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    广电城域网解决方案之直播业务设计

    文/赵东

    广电城域网直播介绍

    视频与宽带的结合是当今互联网领域的一大亮点,基于IP技术的交互式数字电视作为最为典型的宽带视频应用,其市场前景、增值潜力被全球电信以及广播电视运营商广泛看好。交互式数字电视业务的成功将加速电信网络、IP网络及广播电视网络的融合,因此交互式数字电视业务既被视为宽带领域的“杀手锏”,同时对于广电运营商而言也是突破传统业务模式的机会,在稳定现有业务的同时,可以拓展新的应用,希望盈利能由点转到面,典型的新增业务如视频点播(VOD)、游戏(GAME)、电视短信(TVSMS)、信息类应用、数字录像机(DVR)等。新业务将带来新的用户群体,因此交互式数字电视也被视为广电运营商的“二次创业”。

    直播节目的稳定可靠运行是广电运营商的生命线,具有一定的政治任务色彩,必须保障。对直播系统的全面了解和掌握对广电运营商尤为重要。直播电视服务是指类似有线电视所提供的传统电视服务,是由内容提供商与当地广电运营商传送的实时视频源输入,使用户能接收中央、各省市、本地区和允许的境外直播电视服务。交互式数字电视系统可以为用户提供高质量的电视直播业务,其直播电视子系统负责从各种输入源获取直播电视服务、处理服务内容并将直播电视服务播送到客户端。

    广电城域网直播流量模型介绍

    直播业务是广电网络中一种基础的运营业务,该业务特点与宽带业务相比差别较大。如下表格:

    IP直播网

    传统IP宽带数据网

    分析

    流量构成

    组播流量

    视频编码流量易突发

    单播流量

    宽带流量易突发

    IP直播网对组播性能要求很高,有别于传统IP宽带数据网

    数据传送要求

    要求极低的丢包率、低抖动保证视频业务高品质

    容忍一定程度的丢包、抖动

    IP直播网要求为所有业务数据提供有保证的带宽资源和转发速度,应对突发流量不允许丢包

    数据流特征

    “数据流”粒度很大,总数较少;数据流转发路径简单固定

    “数据流”粒度较小,总数较多;数据流转发路径多样易变

    IP直播网在多链路负载均衡时效果不如传统IP数据网,二三层规划较简单

    网络可靠性

    广电最核心的业务系统,业务中断时间控制在200ms内

    宽带数据业务可以容忍秒级的业务中断

    IP直播网必须保障从源端、网络节点、网络链路、接收端的全程1:1热备;网络节点设备也许具备更高可靠性

    由以上特点我们可以看出,广电直播业务对设备的功能性要求不高,但对设备的可靠性和组播性能、带宽要求很高。并且广电直播网的整体架构思路就是简单,可靠,支持组播。

    直播业务网络分为两部分:IP直播推流网和HFC网络。

    直播业务网络比较特殊,由于直播电视节目需要做到传统有线网络迁移到IP网络客户零察觉并且尽量节省成本,使用原有设备利旧的思路,直播流量在接收端需要借助原始的HFC网络最终将直播视频节目发给用户。

    由于IP网络与同轴网网络在编码等物理层面的特性不同,因此在IP网络与同轴网络的边界需要有一种设备能够实现IP数据转同轴数据的功能。目前常用的能够完成这个功能的设备有IPQAM,思科DCM等。

    同轴网络具有与生俱来的数据广播特性,因此一旦IPQAM接收到IP组播流并进行流量转换发往同轴网络,该流量便以广播的形式发往用户侧。由于同轴网在网络架构和技术上相对简单、稳定,因此广电直播网的重点在于IP网络设计。

    广电城域网直播业务设计

    直播网设计重点在于组播网设计,同轴网设计原有有线电视网络及双向改造等内容,本文不做研究。

    目前,常见的组播网络架构有两种:

    第一种,核心与地市口字型连接,每个节点两台设备,保证冗余与可靠性。核心与地市之间三层互联,整网运行OSPF协议,并且仅规划一个区域AREA 0,学习互联地址及业务网段。核心除与地市互联外,还与推流服务器互联。整网运行PIM-SM,两台核心设备分别做主备RP,地市设备运行IGMP并且下联地市IPQAM,IPQAM做为组播接收端向上发起组播加入请求,组播流量通过IPQAM调制解调将流量向同轴网络广播到实际用户侧。

    组网拓扑如下:

    第二种,环形组网,核心与地市设备间环形连接,相比较第一种组网,该组网更加节省光纤资源,但缺点也显而易见,那就是由于环形组网架构,容易引起单点故障导致网络瘫痪。

    核心与地市环形连接,运行RRPP协议。环上核心设备与相邻地市互联,并且与推流服务器互联。整网运行OSPF,全部规划在AREA 0。全网运行PIM-SM,核心设备做为RP,地市设备运行IGMP并且下联地市IPQAM,IPQAM做为组播接收端向上发起组播加入请求,组播流量通过IPQAM调制解调将流量向同轴网络广播到实际用户侧。

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