTV业务必须满足的网络带宽要求是：用户下行网络带宽至少应达到2Mbps，用户上行网络带宽至少应达到384Kbps（可视电话速率）。
（2）频道切换时延要求
因有线电视网的频道切换非常快，IPTV也应尽量减少端到端之间的时延，根据IPTV用户调查，用户可接受1s的TV频道切换时间以及10s以下VOD的切换时间。
（3）网络服务质量（QoS）要求
丢包、抖动、延时等都会严重影响IPTV的收看质量。为保障IPTV业务的服务质量，IPTV典型业务的端到端服务质量（QoS）要求如表1所示；
（4）可控组播技术要求
为了降低视频业务对核心网络、汇聚网络的带宽需求，IPTV直播业务需要网络提供组播业务支持。在IPTV网络部署时，从最大化节省接入网带宽角度哭率，对组播复制点选择至少要求DSLAM设备支持IP组播技术，且末端设备要求支持IGMP Snooping等功能。
2.宽带承载网的现状
目前，宽带IP承载网络还存在一些问题，主要表现在以下几方面：
（1）现有城域网L2、L3交换机、BAS、路由器组播能力参差不齐，虽然近几年IP网络不断优化升级，但仍无法全程全网支持组播。目前采用的单播方式也可提供直播电视服务，但随着用户迅速发展，视频服务器和网络设备均会不堪重负，网络设备扩容跟不上，导致网络拥塞、服务质量下降。
（2）在全网开展IPTV业务势必造成网络带宽的消耗急剧增加，而现有的城域网，特别是接入层的网络结构、业务能力、QoS保证、认证方式、设备性能等都是基于普通Internet上网业务设计的，无法满足多媒体业务的大规模开展。
（3）用户的平均带宽不足，现有承载网结构无法支撑大规模运营要求，只能在局部开展实验或者开展零星的点播业务，网络需要进行优化改造。
3.IPTV视频服务承载网络建设
IPTV视频服务承载网络即IPTV传送网络，负责将源端网络的的IPTV业务内容经过传送网络送达接入网络，并由接入网络完成到用户的传送和控制。由于现有的宽带城域网主要承担Internet接入以及其他单播类业务的承载，在此基础上建设“专用”IPTV业务传送网主要有两种模型：融合组网模式和独立组网模式。
（1）融合组网模式
在融合组网模式的组网情况下，IPTV传送网络与Internet接入网络重合，无分界点，承载所有单播类IPTV业务以及组播类IPTV业务，在现有城域网中建设视频分发网络CDN，由CDN将IPTV节目内容（点播类、直播类）预分发到边缘流媒体服务器，再送抵到接入网的BAS和DSLAM。IPTV业务和普通互联网业务都由原有宽带网络承载。这种方案适用于IPTV业务开展初期，不需要做大的改造，投资成本较小，且能够快速开展IPTV业务。组网方案如图1所示。
（2）独立组网模式
在独立组网模式的组网情况下，将IPTV传送网络与Internet接入网络物理上分开，IPTV业务使用新建的IPTV传送网单独传送，两种业务在BAS或者汇聚交换机上融合。
将Internet接入网络与IPTV业务传送网络分开，有助于保证IPTV业务的服务质量，解决原有Internet网络承载IPTV业务带来的诸多问题：带宽不足、缺乏组播支持、缺乏QoS保证、处理能力不足等。对IPTV业务单独组建传送网，便于网络规划和建设，该IPTV业务网实现网络的无阻塞设计，根据流量规划合理布置带宽，通过MPLS/VPN建立逻辑隔离的业务承载网络，通过DS-TE为IPTV流量建立有带宽保证的通道，并进行流量优化，基于DiffServ模型进行流量分类、流量调度和流量管理。VPN技术保证了IPTV承载网与其他业务承载网隔离，保证网络安全，而且作为承载网发展演进的趋势网络，实现专网一网多平面，一个物理网络变为不同逻辑网络承载不同的业务。其组网方案如图2所示。
独立组网方案可以基于多种设备提供不同的组网方案，运营商可以根据实际需要、实际的规模选择路由器、交换机、MSTP等设备实现最合适的组网方案。
（3）组网对比
融合组网模式适用于IPTV业务开展初期，IPTV用户较少，充分利用现网设备条件，对现网不需要做大的改造，投资成本较小，且能够快速开展IPTV业务，无法克服现网承载IPTV业务存在的诸多问题，如带宽不足、缺乏组播支持、缺乏QoS保证、处理能力不足等；
独立组网模式适用于IPTV二期改造阶段，IPTV用户大规模放号，现有的承载网无法满足业务增长的需求，以及相应的设备性能、功能的逐步完善，在IPTV的管理运营上积累了大量丰富经验，网络具备承载多种业务的能力，具备完善QoS保障能力、组播支持能力、流量工程、MPLS/VPN等，向专网一网多平面的方向演进。
4.结语
IPTV是电信业务、Internet网络和电视网络发展到一定程度的必然产物， 它也是三网合一的切入点。对于承载网多业务的宽带IP网络，IPTV也提出了更高的要求，即在提供原有通信功能的基础上，还需要更高的带宽、更强的控制能力以及更高的传输性和稳定性。当然，业务还初步发展阶段，在承载网方面还有许多技术问题需要进一步的分析探讨，但是提供的应用需求对宽带网络的发展无疑具有十分重要的意义。
参考文献
[1]邓芳.移动流媒体技术的实现和应用[D].中国移动通信集团设计院有限公司第十四届新技术论坛.
[2]黄孝建，陶蒙华.IPTV关键技术详解[M].北京邮电大学出版社，2009：07.
[3]卢管明.移动流媒体技术[M].电子工业出版社，2010：02.
[4]龙飞，王维华.IPTV业务对承载网影响及优化探讨[J].长沙通信职业技术学院学报，2009，12（8）4.
[5]毛利.IPTV承载网相关问题及解决方案[J].长沙通信职业技术学院学报，2009，12（8）4.