IPTV承载网建设是一项复杂的系统工程,涵盖网络业务能力的规划、网络流量模型的建立、网络拓扑的设计、网络设备的选型、端到端QoS机制的设计与实施等多个方面。承载网不做与时俱进的调整,再好的IPTV系统也只能是空中楼阁。
IPTV业务对承载网提出了新的要求:
IPTV采用流媒体方式实现即时视频、音频等业务,因而对IP承载网的端到端时延、抖动、误码率有较高的要求。
视频直播:采用单向流媒体传送,同步、实时性要求比较高,对数据包时延的敏感度高;
视频点播:非交互式的流媒体应用,对同步、实时性的要求不是很高,可以通过设置缓存来降低对时延的敏感度;
视频电话/会议:交互式流媒体应用,对同步、实时性要求很高,与普通电话要求相当。
流式媒体流一般来说具有较大的平均包长度,并且包长度变化范围较大,是一种可变速率的数据流,随着视频画面的变化,媒体流会呈现较大的突发;另外,视频流是持续的,持续时间比较长(一般以10分钟计),正常情况下不允许中断,一旦中断,必须尽快恢复。
针对IPTV业务端到端服务质量的要求,承载网需要在用户PC、STB和CS(中央服务器)、ES(边缘服务器)之间提供完善的QoS 保证。根据国内外的研究成果,扣除服务器、终端编解码、缓存等时间,IPTV业务对承载网的QoS要求大致如下:
IPTV业务的QoS要求
业务 时延 抖动 丢包率
视频直播(BTV) 1s 1s 1/1000
视频点播(VOD) 1s 1s 1/1000
可视电话/视频会议90ms 20ms 1/1000
为了保证用户连续、不中断的收看视频节目,需要保证网络传送的可靠性,在故障的情况下,应在<1s的时间内进行恢复,对可视电话来说,故障恢复时间应<50ms。在BTV业务中,为了获得与传统电视一样的用户体验,在节目切换时,获得新的节目的时间应<2s。
但是现有宽带网络基本上是为WWW、E-mail、FTP等传统Internet业务设计的,虽然也能够提供基于Web的视频(如在线电视、视频通信)等内容,但距离真正商业规模运营仍存在较大差距,表现在如下方面:
网络架构不合理、带宽不足:现有宽带网络多采用集中式外挂BAS,单个BAS集中处理数千至数万用户的业务流,吞吐量有限,同时接入层DSLAM/LAN Switch均采用多级汇聚,带宽收敛比很大,每用户实际平均带宽仅100K左右,与IPTV所需的兆(Mbps)级带宽差距遥远。
无法支持全程全网组播:由于历史的原因,现有城域网L2/L3、路由器组播能力参差不齐,无法全程全网支持组播。虽然通过单播方式也可提供直播电视服务,但视频服务器、网络设备不堪重负,网络扩容赶不上用户的发展,迅速导致网络拥塞,服务质量下降。
缺乏QoS保证:早期的城域网设备在DiffServ/802.1P等QoS保障机制方面的能力参差不齐,无法保障端到端的QoS;导致视频断断续续,时好时坏,用户无法尽情享受节目内容;更有甚者,闻其声不见其人,倒退到贝尔时代。
缺乏运营能力:网上大量城域网设备支持可控组播能力差,缺乏对业务、用户控制能力,非法用户轻而易举盗用业务,甚至恶意插播非法内容。
综上所述,现有城域网网络结构如果不进行改造将无法支撑大规模运营要求,只能进行测试或者很小规模的试商用。
IPTV业务承载网建设策略
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