宽带多媒体业务需求分析与iptvlan接入网解决方案

宽带多媒体业务需求分析与IPTVLAN接入网解决方案宽带多媒体业务需求分析IPTV：内容是第一需求在用户眼中，IPTV存在的最大价值来源于其内容，这也是IPTV能够颠覆传统广播式电视的根本所在。就电视内容本身而言，与传统电视（有线、无线、卫星）相比，IPTV可能并无区别。但是由于网络双向性特征的存在，让IPTV可以更方便地提供诸如视频点播、互动游戏等交互式增值服务。得益于用户对上述互动式增值服务需求的增大，近两年成为发达国家IPTV迅速发展的一年。这些国家的网络运营商大举进军电视服务业，对IPTV的推广力度也前所未有地加大，新的业务、新的服务层出不穷。欧洲出现了三包服务（网络接入、IP电信、IPTV三位一体）；在日本，随着宽带普及和网速提升，电信运营商加入IPTV市场。在国内，IPTV的哪些业务是用户最为关心的呢？一家市场调研机构近期的调查结果显示，用户最希望通过IPTV获得服务的先后顺序为：点播电影、点播传统电视节目、浏览网页与新闻资讯、视频聊天与互动、在线网上教育、玩网络游戏、论坛交流与发帖、发送短信与彩信等。这些需求的提出，促使目前国内广电系统积极实施有线电视网双向改造，让用户通过双向网与数字电视获得上述服务。与此相比，由于IPTV涉及NGN的TriplePlay高级业务类别，TriplePlay可实现语音、数据、视频1+1+13的效果，可开发出大量跨部门、跨行业及个性化的各类应用，并且业务还可根据市场需求再细分为数十类乃至数百类子业务类别，这是数字电视所无法比拟的。因此，对于提供IPTV服务的厂商，今后其解决方案与产品提供的根本落脚点将是内容服务和个性化应用的革新。视频会议：智能化数据传输是关键对于用户来说，视频会议领域就像是一个生态圈包围着他们，这个生态圈由产品供应商、通信网络运营商、行业应用系统提供商、服务平台提供商以及内容提供商等许多角色共同组成，这些元素成为市场最活跃的亮点，形成了视频会议领域以企业和家庭为重心，包括内容服务的三大应用市场。对于企业级用户来讲，一方面各企业越来越重视也必须实现协同工作，所有的团队成员可以在远距离进行直观、真实的视音频交流；另一方面，面对各种各样的大量的数据信息，必须实现共享，不光是文字、数据需要共享，还有更机密的材料、应用程序等需要实时交流。因此，政府部门及金融、医疗、大中型企业等和一些商业企业对视频会议的需求逐年提升，并成为视频会议市场的重要支撑。以政府部门对视频会议的需求为例，各地政府需要通过视频会议实现政策法规有效贯彻、强化公务员教育、便利服务百姓，因此，视频会议系统必须具备大容量互动交流、方便参与、安全可靠防泄密、视音频清晰流畅等特点。智能化数据传输已成为各主要行业的一个基本需求。Word、Excel文档文件传输，多媒体视音频共享，白板批注等成为用户需要视频会议提供的基本功能。此外，除了重点行业对视频会议的需求之外，中小企业的需求也逐渐浮出水面，视频会议系统正逐步从高端专用市场向中低端市场转移，其用途远远超出了传统行政会议和办公会议的范畴，应用范围扩展到内部通信、外部协作、商务谈判、远程培训、无纸化办公等领域。视频监控：开放式组网保有投资与传统的模拟视频监控和正在发展中的数字视频监控相比，网络视频监控具有监控范围广、组网难度低、系统及应用扩展性强、查看简单等优势，所以越来越受到企业用户的欢迎。但是在视频监控市场，同样具有与视频会议相似的行业用户主导市场的现象。因此，针对行业用户的需求，视频监控领域厂商必须重点对待。在交通领域，以北京为例，2008年奥运会需要在交通领域进行改善，视频监控业务能为交通部门提供帮助，这就需要视频监控系统能够提供24小时全天候的监控功能。同样，这种需求也是全国各地众多城市的需求。在教育领域，视频监控需要帮助高校等机构实现教学远程观摩、监考和校园安全等。虽然目前有很多大中专院校已经安装了监控系统，但是相对网络视频监控而言，传统的监控系统仍然存在缺陷，因此网络视频监控将会成为他们的长期需求。同样，在公共安全领域及石油工业、银行、道路交通、环境监测、电力、民航、海关、连锁营业场所等需要进行远程监控和管理的用户，对网络视频监控也有着迫切需求。对于这些行业用户而言，视频监控必须具备文件加密传输与存储功能，以达到软硬兼施保障监控图像的安全。此外，还要保证用户可根据业务需要随时增加图像采集点的数量，而无需建设一步到位的监控网络，按需要扩展监控点，减少一次性大规模投资带来的设备维护风险。远程教育：交互式教育需求强劲在一次多家高校联合进行的远程教育需求调查中显示，远程教育的受众最希望通过远程教育实现对自身能力的提高，其次是工作需要，原本被认为获取文凭是最大需求反而排在第三位。这就对远程教育系统建设提出了巨大挑战。毕竟，要提升一个人的能力，不是简单的网上视频讲课和资料下载就能解决的。这需要远程教学借助互联网开放、自由、交互性强等特性，打破时间与空间的束缚，真正架起无限开放的教育信息平台，帮助用户开拓崭新而广阔的学习空间，为教育资源的重新分配提供有力的支撑。因此，目前的远程教育系统要想保有受众，就必须实现交互式教学。但是要实现真正意义上的交互式教学，需要强大的网络基础支撑。据测算，要真正实现生动的交互式网上教学，其每秒的数据传输量将以Mb单位来计算，而现在网络的速度明显跟不上这一需求。在许多情况下，即使你配备了高速度的调制解调器和高性能的电脑，也会出现数据传输慢和画面明显停顿、不流畅的情况。目前远程教学做得好的，大都是各高校校内通过专用线路连接，只能供本校学生使用。而网络学院招收的学生也并不像人们想象的那样在家上学，而是要到指定的教学点上课。理想的网络教育的场景应如此描画：先进的数字化音频、视频技术，实现文字、图像和声音的同步传输，生动的多媒体传播形式一扫传统教育的严肃与枯燥……因此，对于远程教育系统提供商而言，利用宽带多媒体技术帮助远程教育机构实现真正的交互式、开放性远程教学是重中之重。IPTVLAN接入网解决方案IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带有线电视网，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分有效地利用网络资源。IPTV包含了BTV、VOD、nVOD等业务内容，有效开展IPTV业务必须有接入承载网、终端、内容网络以及业务软件系统等各组件的支持。仅接入承载网就包含了DSL接入、LAN接入、FTTx等多种模式，本文将重点描述LAN接入网承载IPTV业务的相关技术。应用领域电信IPTV方案内容在本方案中，根据IPTV业务特性，对VOD、接入认证等这部分通常采用单播方式来处理，对于BTV、nVOD这样的业务则采用组播方式来处理。针对上网业务精细化管理的需求，对上网用户采用PUPV的VLAN划分方式，而对于IPTV用户，可以根据具体情况，采用PUPV(一用户一VLAN)或PSPV(一业务一VLAN)方式来进行VLAN划分。对于VOD和认证等基于单播数据流的业务，数据转发比较简单，这里不再赘述。IPTV接入网的难点在于BTV业务组播流的处理，结合IPTV在国内尚处于初期发展阶段，现网中设备大都无法直接支持IPTV业务的现状，提出了集中组播复制和边缘组播复制两种解决方案。在IPTV发展初期，用户量较少时，采用集中复制。而在业务规模开展时，采用边缘复制。这样将组播复制的压力分散在楼道交换机上，可以满足大量IPTV用户接入的要求。方案支持PPPOE和DHCP+认证方式。通过VLAN隔离或端口隔离来避免用户间的影响。同时通过灵活QINQ来解决精确定位用户和VLAN资源问题。另外，利用BRAS和家庭网关对用户的流量和优先级进行设定，可以有效的控制接入网中的流量，配合QOS的队列调度机制保证IPTV业务的视频质量。方案中关注如下问题?业务分离?通过VLAN来区分不同业务?接入认证问题?采用PPPOE认证或DHCP+认证?组播复制?集中复制?边缘复制?QOS和安全?队列调度?DHCPSNOOPINGOPT82?用户隔离?频道快速切换?接入交换机未知组播丢弃技术路线技术特色业务分离用户业务主要为HSI(上网业务)、IPTV业务和VOIP业务，每种业务对网络的要求各不相同，为了便于QOS和安全策略的部署，因此我们必须将业务进行区分。最简单的办法就是通过不同VLAN来标记不同的业务。考虑到业务特性，上网业务通常需要对用户进行精细化管理，而对IPTV业务通常采用较粗犷的管理模式，因此我们建议通过如下方式来做VLAN规划：对上网业务，采用PUPV(每用户一VLAN)，对于IPTV/VOIP业务，采用PSPV(每业务一VLAN)，即同一园区内的IPTV用户采用同一VLAN，不同园区的IPTV/VOIP用户采用不同的业务VLAN，在局端，通过灵活QINQ对上网业务的VLAN打外层标签，对于IPTV业务的VLAN不打外层标签。如上图所示，VLAN21和VLAN22为上网业务，在局端打上外层标签100透传到BRAS，而VLAN3和VLAN4分别为IPTV和VOIP的业务VLAN，VLAN5为组播VLAN(为了节约带宽而专门承载组播业务的VLAN，其对IPTV用户不可见)，对于VLAN3/4/5在局端不作处理，直接透传到BRAS或SR上。不同业务的VLAN具体划分是通过家庭网关来实现的。需要强调的是，若楼道交换机比较老仅支持VLAN划分但无法支持如IGMPSNOOPIGN、边缘复制等组播特性时，则不能采用上述的将IPTV用户都划分到一个VLAN内(因为组播流将会在VLAN内广播)，而是需要将IPTV用户也划分到不同VLAN内(即PUPV方式)，此时需要通过园区交换机进行集中复制才能开展IPTV业务，后面会详细介绍这一点。接入认证本方案中，上网业务采用PPPOE的认证方式，IPTV业务可以采用PPPOE或DHCP+认证。PPPOE认证方式应用已经很广泛了，在此不再赘述。DHCP+认证方式是利用DHCP定义的一些OPTION字段来实现的，如通过OPTION60来识别终端类型，通过OPTION82来识别用户位置(实际上就是标记用户)。当网络设备收到STB的DHCP请求报文时，需要在报文后添加OPTION82字段，此时有两种模式进行DHCP+认证，一种是直接把DHCP报文送给DHCP服务器，由DHCP服务器根据OPT82字段来判断该用户是否为合法用户，从而决定是否为其分配IP地址。另一种是DHCP报文先送到BRAS，由BRAS将OPT82字段放到RADIUS的一个子域里，通过RADIUS服务器来进行用户合法性认证，若用户合法，再由DHCP服务器分配IP地址。组播复制根据楼道交换机支持的能力，组播复制方式可以采用边缘复制或集中复制。若楼道交换机比较早时，则不能采用PSPV的VLAN划分方式，而是需要将IPTV用户分到不同VLAN内，此时采用集中组播复制方式。否则可以采用组播边缘复制。通常在组播点播时，若用户处在不同的VLAN内，则每个VLAN都会有一个组播流，即使用户点播的是同一个频道，链路上也会有多份相同的组播流，这样就浪费了大量的带宽。因此我们引入组播VLAN这个概念，目的就是使用户共用一个走组播业务的VLAN，组播流只在这个VLAN内传输，直到面向最终用户时才进行复制，从而达到节省带宽的目的。不管是集中复制还是边缘复制，都会有一个走组播业务的VLAN，只不过集中复制时这个组播VLAN在园区交换机(集中复制点)上，而边缘复制则在楼道交换机(边缘复制点)上。边缘复制特性：边缘复制是在末端L2交换机上实现的特性，其作用有两个：1将交换机下用户VLAN内的IGMP报文转到组播VLAN内上行;2将下行组播VLAN内的组播流面向用户端口复制，此时面向用户端口出去的组播报文是不带VLANTAG的。在边缘复制中，支持对上行IGMP加入报文抑制和最后用户离开机制，当交换机收到多个对同一个组的加入报文时，将在组播VLAN内只向上透传一份，同样，当有用户离开某个组播组时，只有这个组的最后一个用户的IGMP