IPoE方式提供IPTV业务解决方案

承载网融合在运营商的整个城域网络架构中，和其他业务在城域网共用一个接入平台，IPTV业务经由在宽带接入网中DSLAM、接入交换机、汇聚交换机等设备汇聚，由业务控制管理设备(BRAS或SR)充当业务呈现点(POP)。IPTV业务发展初期，普通业务和IPTV业务共用一个BRAS设备接入并分流，IPTV业务以PPPoE方式提供，这样对整网的改动小，业务开展快。随着业务规模的发展，越来越多的运营商将IPTV业务割接到SR上，以IPoE方式提供，宽带上网业务通过原有BRAS接入，IPTV业务通过SR接入，这样既消除了IPTV业务和其他业务之间的相互影响，也保证了大流量IPTV业务自身的需要，IPTV业务和其他业务在二层汇聚设备进行分流。采用IPoE方式提供IPTV业务，对网络设备和网络规划提出了一些新的要求。1IPTV业务流程简介IPTV业务的基本流程如图1所示，包括四个步骤，首先是网络进入认证，在用户层和网络层之间交互;其次是业务接入认证，在用户层和业务层之间交互;接下来是用户频道选择(包括点播和直播频道)，也是在用户层和业务层之间交互;最后当用户关机或者其它故障情况，流媒体服务器检测到媒体流中断，停止计费。图1：IPTV业务的基本流程IPTV业务的计费和宽带上网不同，宽带上网的流量统计和时间统计都需要BRAS来做，时常计费由用户进入认证开始。但是IPTV用户有可能长时间在线，但没有看任何节目，即进入网络但没有接入业务，所以不应该由进入认证计算时常，所以IPTV的计费通常由IPTV的业务支撑系统来做。并且IPTV节目预览的流量不应计费，所以网络流量计费也不适合IPTV，IPTV中不同点播节目的收费标准是不一样的，由业务支撑系统计费较Internet业务惯用的网络流量和网络时常计费具有更好的灵活性。2用户进入网络认证网络进入认证，并统计网络流量和用户在线时长，是为了研究用户行为、辅助网络优化的目的。如果IPTV业务由BRAS作为POP点，则通常采用PPPoE的方式提供，Radius认证。如果由业务路由器(SR)作为POP点，通常采用IPoE方式提供，DHCP认证。DHCP接入的优点是STB实现简单，组播报文在IPOE通道上承载，不需要对组播报文作PPP封装处理，因此组播复制工作不限定在终结PPPoE的BRAS设备进行，可以根据业务量灵活地部署在业务路由器(SR)、汇聚交换机，甚至在接入设备(DSLAM或园区交换机)上，在集中的业务控制与业务规模对单设备组播复制性能两方面取得综合平衡。另外还有一种DHCP+WebPortal的认证方式，采用了二次地址分配技术，但是考虑到STB一般都是哑终端，不建议在IPTV业务中采用。采用DHCP方式时，DHCP报文可以携带OPTION60/82参数，相关服务器根据OPTION60/82携带的信息，进行业务区分，IP地址分配以及认证等工作。在DHCP包文中引入OPTION82选项，实现用户和线路的精确绑定，保证了DHCP接入的安全性和真实性;对于存在多个终端同时使用DHCP帐号的场合，如一个家庭拥有多台IPTV终端，为了区分这些终端，还需引入OPTION60选项。DHCPOPTION82选项通常由DSLAM/交换机设备将用户的端口信息和设备信息插入到用户的DHCP报文，DHCP服务器通过识别OPTION82来执行IP地址分配策略或其它策略。OPTION60选项通常由终端自带，不同类型的终端可以通过设置不同的OPTION60来识别。通过OPTION60选项，可以实现对不同的终端分配不同的地址空间。DHCP属于数据和认证分离的控制方式，安全性不及PPPoE，为防止用户静态配置IP地址，或者网络盗用，可以在接入设备或者业务路由器上部署MAC+IP绑定功能。启用DHCPsnooping或DHCPrelay的节点上，在侦听到DHCPoffer消息时，生成IP和MAC的绑定关系，只有源MAC和原IP匹配的IPoE帧才可以通过，否则丢弃。这样只有经过正常德DHCP认证的用户才可以得到网络服务，未经认证，或者静态配置IP地址的终端不能得到服务。3DHCP服务器系统传统的宽带上网业务中，早期采用BRAS内置RadiusServer功能，目前多采用集中的RadiusServer进行用户认证和计费，但是通常宽带终端的IP地址是由BRAS分配的。在IPTV业务中，建议IPTV业务的地址统一管理，集中部署DHCPServer，为IPTV终端分配IP地址，业务路由器(SR)启用DHCPRelay功能，而不是内置的DHCPServer。集中部署DHCPServer便于部署统一的地址分配策略，这些地址分配策略与其它网络控制、管理策略相结合，可以提供差异化服务，从而衍生出一系列的增值产品，如VIP客户的地址池与网络QoS相结合，可以保证VIP客户的IPTV业务体验。DHCPServer系统是IPoE业务网络进入认证的核心，负责用户的认证和地址分配。DHCPServer系统实际上包括DHCPserver、认证服务器和数据库三部分。详细业务流程如图2。IPTV系统要求DHCPServer支持基于Option60和Option82的DHCP认证及地址分配，能够根据Option60区分同一用户名下的不同设备，并进行唯N性认证。目前DHCPServer可以提供100次/秒的DHCP认证处理能力，大约可以支持10万IPTV用户。4直播业务组播复制点的选择和业务控制IPTV直播业务一般采用IP组播方式开展。IPTV直播业务有基本频道和扩展频道的区分，所有IPTV用户有有权限收视基本频道的节目，但是扩展频道是作为增值业务提供给用户的，因此需要对用户接入的频道进行控制。采用IPoE方式提供IPTV业务，组播报文在IPOE通道上承载，不需要对组播报文作PPP封装处理，因此组播复制工作不限定在终结PPPoE的BRAS设备进行，可以根据业务量灵活地部署在业务路由器(SR)、汇聚交换机，甚至在接入设备(DSLAM或园区交换机)上。所谓组播复制点是指离用户最近的一级IP组播复制设备，组播复制点处理用户IGMP加入，因此也是IP组播的控制点。业务发展初期，业务路由器的组播复制能力可以满足所覆盖的接入区内IPTV用户量的要求，因此组播复制点可以选在业务路由器上，组播控制策略最大限度地集中部署，随着业务的拓展，组播复制点将逐级下移，克服组播复制点性能瓶颈组播复制点越接近用户越能节省网络带宽。在业务系统层面，点播业务由于可以对STB与流媒体服务器之间建立的业务流进行管理，所以比较容易实现业务的控制、计费，甚至预付费管理。但是直播业务的由于组播复制点在IP网络设备，当业务层将重定向后的URL发给客户之后，业务层及对业务失去了控制能力，所以完善的直播业务控制需要IP网络和IPTV业务系统的协调。IP网络直播业务控制的技术称为IPTVCAC(CallAdmissionControl)技术，即在组播复制点上，通过组播业务控制器下发一张CAC控制表，如表1。根据该表，组播复制点可以有选择地接纳用户的IGMP加入。但是，IP网络中识别用户的标识是IP地址，业务系统识别用户的标识是用户名，二者之间是在DHCP认证时动态关联的，因此需要打通DHCPServer、IPTV业务平台和组播策略控制器之间的接口，如图3，IP组播控制器将IPTV业务平台的用户属性表，转化为IP网络的CAC表，并下发给用户所在的组播复制点。图3：IP网络直播业务控制系统5中兴通讯IPTV承载方案中兴通讯提供城域网IPTV业务承载的全系列产品，包括接入层、核心层、业务控制层等。IPTV业务和其他业务在城域网共用一个接入平台，引进了改进型以太网技术保证宽带接入网网络的可靠性，在城域网骨干层采用MPLS网络，充分利用MPLS技术在QoS、安全性、业务的兼容性等几个方面优势满足网络对IPTV业务的发展需求。支持完善的直播业务控制技术，与BOSS系统(如电信97系统)兼容，适应运营商各种业务拓展水平、现网改造策略的要求。1)接入层接入层分为LAN接入和DSLAM接入。LAN接入交换机包括园区交换机和楼道交换机，楼道交换机可以使用ZXR102900、2800或2600系列，园区交换机可以使用ZXR10T40G/3900/3200系列，或者使用全千兆的ZXR105900/5200系列，它们都有较好的组播特性，包括组播VLAN、IGMPSNOOPING/PROXY等，支持DHCPSnooping/Option82。为支持业务区分，园区交换机上还可以部署灵活QinQ。园区和楼道交换机均支持以太环网，可以提高网络的可靠性和覆盖能力。DSLAM接入可以选用ADSL/ADSL2+设备9800系列，该系列产品基于IP架构，组播功能特性丰富。2)接入汇聚层接入汇聚层使用ZXR10G系列或89系列交换机，G系列和89系列交换机支持灵活QINQ功能，可以对业务进行有效区分，支持DHCPSnooping/Option82对IPoE业务的认证和控制，同时它还支持以太环网技术、双上行链路智能切换保护技术等，可以对网络故障提供电信级保护。ZXR10G系列或89系列交换机具有良好的组播能力，可以作为组播交换机，当接入交换机或DSLAM不支持组播特性时，可以启用汇聚交换机作跨VLAN的组播复制点。3)业务控制层业务控制设备包括宽带接入服务器(BRAS)和业务路由器(SR)。BRAS可以选用ZXUAS10600和10800E，ZXUAS10600和10800E均属于高性能大容量的多业务控制网关。支持PPPOE和DHCP认证方式，支持基于用户VLAN和PPPOE会话的组播复制，同时还具有强大的QOS调度能力。vSR可以选用ZXR10T64E/T128/T600/T1200，其中T64E/T128是广泛商用的业务路由器，参加了2005年中国电信第一批业务路由器试点工作，T600/T1200是新一代业务路由器产品。支持QinQ终结、DHCP认证、完善的组播协议和复制能力、层次化QoS调度能力。4)核心层核心层主要需要高性能、高带宽的设备，同时需要支持完善的VPN、组播协议及QOS调度能力，推荐使用ZXR10T1200产品，T1200具有10G接口，具有640G的转发容量，同时支持完善的组播协议和DIFFSERVER调度功能。编辑点评：随着业务规模的不断扩大，越来越多的运营商采用IPoE的方式提供IPTV业务，这样既消除了IPTV业务和其他业务之间的相互影响，也保证了大流量IPTV业务自身的需要。但采用IPoE方式提供IPTV业务，对网络设备和网络规划也提出更高的要求。中兴通讯的IPTV业务承载全系列产品引进了改进型以太网技术，不仅保证了宽带接入网络可靠性，同时还满足了运营商在同一个接入平台上同时开展IPTV及其他业务的需求;此外，其还充分利用MPLS技术在QoS、安全性、业务的兼容性等几个方面优势，确保了IPTV业务发展对网络的需求。薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿羁膂莈蚅袇膁蒀蒈螃膀膀蚃虿腿节蒆羈芈莄蚁袄芈蒆蒄螀芇膆蚀蚆袃莈蒃蚂袂蒁螈羀袁膀薁袆袁芃螆螂袀莅蕿蚈衿蒇莂羇羈膇薇袃羇艿莀蝿羆蒂薆螅羅膁蒈蚁羅芄蚄罿羄莆蒇袅羃蒈蚂螁羂膈蒅蚇肁芀蚁薃肀莂蒃袂肀肂虿袈聿芄薂螄肈莇螇蚀肇葿薀罿肆腿莃袅肅芁薈螁膄莃莁蚇膄肃薇薃膃芅荿螀羀膆蒃蚆肀芈芆薂聿羈蒂蒈肈肀芅袆肇芃薀螂肆莅莃蚈肅肅薈薄蚂膇莁蒀蚁艿薇蝿螀罿荿蚅蝿肁薅薁螈膄莈薇螈莆膀袆螇肆蒆螁螆膈艿蚇螅芀蒄薃螄羀芇葿袃肂蒃螈袂膄芅蚄袂芇蒁蚀袁肆芄薆袀腿蕿蒂衿芁莂螁袈羁薇蚇袇肃莀薃羆膅薆葿羆芈荿螇羅羇膁螃羄膀莇虿