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如何选择IPTV承载网技术

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如何选择IPTV承载网技术

  1. 1. 如何选择 IPTV 承载网技术 作者:徐建锋 陈戈 梁洁 发文时间:2005.04.05 来源:通信世界网 IPTV 承载的最主要内容包括视频点播(VOD)及电视频道(TV)节目。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、频道切换 时延、网络 QoS 等方面提供保证: 带宽:要求每个 IPTV 用户接入带宽达到 3~4M(使用 MPEG2 编码)或 2M(使用 MPEG4 或更高压缩率的编码)。 频道切换时延:有线电视网的频道切换非常快,IPTV 也应尽量减少端到端时延, 据 IPTV 用户调查,用户可接受 1 秒的 TV 频道切换时间及 10 秒下的 VOD 切换时间。 QoS:丢包、抖动等都会严重影响 IPTV 的收看质量,会让用户觉得 IPTV 比不上 有线电视的感觉。 IPTV 承载网络的技术要求对国内电信运营商的宽带网络提出了新的挑战,如果 不在目前的宽带网络上应用组播/CDN 等新技术,以目前的宽带网络的性能是无法满 足大规模开展商用 IPTV 业务的要求的。组播技术目前在国内电信运营商还没大规模应 用,但它的特点使其特别适合 IPTV 这类用户量大,消耗大带宽的业务。 组播 组播是指在 IP 网络中,数据包以尽力传送的形式发送到所有网络节点的某个确 定子集。IP 组播的基本思想是源 IP 主机只发送一份数据,一个或多个接收者可接收相 同数据的拷贝。 组播的最大优点是节省了网络的带宽及服务器资源。 不同用户如果接收 同一个组播流,服务器只需发达一份数据,网络只需在用户的分支点进行复制,在分 支点以上的网络只需传送一个数据流。 IPTV 的 TV 类节目是最适合利用组播技术传输的,因为 TV 类节目所有用户收看 的都是同一个内容。在 IPTV 中应用组播需要考虑以下几个问题: 1.组播复制点问题 组播复制点即用户 IGMP 请求的终结点。在组播复制点,网络设备根据端口是否 有 IGMP 请求向端口复制组播流。组播复制点越接近用户越能节省网络带宽。对 ADSL 宽带网而言,组播复制点可选于 BAS 或 DSLAM。新一代的 BRAS 已经具备 2Mpps 组 播的复制能力,如果按照 512Kbyte/packet 计算,达到 8G 的吞吐量,达到 4000 用户同 时复制的能力,组播复制性能在技术上已经基本解决。 由于 DSLAM 数量多而分散,组 播业务的管理控制基本不可能实现;同时将 DSLAM 由纯粹的二层传输变成三层网络设
  2. 2. 备,提升了 DSLAM 的复杂度,影响 DSLAM 的稳定性和成本,不是将来的发展方向。 2.静态组播 VS 动态组播 静态组播指组播分发树静态建立,组播流不管有没用户接收都沿分发树传输;动 态组播指利用组播路由协议(如 PIMSM/DM)动态建立组播分发树,组播分发树的建立 是根据用户是否有 IGMP 请求建立的。 由于动态组播需要建立组播分发树再进行组播数据的传输,而静态组播已经把组 播数据传输到组播复制点,用户的 IGMP 请求一经接收即可进行分发,所以静态组播 的时延比动态组播小,适合 IPTV 使用。 3.组播管理 组播管理包括对用户接收组播数据的可控管理、 组播源的管理、 组播分发范围的管 理等,它是电信运营商开展组播类业务的前提条件。 目前路由器设备具备一定的组播控 制管理能力,新一代的 BRAS 已经提供了基于 RADIUS 协议的可控组播解决方案,但 是这些技术缺乏统一的标准,缺少相应的专业管理系统。 所以目前大规模使用存在一定 的困难,估计将来 2 年内基本可以解决组播管理问题。 4.组播 QoS 组播是基于 UDP 协议的,这意味着组播没有丢包重传机制。为了克服这缺点,可 靠组播一直在研究中,但还没到实用阶段。 骨干网络和城域网路由器的更新换代,QoS 的保证能力大大提高,在将来 2-3 年内组播业务的 QoS 保证可以解决。 国外电信运营商 在利用组播开展 IPTV 业务时往往把 IPTV 的网络与普通 PC 上网业务分离,建立专门 的组播通道,以此来保证组播的 QoS。 此方法可扩展性较差,只适用于小规模的试验网 络。 CDN CDN(内容分发网络)是构建在数据网络上的一种分布式的内容分发网。CDN 的基 本工作原理就是广泛采用各种 Cache 服务器,将这些 Cache 服务器分布到用户访问相 对集中的地区或网络中,在用户访问网站时,利用全局负载均衡技术将用户的访问指 向到离用户距离最近的工作正常的 Cache 服务器上,由 Cache 服务器直接响应用户的 请求。如果 Cache 服务器中没有用户要访问的内容,它会根据配置自动到原服务器去抓 取相应的内容并提供给用户。 IPTV 可利用 CDN 为用户提供 VOD 的内容,通过 CDN 把视频内容分发到靠近用 户端的 CDN 节点后,可以在一定程度上保证了端到端的服务质量,减轻 IPTV 业务对
  3. 3. 骨干网络的冲击,提高了用户的响应速度。 为了保证 CDN 的利用率,在 IPTV 中规划 CDN 需要根据用户的“80/20”规律合 理设计。“80/20”规律即 80%的 VOD 用户在收看 20%的节目。基于这个规律,CDN 的 Cache 节点的空间应是中心节目库的空间大小的 20%,这样可以保证 80%的用户可在 Cache 节点直接得到节目,不需从中心节目库下载节目,这样有利于提高用户的响应 速度及减小网络流量。 由于 CDN 的建设规模和应用数量成比例增长,网络的可扩展性比较差,平均用 户的建设成本较大,在国内 cableTV 价格优势下,不具备竞争能力,并且提供的是 VOD 业务,不是真正意义上广播型的 TV 业务,所以 CDN 网络只适用于 VOD 业务, 但是不适合 IPTV 业务的承载技术,只适用于小规模的试验网络和过度方案,大规模 的 IPTV 业务必须依赖于可控组播技术的成熟和应用。

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