1、華為IPTV承載網(wǎng)解決方案在我們開始了解解決五案之前，有必要先了解一下IPTV承載網(wǎng)的網(wǎng)絡架構和關注的重點，下文進行簡單的闡述。IPTV承載網(wǎng)架構概述如上圖所示，IPTV承載網(wǎng)融合在運營商的整個網(wǎng)絡架構中，在接入?yún)R聚層，由于涉及面廣， IPTV承載網(wǎng)和原有城域接入網(wǎng)共用一個平臺，接入平臺一般采用二層透傳模式，并采取合 適的技術對網(wǎng)絡故障提供保護，在核心層，由于IPTV業(yè)務的大流量以及高的QOS要求，I PTV承載網(wǎng)往往和運營商的其他高價值業(yè)務比如NGN/3G等共用一個IP核心網(wǎng)，核心層是 三層路由的MPLS VPN網(wǎng)絡，構建不同業(yè)務的邏輯平面，在業(yè)務控制層，IPTV業(yè)務發(fā)展 初期，普通業(yè)務和I

2、PTV業(yè)務共用一個BRAS設備接入并分流，這樣對整網(wǎng)的改動小，業(yè)務 開展快，業(yè)務大規(guī)模發(fā)展時，設立專門的IPTV BRAS，寬帶上網(wǎng)業(yè)務通過原有BRAS接入， IPTV業(yè)務通過專用的IPTV BRAS接入，這樣既消除了 IPTV業(yè)務和其他業(yè)務之間的相互影 響，也保證了大流量IPTV業(yè)務自身的需要，同時，繼續(xù)利用BRAS強大的控制能力，保證 IPTV業(yè)務的安全接入，IPTV業(yè)務和其他業(yè)務在二層匯聚設備進行分流。IPTV承載網(wǎng)方案關注點概述PC STBPC51 ti-IPTV承載網(wǎng)的基本要求是要根據(jù)IPTV業(yè)務的特性，合理規(guī)劃網(wǎng)絡，并保證業(yè)務實現(xiàn)流程 的高質量完成，上圖是IPTV業(yè)務實現(xiàn)的基本步驟

3、，以此為線索，我們分析一下IPTV承載 網(wǎng)的解決方案。首先對于第一個步驟，要規(guī)劃STB的接入方式和接入安全，這需要BRAS和STB配合解決， 對于BTV業(yè)務的第三步和第四步即加入頻道和節(jié)目播放，涉及組播功能的部署，也是IPT V解決方案的一個重點，包括核心層和接入?yún)R聚層的組播部署，同時要考慮組播權限，也屬 于組播安全的問題，對于VOD業(yè)務，重點要關注第四步和第五步，要做好CS和ES的部 署，以及他們之間流量的傳送。除此之外，要保證IPTV業(yè)務的端到端QOS，涉及STB到 CS、ES、組播源之間的所有網(wǎng)絡，另外，就是要考慮網(wǎng)絡的可靠性，保證網(wǎng)絡在節(jié)點或鏈 路故障時，業(yè)務可以快速倒換，最后，IPT

4、V承載網(wǎng)還有兩個基礎問題需要考慮，一是IPT V業(yè)務的流量大，整網(wǎng)必須保證一定的帶寬，另外就是由于網(wǎng)絡中存在多種業(yè)務，必須對業(yè) 務進行區(qū)分及分流，為后續(xù)業(yè)務調度打下基礎。綜上所述，IPTV承載網(wǎng)就是要在不同的網(wǎng)絡層次做好以下幾個方面的規(guī)劃，包括帶寬、業(yè)務區(qū)分等基礎問題，也包括STB接入規(guī)劃、組播規(guī)劃、QOS規(guī)劃、可靠性規(guī)劃和安全規(guī)劃等問題，華為公司對這些需求進行了充分考慮，后續(xù)對這些規(guī)劃部署進行詳細闡述。IPTV承載網(wǎng)的基礎保證從IPTV承載網(wǎng)概述一文中可以看出，IPTV業(yè)務和其他業(yè)務在城域網(wǎng)共用一個接入平臺， 為了保證IPTV業(yè)務嚴格的QOS要求，首先就要對不同的業(yè)務進行區(qū)分，另外，IPTV

5、視頻 流占用大量的網(wǎng)絡帶寬，帶寬的規(guī)劃也是保證網(wǎng)絡正常運行的一個基礎。IPTV承載網(wǎng)的業(yè)務區(qū)分IPTV承載網(wǎng)和原有城域網(wǎng)共享一個接入平臺，不同的業(yè)務有不同的需求，為了保證后續(xù)業(yè) 務的差異化調度，首先必須對業(yè)務進行區(qū)分，華為公司在接入網(wǎng)主要采用靈活QINQ技術對 業(yè)務進行區(qū)分，對于VOD業(yè)務，采用雙層VLAN標簽，外層代表業(yè)務，內層代表用戶，對 于BTV業(yè)務，采用單層VLAN標簽，即MVLAN的VLAN ID，根據(jù)接入層設備上傳的信 息，可以實現(xiàn)PUPV，PSPV，PUPSPV各種方式，為后續(xù)QOS調度，用戶定位及認證打下 基礎。（詳情請參看靈活QINQ在城域網(wǎng)中的應用）IPTV承載網(wǎng)帶寬保證I

6、PTV視頻業(yè)務目前主要有幾種編碼方式，包括MPEG4、H264和AVS等，其中AVS具有 我國自主知識產(chǎn)權標準，在以后IPTV業(yè)務的發(fā)展中前景看好，不管使用哪種編碼方式，一 個媒體流占用的帶寬大約為2M。在核心網(wǎng)中，對于BTV業(yè)務，一個頻道只有一份組播報文在承載網(wǎng)中傳送，占用的帶寬和 頻道數(shù)成正比，對于VOD業(yè)務，由于是點到點業(yè)務，每個用戶的一個VOD業(yè)務都會有一 份報文在網(wǎng)絡中傳送，為了節(jié)約對核心網(wǎng)的帶寬占用，IPTV方案可以設置CS和ES兩種方 式來存放VOD內容，ES放置在核心網(wǎng)邊緣，CS放置在網(wǎng)絡核心位置，對于經(jīng)常點播的內 容，在ES上存放，如果用戶點播的內容在ES上存在，媒體流直接從

7、ES向下分發(fā)，不占用核心網(wǎng)帶寬，當點播的內容在ES上不存在時，由CS把內容發(fā)送到ES后再轉發(fā)給用戶。從上面的分析可以看出，BTV業(yè)務占用的帶寬是可控的，VOD業(yè)務占用的帶寬是不可控的， 和并發(fā)的VOD用戶有關，但不管采用何種優(yōu)化，IPTV在核心網(wǎng)最終占用的帶寬還是巨大 的。另外，當組播業(yè)務在BRAS上針對每用戶復制，VOD并發(fā)用戶多的情況下，在接入層 也會占用大量帶寬，也要充分考慮帶寬占用情況。鑒于IPTV業(yè)務的大流量，在做QOS調度前，必須對IPTV業(yè)務的帶寬考慮一定的預留，它 是其他QOS調度的前提。IPTV承載網(wǎng)關鍵功能實現(xiàn)為了保證承載網(wǎng)上IPTV業(yè)務的順利實現(xiàn)，必須結合IPTV業(yè)務的特

8、點部署相應的功能和技 術，最終保證用戶對IPTV業(yè)務的良好體驗，具體的功能和技術包括STB接入、組播部署、 可靠性等。STB接入STB接入是IPTV業(yè)務的第一步，目前的接入方式主要包括DHCP和PPPOE兩種，選用不 同的接入方式，對業(yè)務控制設備和接入效果有直接影響，華為公司STB接入支持這兩種方 式，根據(jù)不同的場景，可以選用不同的接入方式。DHCP接入的優(yōu)點是STB實現(xiàn)簡單，組播報文在IPOE上承載，不需要對組播報文作PPP 封裝處理，采用DHCP方式時，DHCP報文可以攜帶OPTION60/82參數(shù)，相關服務器根據(jù) OPTION60/82攜帶的信息，進行業(yè)務區(qū)分，IP地址分配以及認證等工作

9、，但缺點是需要建 立另外一套接入認證和地址分配系統(tǒng)，另外DHCP的安全性也不及PPPoEoPPPoE方案的優(yōu)勢是可以利用運營商成熟的接入認證和地址分配技術，而且安全性非常高， 目前大多數(shù)運營商一般采用PPPoE管理STB，整網(wǎng)只部署一套接入認證和IP地址分配系統(tǒng)。 當組播復制和控制在BRAS上直接針對PPPOE會話進行時，BTV和VOD業(yè)務都采用PPPOE方式封裝，STB只需要支持PPPOE協(xié)議棧即可，但當組播復制和控制在末端設備執(zhí)行 時，VOD業(yè)務仍然需要采用PPPOE方式封裝，而BTV業(yè)務則需要采用IPOE方式封裝， 此時要求STB支持PPPoE+lPoE雙協(xié)議棧，對STB的要求相對較高。

10、IPTV業(yè)務一般只在運營商內部運營，為了保證業(yè)務的安全，不管采用哪種方式，STB可分 配私網(wǎng)IP，上網(wǎng)用戶分可配公網(wǎng)IP。IPTV承載網(wǎng)組播功能部署毫無疑問，對于IPTV的基本業(yè)務BTV，承載網(wǎng)絡組播功能的部署直接影響承載網(wǎng)的性能和 BTV的業(yè)務效果。業(yè)務控制層之上組播協(xié)議的部署在業(yè)務控制層之上，是三層路由網(wǎng)絡，組播協(xié)議采用PIM-SM，PIM-SM是一種典型的組播 路由協(xié)議，它獨立于其他單播協(xié)議，依靠自有機制建立組播分發(fā)樹，組播報文在分發(fā)樹的分 叉點進行復制，保證在共同的路徑上只有一份組播報文發(fā)送，最大限度節(jié)約了帶寬，它適用 于大量分散用戶接入的組播場景。傳統(tǒng)PIM-SM協(xié)議一般運行在一個自

11、治域內，如果全網(wǎng)需要部署組播業(yè)務，就需要引進跨 域的組播路由協(xié)議，華為公司目前采用MBGP和MSDP兩種協(xié)議，MSDP用來傳遞域內或 域間RP上的組播源信息，達到全網(wǎng)共享的效果，MBGP可以傳遞域間組播路由信息，因此， 在多域的組網(wǎng)情況下，可以采用PIM-SM+MBGP+MSDP方式實現(xiàn)組播分發(fā)樹的形成。業(yè)務控制層之下組播功能的部署(1)組播VLAN和組播VLAN+在業(yè)務控制層之下，一般是二層透傳網(wǎng)絡，用戶業(yè)務通過VLAN傳送，如果不同的VLAN內有組播用戶，需要在每個VLAN復制一份組播報文，增加了網(wǎng)絡帶寬。華為公司的組播 VLAN、組播VLAN+很好的解決了這個問題。（2）組播復制點的選擇

12、在網(wǎng)絡的核心層，主要通過PIM生成組播分發(fā)樹來傳送組播報文，組播復制點由協(xié)議決定， 在接入及匯聚層，組播業(yè)務主要在MVLAN內傳送，組播復制點可以根據(jù)網(wǎng)絡的實際情況 進行部署，復制點位置的選擇，直接影響組播帶寬的占用，復制點選擇的越接近用戶，接入 網(wǎng)帶寬占用越少。華為公司提供三個不同位置的組播復制點：業(yè)務控制設備上復制IPTV業(yè)務發(fā)展初期，用戶量相對較少，組播復制點可選擇在BRAS上進行，華為公司提供 的MA5200G/ME60具有強大的組播復制能力，可以基于用戶VLAN和PPPOE會話進行復 制，此時接入?yún)R聚網(wǎng)絡不需要使用MVLAN，用戶的組播流量和普通流量一樣在各自的VL AN或PPPOE

13、會話中承載。組播交換機復制IPTV業(yè)務發(fā)展到一定階段，用戶量增加，但網(wǎng)絡中末端交換機和DSLAM設備可能不支持 組播特性，如果大面積改造，成本過高，此時可以選用支持組播VLAN+特性的交換機進行 組播復制，S6500是一款合適的組播交換機，放在園區(qū)匯聚位置，下掛一定數(shù)量的末端設備， 組播交換機之上通過組播VLAN發(fā)送組播報文，組播交換機之下通過跨VLAN復制組播報 文到組播用戶。在末端設備上復制IPTV大規(guī)模發(fā)展時，由于用戶數(shù)量大，無論是在BRAS上還是在組播交換機上復制，都會 形成性能瓶頸，此時需要在末端交換機或DSLAM上進行復制，末端交換機或DSLAM需要 支持組播特性，包括組播VLAN

14、，IGMP SNOOPING/PROXY等，末端設備之上通過共用的 MVLAN傳送組播報文，末端設備上通過IGMP SNOOPING形成的組播轉發(fā)表復制組播報 文。組播頻道快速切換傳統(tǒng)電視頻道切換速度很快，如果采用通常的組播加入和組播分發(fā)方法，頻道切換速度很慢， 難以滿足用戶體驗，華為公司采用以下兩種方法保證頻道切換速度。（1）IGMP頻道快速切換當在DSLAM/L2上做組播權限控制和組播報文復制時，通過對IGMP協(xié)議的優(yōu)化，采用IG MP快速離開機制，華為的單個設備處理IGMP加入、離開只需要100多毫秒，可以保障用 戶頻道切換時間1秒。（2）靜態(tài)組播加入對于某一個頻道，無論是否有終端加入組

15、播組，BAS、甚至DSLAM/L2可事先加入組播組， 當沒有用戶時，丟棄組播報文。靜態(tài)加入組播組主要是為了加快用戶加入組播組的速度，不 會因為是第一個用戶而等待較長時間，從而解決IPTV業(yè)務流的延遲和切換時間問題，實際 上是以帶寬換時間，加快頻道切換速度，保證用戶的良好體驗。IPTV業(yè)務的QoS保證在IPTV承載網(wǎng)上，QoS調度主要采用Diffserv機制，在接入層根據(jù)802.1p的優(yōu)先級進行調 度，在核心層依靠IP DSCP或MPLS EXP進行調度。另外，華為公司在業(yè)務控制層采用的 MA5200G或ME60設備，支持強大的H-QoS調度，可以在不考慮接入網(wǎng)設備QoS能力的 前提下，保證每用

16、戶、每業(yè)務的QoS需求。IPTV業(yè)務在接入及匯聚層的QoS調度IPTV業(yè)務上行的流量相對較小，調度相對簡單，采用802.1P優(yōu)先級調度方法，業(yè)務在進入 接入網(wǎng)時，外層VLAN標記不同的802.1P優(yōu)先級，沿途設備根據(jù)優(yōu)先級不同進入不同的隊 列。下行流量主要靠BRAS設備進行集中QoS調度。IPTV承載網(wǎng)業(yè)務控制層的QoS保證在業(yè)務控制層，首先要完成上行業(yè)務和下行業(yè)務的QoS影射，即接入層802.1P到核心層I P DSCP或MPLS EXP的QoS映射，保證業(yè)務到達對方區(qū)域時仍能按照最初的優(yōu)先級進行 QoS調度。另外，業(yè)務控制層要完成集中QoS調度，由于接入層設備組網(wǎng)簡單，對QoS的 支持力度

17、不一，需要在業(yè)務控制層對下行數(shù)據(jù)流進行集中QoS調度，華為公司采用H-QoS 機制進行調度，可以根據(jù)端口信息、用戶信息及業(yè)務信息進行集中調度，保證用戶各種業(yè)務 的轉發(fā)優(yōu)先級以及合適帶寬等。IPTV承載網(wǎng)核心網(wǎng)層QoS保證IPTV業(yè)務承載網(wǎng)在核心層主要使用IP DSCP或MPLS EXP進行調度，可以基于組播地址、 CS/ES地址設置進行流分類，并設置不同的優(yōu)先級，然后采用隊列調度機制進行轉發(fā)，例如， 對于特定的組播流，設置高的優(yōu)先級，在隊列調度里優(yōu)先轉發(fā)，對于CS和ES之間的VOD 流量，還可以采用DS-TE技術，保證視頻內容的可靠傳送。IPTV承載網(wǎng)的安全性STB接入的安全性華為公司提供的多

18、業(yè)務控制網(wǎng)關設備(MA5200G&ME60)，支持防火墻功能，BAS接口和 用戶域都可以加入安全域，提供對STB接入的防火墻功能，可以防止多種網(wǎng)絡攻擊，采用 PPPOE接入時，PPPOE本身具有靈活的接入驗證策略，包括用戶名+密碼的驗證、賬號和 用戶物理位置信息的綁定以及各種接入模版的靈活設置等，可以很好的保證網(wǎng)絡的安全性， 采用DHCP接入時，有一些常見的DHCP安全問題需要解決，華為公司針對DHCP接入提 供完善的解決方案：(1)假冒 IP/MAC在末端設備或BRAS設備上插入OPTION82選項，記錄用戶的IP、MAC、端口、VLAN等信息，并最終在BRAS設備上生成DHCP SNOOP

19、ING轉發(fā)表項，用戶報文進入時，需要和 綁定表項進行對比，滿足要求的繼續(xù)轉發(fā)，否則，直接丟棄，可以解決用戶IP/MAC地址假 冒問題。（2）偽 DHCP SERVER 問題在末端設備上啟用DHCP SNOOPING功能，設置信任端口和不信任端口，只從信任端口接 收DHCP RESPONSE報文，非信任端口收到的RESPONSE報文丟棄。（3）DHCP攻擊問題對于用戶不斷變換MAC地址進行IP地址請求，可以在末端設備上進行MAC限制，比如一 個端口一個MAC，對于用戶源MAC不變，大量發(fā)送DHCP請求的問題，可以使能SNOO PING的不信任狀態(tài)，檢查DHCP報文的CHADDR字段，對于和SMA

20、C不一致的直接丟棄。 另外，也可以在BRAS上設置用戶申請次數(shù)，DHCP速率限制，防止DHCP流量攻擊?？煽亟M播（1）組播源控制在BTV業(yè)務的開展過程中，非法組播源可以通過各種方式加入組播域，比如一些反動、黃 色的組播源，如果不加以控制，將會造成不可估量的損失。組播源控制一般采用兩種方法， 一種是采用PIM-SSM+IGMP V3，另一種是在組播域的邊界路由器上默認阻止組播業(yè)務的 接入。PIM-SSM源控制在PIM-SSM機制下，用戶通過IGMP V3加入組播組，加入報文同時攜帶組播源地址和組 播組地址，用戶只能接收組播源的內容，當用戶終端不支持IGMP V3時，可以在PIM-SS M路由器上

21、建立IGMP V1/V2至U IGMP V3的映射，保證SSM模式的實現(xiàn)。在SSM模式 中，不需要RP及RPT到SPT的切換等，另外，只需要面向用戶的PIM路由器支持PIM-S SM，其他路由器支持PIM-SM即可。邊緣路由器源控制為了更安全的控制非法組播源，在組播域邊界路由器默認禁止組播內容的接入，采用靜態(tài)授 權或動態(tài)授權，在邊界路由器上通過ACL實現(xiàn)。（2）用戶組播權限接入控制些枚取控科StTVtTVJTV2 C（T醐休自如ifi；妾法共*標準IGMP Snooping處理流程不提供用戶組播權限控制，只生成組播轉發(fā)表，這樣將會出 現(xiàn)用戶非法接入組播內容、非法共享以及私接分機的現(xiàn)象發(fā)生，導致

22、運營商業(yè)務收入的流失， 因此規(guī)模開展IPTV業(yè)務時，必須對用戶的組播權限進行控制，用戶的組播權限一般包括可 觀看的頻道（組播組），可觀看的最大頻道數(shù)等，組播權限的控制一般和組播復制在一個設 備實現(xiàn)，按照組播復制的三個不同地方一BRAS、組播交換機、末端設備，組播控制也在這 三個地方進行，加入了組播權限控制后，組播轉發(fā)表就不單單依靠IGMP SNOOPING的偵 聽生成，同時要結合用戶的組播權限列表，對加入報文篩選，最終生成受控的組播轉發(fā)表。 如上圖所示，在末端設備上使能了組播權限后，鳳凰衛(wèi)視和體育頻道分別只在端口 1和端口 2復制轉發(fā)。其他相關安全華為的BRAS系列產(chǎn)品一MA5200G和ME6

23、0,可以保證STB終端、網(wǎng)絡設備、IPTV業(yè)務 系統(tǒng)的安全，防止各種攻擊和盜用。主要作用如下:地址分配：對上網(wǎng)和IPTV業(yè)務，根據(jù)策略分配相應的IP地址，可以通過Option60/82 按Domain分配不同的地址進行安全隔離地址綁定：防止STB和PC的IP地址地址相互盜用權限控制：限定STB訪問INTERNET，PC訪問IPTV等防止攻擊：防止網(wǎng)絡黑客攻擊IPTV媒體服務器和用戶的STB防止非法流媒體：防止非法流媒體進入網(wǎng)絡IPTV承載網(wǎng)的可靠性網(wǎng)絡可靠性首先要保證物理網(wǎng)絡的可靠，包括設備冗余、鏈路冗余等。另外，在接入層可以部署高可靠 性環(huán)網(wǎng)技術，如RPR/RRPP；在核心網(wǎng)，要實現(xiàn)IGP快

24、速收斂、FRR等技術，確保在出現(xiàn) 故障時，業(yè)務可以迅速切換。組播相關的可靠性（1）組播源的可靠性 采用ANYCAST技術，多個組播源共享一個IP地址，實現(xiàn)負載均衡和互為主備，用戶只從 離它最近的組播源下載節(jié)目，當一個組播源故障時，切換到另一個組播源下載。（2）RP的可靠性 作為PIM-SM實現(xiàn)的重要設備，RP設備也使用ANYCAST技術保證可靠性。（3）組播路由快速收斂 當鏈路或節(jié)點出現(xiàn)故障時，單播路由快速收斂（可以采用基于增量計算的i-SPF方法，加上毫秒定時器，可以實現(xiàn)路由收斂在1S以內），同時通過縮短IGMP Query消息間隔，在單 播路由收斂后的路徑上盡快建立新的組播路由。華為公司的IPTV承載網(wǎng)解決方案齊全，可以針對各種網(wǎng)絡環(huán)境進行部署，MA5200G/ME6 0業(yè)務網(wǎng)關，具有高業(yè)務安全和QoS保證能力以及強大的組播復制能力，匯聚交換機支持靈 活QinQ，組播交換機提供IPTV快速部署，末端接入交換機和DSLAM的組播控制可實現(xiàn)I PTV業(yè)務大規(guī)