IPTV网络系统中承载技术浅析 - [2]

Video.com.cn(视频网) 2008-04-16 13:31 来源: 现代通信

  在IP-DSLAM中,设备内部的数据包交换与数据汇聚都采用以太网格式和纯IP内核,拥有成熟的IP组播特性。使用IP-DSLAM技术的IPTV系统接入网结构如图1所示。

  目前典型的宽带接入方式主要有ADSL和LAN两种。ADSL用户通过Modem接入局端的IP-DSLAM设备,然后通过接入交换机、汇聚交换机接到宽带接入服务器(BRAS);LAN用户则通过楼道交换机、接入交换机和汇聚交换机接到BRAS。接入交换机和汇聚交换机支持VLAN嵌套功能QinQ(IEEE802.1Q-in-QVLANTag),把用户的单播业务封装到支持SVLAN(Stackable VLAN)的交换机承载,而对组播业务只作透传。SVLAN等同于QinQ功能,经过二层以太汇聚到BRAS终结。支持QinQ技术的BRAS最终实现为各个用户提供一个内层VLAN接入标签。

  DHCP认证

  宽带接入层采用动态主机配置协议(DHCP)认证方式,机顶盒作为DHCP客户端,BRAS作为DHCP服务器端。客户端(用户)只能通过DHCP获得IP地址后才能进行访问。另外,为了避免IP地址进行其他业务的Internet访问,必须限定IPTV业务IP地址的访问范围,使其只能用于完成IPTV业务的访问流程,超越范围一概不能访问。这样可以有效地将Internet业务与IPTV业务区分开,保证了接入层的QoS实现。

  可控组播

  为了避免对现有网络产生严重的不良影响,保证预期的组播业务质量,必须对组播业务进行有效的管理和监控。在IPTV系统中,规定用户必须先通过认证才能收看相应的组播内容来实现组播控制。

  一般来说,组播控制应在用户接入设备上实施,接入设备必须支持“IGMPv2LeaveMessageSnooping”或接入层组播路径Fast Leaving。用户接入设备根据经IPTV承载专网静态配置而成的组播控制表项进行组播数据转发,组播业务控制节点在执行IGMP Snooping协议过程中,根据各个端口的组播权限,生成相应的组播转发表,从而达到组播控制的目的。同时,交换机也应当具有支持IGMP过滤的功能,并且可以配置丰富的ACL来控制IGMP Snooping是否生成相应的组播转发表。

  另外,为了保证组播的安全,必须在用户接入设备上对每个用户端口进行以下各项限制:IGMPreport数量;同时加入组数量;组播流发送。

  (2)承载专网

  IPTV承载专网,即IPTV城域骨干网,负责IPTV网络的传输,同时担当数据交换平台和承载层广域节点,从而简化网络结构,可与互联网业务隔离。

  组网技术

  IPTV承载专网可以采用“星形+环形”的组网结构。这种结构将单播和组播分开传送,星形结构用于承载单播流量,而环形结构则用于承载组播流量。环形网络是一种高效的组播传送方式,它在进行组播复制时,环上始终只有一份拷贝,每个节点也只需要一份报文,大大节省了带宽和设备开销。这种结构更符合IPTV业务流量模型,安全可靠性高。

  为了使组播报文通过环网转发,应该配置组播静态路由,在环网接口建立组播树。

  MPLS技术

  多协议标签交换(MPLS)是实现IPTV系统承载的主要技术之一。其主要思想是将二层交换和三层路由有机结合,将二层的快速转发引入第三层,进而提高了路由器的转发功能。

  MPLS的关键技术有两个方面:控制和转发的分离;标签转发算法。由于控制和转发组件完全分离,只要保持控制组件维护转发表的接口不变,它们可以用不同的机制实现。标签转发算法需要在网络的入口边界处进行流分类,给报文分配一个标签,在网络的中间节点处,获得一个精确匹配的转发项,最后发送给下一跳节点。

  MPLS技术从优化网络的整体性能角度提供了对实现QoS的支持,它包括面向连接的IP网络服务质量QoS支持和流量工程两个方面。它对资源进行了合理配置,有效控制了路由过程,在网络运行过程中使LSP能自动绕开网络故障、网络拥塞与瓶颈,使网络资源得到最优的利用,从而缓解资源使用问题造成的时延,有利于保证实时业务对时延和抖动的QoS要求。目前,实现MPLS流量工程的控制协议有基于约束路由的标签分发协议CR-LDP和RSVP扩展。

  4. 结束语

  IPTV系统承载网运行效果直接影响着IPTV的收看质量,关系到IPTV的发展前途。因此,如何搞好IPTV系统承载网的建设,意义深远。本文基于现有宽带网实际,提出了一些有关IPTV系统承载网实现的技术,实现了对IPTV系统QoS的支持。在实际使用中,应尽量注意它们的融合性和兼容性。随着IPTV用户需求的不断增长,IPTV系统承载网还有许多技术问题需要进一步的分析和探讨。

 

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