2022年宽带多媒体业务需求分析与iptvlan接入网解决方案.doc

宽带多媒体业务需求分析与IPTV LAN接入网处理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能够更方便地提供诸如视频点播、互动游戏等交互式增值效劳。得益于用户对上述互动式增值效劳需求的增大，近两年成为兴旺国家IPTV迅速开展的一年。这些国家的网络运营商大举进军电视效劳业，对IPTV的推行力度也史无前例地加大，新的业务、新的效劳层出不穷。欧洲出现了三包效劳（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，电信运营商参加IPTV市场。在国内，IPTV的哪些业务是用户最为关怀的呢？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获得效劳的先后顺序为：点播电影、点播传统电视节目、阅读网页与新闻资讯、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施行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效劳。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+1>3的效果，可开发出大量跨部门、跨行业及个性化的各类应用，同时业务还可依照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较的。因而，关于提供IPTV效劳的厂商，今后其处理方案与产品提供的根本落脚点将是内容效劳和个性化应用的革新。视频会议：智能化数据传输是关键关于用户来说，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给商、通讯网络运营商、行业应用系统提供商、效劳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泼的亮点，构成了视频会议领域以企业和家庭为重心，包括内容效劳的三大应用市场。关于企业级用户来讲，一方面各企业越来越注重也必须实现协同工作，所有的团队成员能够在远间隔进展直观、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。因而，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、便利效劳百姓，因而，视频会议系统必须具备大容量互动交流、方便参与、平安可靠防泄密、视音频明晰流畅等特点。智能化数据传输已成为各主要行业的一个根本需求。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根本功能。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步浮出水面，视频会议系统正逐步从高端专用市场向中低端市场转移，其用处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讯、外部协作、商务会谈、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仿视频监控和正在开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，因而越来越遭到企业用户的欢迎。但是在视频监控市场，同样具有与视频会议类似的行业用户主导市场的现象。因而，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展改善，视频监控业务能为交通部门提供协助，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，视频监控需要协助高校等机构实现教学远程观摩、监考和校园平安等。尽管目前有非常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，因而网络视频监控将会成为他们的长期需求。同样，在公共平安领域及石油工业、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展远程监控和治理的用户，对网络视频监控也有着迫切需求。关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，以到达软硬兼施保障监控图像的平安。此外，还要保证用户可依照业务需要随时增加图像采集点的数量，而无需建立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结合进展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本身才能的提高，其次是工作需要，本来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立提出了宏大挑战。毕竟，要提升一个人的才能，不是简单的网上视频讲课和材料下载就能处理的。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，协助用户开辟崭新而宽阔的学习空间，为教育资源的重新分配提供有力的支撑。因而，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，需要强大的网络根底支撑。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，而如今网络的速度明显跟不上这一需求。在许多情况下，即便你装备了高速度的调制解调器和高功能的电脑，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，生动的多媒体传播方式一扫传统教育的严肃与单调因而，关于远程教育系统提供商而言，利用宽带多媒体技术协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。IPTV LAN接入网处理方案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效劳的崭新技术。它能够非常好地习惯当今网络飞速开展的趋势，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等多种方式，本文将重点描绘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，依照IPTV业务特性，对VOD、接入认证等这部分通常采纳单播方式来处理，关于BTV、nVOD如此的业务则采纳组播方式来处理。针对上网业务精细化治理的需求，对上网用户采纳PUPV的VLAN划分方式，而关于IPTV用户，能够依照详细情况，采纳PUPV(一用户一VLAN)或PSPV(一业务一VLAN)方式来进展VLAN划分。关于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在国内尚处于初期开展阶段，现网中设备大都无法直截了当支持IPTV业务的现状，提出了集中组播复制和边缘组播复制两种处理方案。在IPTV开展初期，用户量较少时，采纳集中复制。而在业务规模开展时，采纳边缘复制。如此将组播复制的压力分散在楼道交换机上，能够满足大量IPTV用户接入的要求。方案支持PPPOE和DHCP+认证方式。通过VLAN隔离或端口隔离来防止用户间的妨碍。同时通过灵敏QINQ来处理准确定位用户和VLAN资源咨询题。另外，利用BRAS和家庭网关对用户的流量和优先级进展设定，能够有效的操纵接入网中的流量，配合QOS的队列调度机制保证IPTV业务的视频质量。方案中关注如下咨询题? 业务别离? 通过VLAN来区分不同业务? 接入认证咨询题? 采纳PPPOE认证或DHCP+认证? 组播复制? 集中复制? 边缘复制? QOS和平安? 队列调度? DHCP SNOOPING OPT82? 用户隔离? 频道快速切换? 接入交换机未知组播丢弃技 术 路 线技术特色业务别离用户业务主要为HSI(上网业务)、IPTV业务和VOIP业务，每种业务对网络的要求各不一样，为了便于QOS和平安策略的部署，因而我们必须将业务进展区分。最简单的方法确实是通过不同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展精细化治理，而对IPTV业务通常采纳较粗暴的治理方式，因而我们建议通过如下方式来做VLAN规划：对上网业务，采纳PUPV(每用户一VLAN)，关于IPTV/VOIP业务，采纳PSPV(每业务一VLAN)，即同一园区内的IPTV用户采纳同一VLAN，不同园区的IPTV/VOIP用户采纳不同的业务VLAN，在局端，通过灵敏QINQ对上网业务的VLAN打外层标签，关于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)，关于VLAN3/4/5在局端不作处理，直截了当透传到BRAS或SR上。 不同业务的VLAN详细划分是通过家庭网关来实现的。需要强调的是，假设楼道交换机比较老仅支持VLAN划分但无法支持如IGMP SNOOPIGN、边缘复制等组播特性时，则不能采纳上述的将IPTV用户都划分到一个VLAN内(由于组播流将会在VLAN内广播)，而是需要将IPTV用户也划分到不同VLAN内(即PUPV方式)，如今需要通过园区交换机进展集中复制才能开展IPTV业务，后面会详细介绍这一点。接入认证本方案中，上网业务采纳PPPOE的认证方式，IPTV业务能够采纳PPPOE或DHCP+认证。PPPOE认证方式应用已经非常广泛了，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(实际上确实是标记用户)。当网络设备收到STB的DHCP恳求报文时，需要在报文后添加OPTION82字段，如今有两种方式进展DHCP+认证，一种是直截了当把DHCP报文送给DHCP效劳器，由DHCP效劳器依照OPT82字段来推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效劳器来进展用户合法性认证，假设用户合法，再由DHCP效劳器分配IP地址。组播复制依照楼道交换机支持的才能，组播复制方式能够采纳边缘复制或集中复制。假设楼道交换机比较早时，则不能采纳PSPV的VLAN划分方式，而是需要将IPTV用户分到不同VLAN内，如今采纳集中组播复制方式。否则能够采纳组播边缘复制。通常在组播点播时，假设用户处在不同的VLAN内，则每个VLAN都会有一个组播流，即便用户点播的是同一个频道，链路上也会有多份一样的组播流，如此就浪费了大量的带宽。因而我们引入组播VLAN这个概念，目的确实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展复制，从而到达节约带宽的目的。不管是集中复制依然边缘复制，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，如今面向用户端口出去的组播报文是不带VLAN TAG的。在边缘复制中，支持对上行IGMP参加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参加报文时，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离开报文才会在组播VLAN内向上透传。从而大大减轻了了上层设备对IGMP报文的处理。集中复制特性：集中复制特性是在支持L3特性的交换机上实现的特性。上行IGMP参加报文处理根本上同边缘复制特性。但下行组播数据流时，是依照组播转发表项来将走组播业务的VLAN内的组播数据流复制到用户VLAN中，从而在下行端口的组播数据流是带有用户VLAN ID的，这也是和边缘复制特性的主要不同之处。同样集中复制特性也支持IGMP参加报文抑制和最后用户离开机制。集中复制特性通常是在园区交换机上实现，由于需要面向用户进展跨VLAN的组播复制，因而对设备功能要求较高，同时如此的机制相比边缘复制而言，会占用较多的园区和楼道之间的带宽，因而建议只在IPTV业务开展初期，用户量较小且楼道交换机功能较弱时采纳。假设IPTV业务规模开展，用户量较大，则采纳边缘复制更为合适。QOS方案中通过家庭网关设备在业务终端接入时就分配vlan和优先级标志，在网络中采纳的是diffserv模型，针对不同的业务定义不同的COS值，L2交换机上采纳SP队列调度，保证端口拥塞时高优先级业务优先传输。平安IPTV承载网的平安性包括业务本身的平安(主要只防止非受权访咨询)和承载网本身的平安。关于防止非受权用户的访咨询，能够通过在组播复制点上配置IGMP权限操纵，丢弃非受权用户发出的IGMP参加报文，从而到达防止非法用户收看BTV频道的目的。关于承载网本身的平安，主要依赖于用户隔离(通过VLAN隔离或端口隔离来实现)方式，如此防止了用户间的互相关扰，同时也防止了非法效劳器接入等平安隐患。另外能够通过DHCP SNOOPING OPT82来防备DHCP恳求攻击造成的DHCP地址池干涸咨询题，这是由于支持DHCP OPT82的DHCP效劳器能够依照OPT82制定地址分配策略，保证对带有一样OPT82信息的DHCP恳求只分配一个IP地址。频道快速切换正常情况下，IGMP-Snooping在接收到IGMP Leave报文时不会直截了当将端口从组播组中删除，而是发送特定组查询报文，假如等待一段时间后没有得到响应，才将该端口从组播组中删除。如此当用户切换频道时，就会出如今一个时段内，有多路组播流流向用户端口，占用带宽，甚至可能妨碍STB的收视效果。为理处理这个咨询题，在面向用户组播复制点上要支持Igmp fastleave功能，使交换机收到Leave报文后，直截了当删除对应的组播转发表项。使得STB不会同时收到多份组播流。Igmp fastleave功能通常在组播复制点等能唯一标识用户的设备上实现。接入交换机未知组播丢弃边缘复制下，接入交换机使能了igmp fastleave功能时，会出现接入交换机删除了组播转发表项但上面的组播流仍然在短时间内会流到接入交换机上，这些组播流对接入交换机而言会当作未知组播处理，在同VLAN广播。妨碍STB的收视效果，假设多个用户在同VLAN时还会互相妨碍。因而需要在接入交换机上使能未知组播丢弃，使这类组播流进入接入交换机后直截了当丢弃，不作为广播处理。