电视网络应用PUPV规划实现单线入户承载全业务,广播电视论文.docx

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1、电视网络应用PUPV规划实现单线入户承载全业务,广播电视论文在 NGB 的三网融合业务背景下，用户的上网业务、IPTV/VOD 业务和VoIP 业务等各种业务对网络的要求各不一样。为了便于 QoS 和安全策略的部署，必须在接入网将业务进行区分。 对 于 EPON+EoC 和 EPON+LAN 组建的二层广电接入网承载多业务，主要依靠 VLAN 来区分和辨别，通常运用 PSPVPer Service Per Vlan 即一 业 务 一 VLAN 方 式、PUPVPerUser Per Vlan即一用户一 VLAN 方式、PUPSPVPer User Per ServicePer Vlan即一用户

2、一业务一 VLAN方式来规划网络。 1 常用业务规划方式 1.1 PSPV 形式 PSPV 模 式 是 指 一 业 务 一 VLAN形式。这种形式下，不同用户的一样业务采用一样的 VLAN 来进行标记。 VLAN 标记通常由家庭网关设备LAN接入或 EPCN 终端设备来完成。通过VLAN ID 即可确定区内的详细业务。 大多中小广电运营商普遍使用EPON 组 网， 由 于 业 务 有 限， 还 停留在这种单层标签粗放型的 PSPV 的VLAN 规划形式中，其主要有下面特点： 同 一 EPON OLT 端 口 下 的 所 有用户的同一业务在同一 VLAN 内；需要在用户侧部署可划分 VLAN 的

3、家庭网关如使用多端口 EoC 终端或者支持 VLAN 的 STB。对局端交换机而言，PSPV 使得用户业务分别属于不同 的 VLAN， 包 括 上 网 VLAN、VoIPVLAN、VOD VLAN 和 BTV VLAN组播 VLAN，对于采用纯 IP 组网的NGB 接入网，直播的 IP 视频典型通过组播技术实现。这种 VLAN 划分方式简单明了，占用 VLAN 资源少，但由于同一业务不同用户都划分到同一个 VLAN 中，因而无法辨别用户信息，实际意义不大。 1.2 PUPSPV 形式 PUPSPV 形式是指即一用户一业务一 VLAN 方式来规划网络。这种形式实际上是 PUPV 形式配合 Qin

4、Q 技术，通过两层 VLAN 标签来进行标记。华而不实内层 VLAN 标记区内用户，外层 VLAN 标记业务和小区位置。内层 VLAN 标记由楼道交换机或 EPCN终端进行标记，外层标签由分节点的会聚交换机或 OLT 设备进行标记。在PUPSPV 形式下，通过两层标签能够唯一确定用户物理位置和业务。 如今越来越多的广电运营商开场注重网络精细化管理，应用 PUPSPV方式规划网络，其主要特点如下：每个用户、每种业务一个 VLANBTV业务除外，所有 BTV 业务共用组播VLAN；需要在用户侧部署可划分VLAN 的 家 庭 网 关；EPON OLT 或会聚交换机启动灵敏 QinQ 功能进行业务分类

5、。适用于各层设备支持足够数量 VLAN 的网络。PUPSPV 对于同一业务的不同用户通过 VLAN 进行细分。PUPSPV 的最大好处在于能够通过 VLAN 精到准确辨别用户，例如对于需要精细化计费的业务如上网业务能够通过标识用户物理位置避免资费流失，这种 VLAN 划分方式对于网络要求相对较高。 1.3 PSPV+ PUPSPV 形式 除此之外也有使用混合组网方式的，混 合 组 网 是 PSPV 和 PUPSPV 的 综合，主要特点有：Internet 业务采用PUPSPV，IPTV/VOD 和 VoIP 业 务则采用 PSPV；需要在用户侧部署可划 分 VLAN 的 家 庭 网 关；EPO

6、N OLT或会聚交换机启动基于 VLAN 的灵敏QinQ 进行业务分类。混合组网对于需要精细计费的上网业务采用 PUPSPV，而对于当前采用包月计费的 IPTV/VOD 等业务采用 PSPV 方式。 1.4 PUPV 形式 PUPV 是指一用户一 VLAN 形式，这种形式下，同一用户的所有业务采用同一 VLAN 来进行标记，不同用户的 VLAN 不同。在 LAN 接入形式下，VLAN 标记通常是由楼道交换机进行标记，在 EPCN 形式下则由 EPCN 终端 设 备 标 记 VLAN， 通 过 VLAN ID即可唯一确定区内的详细用户。其主要特点是：多类业务共用一个用户VLAN；用户侧无需部署家

7、庭网关；会聚端局启动基于流的灵敏 QinQ 打不同外层标签，例如 PC 采用 PPPoE、STB 采用 IPoE，这些终端都通过一个 VLAN 上 行， 可 以 根 据 PPPoE 和IPoE 报文不同的协议号作为 QinQ 的分流根据；又如根据报文的目的 IP 地址分流：对于一样源 IP 地址，一样报文封装的不同的业务应用报文，比方PC 上的 SoftPhone 产生的报文，需要根据报文的目的 IP 地址施行灵敏QinQ 进行业务分流。适用于用户侧无法部署家庭网关的条件下组网。 2 VLAN 规划方式分析比拟 无 论 采 用 PSPV、PUPSPV 或 者混合组网方式，在用户侧都需要实现对不

8、同业务的 VLAN 隔离。网络运用不同的规划方式承载多业务时对用户侧的线路设备组网要求各不一样，这里我们先做简单比拟分析，见表 1。【表1】 2.1 EPON+EoC 组网形式 这 种 模 式 一 般 用 EoC 终 端 的VLAN 划分来区分和管理业务，业务数量与 EoC 终端的端口数密切相关。 从 表 1 可 以 看 出，EPON+EoC 方 式组网，运用不同的 VLAN 规划方式，用户侧承载多业务时使用的终端设备是不同的。使用 PSPV 和 PUPSPV 规划，用户能获得的业务服务与 EoC 输出端口数有关，如某用户开通 VOD 点播和宽带上网两种业务，就必须配置两端口的 EoC 终端才

9、能知足。而运用PUPV 规划方式，用户侧的终端设备始终保持不变。 2.2 EPON+LAN 组网形式 该形式一般在楼道部署楼道交换机，采取五类线入户的方式承载业务。若不考虑另外配置家庭网关，并且楼道交换机端口资源丰富的情况下，则业务数量与入户的五类线数量密切相关。由表 1 能够看出，只要运用 PUPV 规划方式才能真正实现单线入户承载全业务的要求。有一些地方广电采取简单 PSPV 规划方式组建EPON+LAN 网络时，初期只要一种业务时还比拟简单，但后来再上另一种业务后才发现再敷设入户线的难度，要解决眼前的问题只能把原来一根五类线拆分使用，8 芯里面分出 4 芯对应新业务。那么以后再上新业务又

10、怎么办呢？ 2.3 FTTH 组网形式 同样，该形式组网在承载业务数量上，不考虑另外配置家庭网关情况下与家庭 ONU 的端口数密切相关。表1 显示数据与 EoC 方式类同，需要多少种业务就必须配置同样数量端口的设备。 2.4 问题及考虑 接入网建设的目的就是要高效运营全业务，并预留发展空间。先期部署的 ONU 或楼道交换机等网关设备怎么能不成为阻碍业务发展的因素呢？那么通过在用户侧部署家庭网关Home Gateway设备能否能够解决这个问题呢？当然能够，但是市场上支持 802.1q 的家庭路由器的价格比普通型号高很多，这部分成本由谁来承当呢？用户愿意承当吗？我们的网管系统直接管理到用户家庭网关

11、，这个工作的冗杂程度无法想象。 表 1 中三种组网形式显示数据完全一样，其所表示出的意义与接入网建设相关，这些都是我们在网络建设中不得不考虑的实际问题。网络建设不能只顾眼前而不考虑业务长远发展，采 用 PUPV 的 VLAN 规 划 方 式 无 疑具有了很大的优势和实用价值，它才是真正符合广电网络发展需要的方式，既能实现网络精细化管理的要求，又能够有效解决用户侧多业务的承载。 3 应用 PUPV 规划实现单线入户承载全业务 这里以台州路桥广电网络改造升级中应用 PUPV 规划实现的案例来详细讲明。 路桥有线电视网络于 2008 年开场大面积施行双向化改造，把现有的广播式光缆加同轴电缆的 HFC

12、 网改造转型为 HFC 网加双向互动宽带接入网。 单向 HFC 网仍然承当着数字电视、模拟电视的传输。双向互动宽带部分基于前期网络规划要求，实现 PUPV 规划方式。接入方式以 EPON+EoC 为主，能够五类线直接入户的区域，包括新建小区全部以 EPON+LAN 组网。 3.1 用户 VLAN 规划 用户VLAN工作机制如此图1所示。【图1】 1用户通信由楼道交换机或EoC 头端提供一个端口，PC 终端业务和 STB 业务共用该端口；每台楼栋交换机的端口负责规划 CVLAN ID，每用户划分单独的 CVLAN ID。 2 若 使 用 EoC 系 统， 则 由EoC 终端划分单独的 CVLAN

13、 ID。工作原理与楼栋交换机类同。 3在 OLT 的下行 PON，启用灵敏 QinQ 机制，根据 PPPoE 报文报头或者 IPoE 报文报头分别分配不同的外层标签的标识，结合全网统一的PON 口外层 TAG 规划，分配 PON 口位置标识，两者共同组成外层 TAG。 每个 PON 下所有用户的一样业务的 SVLAN 一致，不同 PON 下同一种业 务 的 SVLAN 顺 序 叠 加。VLAN 规划如表 2 所示。【表2】 3.2 详细实现方式 中 心 机 房 架 设 GCOM 框 式OLTS8600-08 和 H3C 核 心 交 换机 7506E。城区下面 8 个乡镇采用GCOM 盒 式 O

14、LTEL5600-06 汇 聚 到核心交换机。链路采用二级分光，不超过 1 32 分光比。ONU 模块、光接收机等集成到交接箱，下联华为S2700 系列交换机，最终一根网线入户实现 PUPV 网络形式。利用灵敏QinQ 技术实现业务分流的详细方式方法是根据报文的协议号分流：比方 PC 采用 PPPoE、STB 采 用 IPoE， 这 些 终端都通过一个 VLAN 上行，能够根据PPPoE 和 IPoE 报文不同的协议号作为 QinQ 的分流根据。路桥有线电视双向 IP 网拓扑如此图 2 所示。【图2】 施行步骤和配置如下。 1路桥广电现有业务有华数宽带、互动点播、移动宽带三种业务，根据报文协议

15、来详细区分。采用灵敏 QinQ 方式规划用户，细分外层VLAN 和用户内层 VLAN。 2 为 实 现 PUPV 方 式， 必 须根据各业务的特性进行流分类。华而不实华数宽带和移动宽带都是 PPPoE 协议方式，两者机制一样，不好区分。但移动宽带属于过渡期业务，采用灵敏QinQ 走单层 VLAN 透传解决。 3整体灵敏 QinQ 配置在 OLT的 PON 口实现，保证不同 PON 不同外层 VLAN。根据 PPPoE 拨号以太网帧类型0x8863发现前阶段，0x8864会话阶段打外层标签，不同 PON 口外层不一样。 4点播互动采用 DHCP 协议机制，以太网帧类型 0x0800，为普通的 I

16、P 类型不好区分。这里根据机顶盒 MAC 地址前 6 位厂家标识特殊性来实现。设置源 MAC 前 6 位为c8:0a:a9 的 报 文 设 置 流 优 先 级 COS值为 5，再根据流分类以太网帧优先级打外层标签。 5现有华数宽带、点播互动实现灵敏 QinQ，后续增加 VoIP 业务，基于 VoIP 业务也是 DHCP 机制，基于 VoIP 业务对网络延迟要求较高，可将 COS 值设置为 6默认 07，数值越高优先级越高。 6截至上述部分，OLT 上完成灵敏 QinQ 的配置，针对 H3C7506E核 心 交 换 机 只 需 要 透 传 所 有 外 层VLAN 和移动宽带单层 VLAN 即可。

17、 H3C7506E 连接 OLT 的端口及各业务服务器的出端口透传各自VLAN即可。 4 应用 PUPV 规划方式小结 PUPV 规划管理网络业务，有效地实现了用户精细化管理要求，业务收敛到达单线入户承载全业务，尤其是新建小区所采用的 EPON+LAN 组网形式，楼道交换机每端口负责一个用户，用户家庭网关无需另外符合广电部门特殊技术要求，可直接市场购买使用，降低了入网门槛和成本。EoC 终端也不需要考虑后续业务数增加与端口缺乏的瓶颈。同时它也存在很多缺乏之处。 1由于业务分流是根据报文的协议号分流，对上来数据报文需要辨别到内层数据以太网帧类型、COS值、源 MAC 等，这无疑加大了交换资源开销

18、，假如用户数量较多，会造成交换压力加大。 2由于点播互动或者 VoIP 业务是根据源 MAC 地址区别来实现，但是实际机顶盒和 VoIP 终端可能会有多个供给厂家，这就造成 OLT 上需要开创建立更多 ACL 来实现源 MAC 区分。并且新厂家设备进来，需要重新调整ACL，会造成网络中断，不够灵敏。 3PUPV 形式造成同一用户上来 PPPoE、点播、VoIP 报文都属于同一个内层 VLAN，对于网络故障判定增加难度，对工作人员技术要求较高。 通过在路桥有线电视宽带网络中实现 PUPV，证明是一种有效管理和承载全业务的可行方式方法，它所存在的问题还需要广电同行包括厂商继续考虑和研究。 以下为参考文献 1 国家广播电影电视总局有线电视电缆宽带接入技术需求白皮书，2018 . 2 华为技术有限公司QinQ 技术白皮书，2007. 3 李馥娟QinQ 技术在城域以太网精细化运营中的应用 J计算机系统应用，2018，12.