馆～官能奇谭～下载:IPTV LAN接入网解决方案设计

　[摘要] IPTV即交互式网络电视,是一门全新的多种交互式技术,本文围绕业务分离、接入认证、组播复制、QOS、安全保证等几个方面展开IPTV LAN接入网的技术解决方案的设计。 
　　 
　　[关键词] IPTVLANPPPOE DHCP 
　　 
　　IPTV即交互式网络电视,是一种利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体,向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。IPTV是利用计算机或机顶盒+电视完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪等功能。它采用高效的视频压缩技术,使视频流传输带宽在800Kb/s时可以有接近DVD的收视效果(通常DVD的视频流传输带宽需要3Mb/s),对今后开展视频类业务如因特网上视频直播、远距离真视频点播、节目源制作等来讲,有很强的优势。就目前来看,IPTV的接入承载网有DSL接入、LAN接入、FTTx等多种模式,本文则围绕IPTV LAN接入网的技术解决方案展开论述。 
　　 
　　一、基础内容 
　　 
　　首先,我们了解一下,IPTV的业务模式,见图1。由于IPTV的业务特性,将采用单播方式来处理对VOD、接入认证等,而采用组播方式来处理BTV、nVOD此类的业务。IPTV接入网的难点在于BTV业务组播流的处理,结合IPTV在国内尚处于初期发展阶段,现网中设备大都无法直接支持IPTV业务的现状,提出了集中组播复制和边缘组播复制两种解决方案。在IPTV发展初期,用户量较少时,采用集中复制。而在业务规模开展时,采用边缘复制。这样将组播复制的压力分散在楼道交换机上,可以满足大量IPTV用户接入的要求。 
　　 
　　二、业务分离 
　　 
　　网络用户业务主要可以分为HIS(上网业务)、IPTV业务和VOIP业务等三个方向,由于每种业务对于网络的都有各自具体的要求,为了便于QOS和安全策略的部署,因此我们必须将业务进行分类,区别对待。而其中最简单的办法就是通过不同VLAN来标记不同的业务。 
　　伴随着业务的分离,我们也就必须对用户进行精细化区分与管理,然而,通常我们对于IPTV的业务采用的是较为粗犷的管理模式,因此笔者建议对于上网业务,采用PUPV(每用户一VLAN),而对于IPTV/VOIP业务,则采用PSPV(每业务一VLAN),即同一局域网内的IPTV用户采用同一VLAN,不同局域网的IPTV/VOIP用户采用不同的业务VLAN。在局域网的总段,则通过灵活QINQ对上网业务的VLAN打外层标签,对于IPTV业务的VLAN不打外层标签。而不同业务的VLAN具体划分是通过家庭网关来实现的。 
　　 
　　三、接入认证 
　　 
　　目前,宽带网中使用的最主要认证技术包括两类,即PPPoE和DHCP(或者DHCP+Web)技术。[3]要采用PPPoE进行认证的方式,主要需解决组播数据的下发,因此,一方面要求BRAS设备支持IPTV业务的PPPoE认证,其相关的单播数据通过PPPoE的通道下发,另一方面组播数据通过IPOE的通道进行下发。而DHCP认证方式,其主要问题是保证DHCP接入的安全性和真实性,这就需要引入OPTION82选项,通过OPTION82来识别用户位置。对于存在多个终端同时使用DHCP的场合,为了区分这些终端,还需引入OPTION60选项。 
　　PPPOE认证技术比较成熟,安全性高,不需要进行接入网设备的改造,但是需要BRAS的支持,而DHCP认证方式安全性较差,为保证接入的安全性需要进行接入网的改造,如要求接入网设备支持OPTION82,为防止DHCP Server欺骗需要进行二层的用户隔离,而目前LAN接入网大部分还无法提供。
四、组播复制 
　　 
　　根据组播复制/控制点的不同,在本方案中接入网的组播大致可以分为以下三种形式。 
　　 
　　 
　　1.基于BRAS的组播复制方式。用户STB通过使用PPPOE或者IPOE方式接入,与BRAS之间建立PPPOE或者IPOE通道,BRAS终结STB的IGMP报文,由BRAS负责实现用户STB的组播复制,将组播报文复制在STB相应的PPPOE或者IPOE通道内,如图2所示。该形式不适合大规模IPTV的组网。一般在IPTV业务开展初期使用。 
　　2.基于汇聚交换机的组播复制方式。用户STB可以采用多种接入方式,PPPOE或者IPOE,但采用PPPOE接入时,STB必须支持双栈,能发送基于IPOE封装的IGMP报文,汇聚交换机终结STB的IGMP报文,负责将组播M-VLAN的IPTV直播业务跨VLAN复制给用户,如图3所示,该方式适合IPTV业务开展的过渡阶段。 
　　 
　　 
　　3.基于二层交换机的组播复制模式。用户STB可采用多种接入方式,PPPOE或者IPOE,但采用PPPOE接入时,STB必须支持双栈,能发送基于IPOE封装的IGMP报文,二层交换机终结STB的IGMP报文,负责将组播M-VLAN的IPTV直播业务按接入端口复制给用户,如图4所示,二层交换机作为组播复制/控制点,是最佳选择。 
　　 
　　五、QOS 
　　 
　　由于IPTV业务中视频码流的实时性、连续性,需要承载网络提供QoS保证。本方案中通过家庭网关设备在业务终端接入时就分配vlan和优先级标志,在网络中采用的是diffserv模型,针对不同的业务定义不同的COS值,L2交换机上采用SP队列调度,保证端口拥塞时高优先级业务优先传输。 
　　 
　　六、安全 
　　 
　　IPTV承载网的安全性包括业务本身的安全和承载网自身的安全两个方面。对于防止非授权用户的访问,可以通过在组播复制点上配置IGMP权限控制,从而防止非法用户。对于承载网自身的安全,主要通过VLAN隔离或端口隔离来实现用户隔离。 
　　 
　　参考文献: 
　　[1]谢质文,杨滔. IPTV:产品、运营与案例[M].北京:电子工业出版社,2008,(9). 
　　[2]赵瑞玉,胡煜东. IPTV业务特点及其经典技术[J].山西电子技术. 
　　[3]张利青,王美智. IPTV承载网接入认证方案对比[J].现代通信. 
　　[4]IPTV承载网,具体解决方案探讨[EB/OL].http://info.tele.hc360.com/2007/03/19150085165.shtml.