天津广电未来综合业务网发展方向及基础架构

内容介绍 概述 核心及骨干层 汇聚层及边缘混入 接入层及分配网 认证与安全控制 网络优化 概 述 数字电视整转换工作已完成，公司 2009年进入增值业务运营阶段。 可预见的交互业务主要有：互联网业务、互动视频、交互游戏、电子支付、即时通讯类等。 解决大量业务基于 IP网络进行承载，下行视频业务的边缘混入。 根据业务特点综合考虑传输带宽、服务质量、认证控制、网络安全、运维管理等相关问题。 综合考虑近期和中远期业务和技术模型，平滑升级。 VOD工作流程 前端 用户和 机顶盒 1 节目内容目录下载到机顶盒 2 用户选择节目 3 系统应用软件给出出收费方法和条款 4 用户节目订购确认 0 新节目内容到达 7 VOD 系统播出节目 6 机顶盒切换 到指定的 VOD 频道 8 机顶盒控制器暂停，快进，快退 9 VOD结束时 关闭该 VOD协议 5 送 SMS 系统 VOD系统 VOD 系统主要单元 内容管理系统 CMS 计 费系统 Billing BACKOFFICE 边缘 QAM调制 机顶盒 中间件 VOD用户端 媒资管理系统 AMS 加密系统 CA 应用软件 App Srv 视频点播服务器 VS 广播平台 Broadcast Platform 加密 交互通道 内容 注入 内容管理系统 CMS 计 费系统 Billing 边缘 QAM调制 媒资管理系统 AMS 加密系统 CA 视频点播服务器 广播平台 Broadcast Platform 机顶盒 中间件 VOD用户端 加密 BACKOFFICE 应用软件 App Srv 交互通道 节目目录产生 内容管理系统 CMS 计 费系统 Billing BACKOFFICE 边缘 QAM调制 机顶盒 中间件 VOD用户端 媒资管理系统 AMS 加密系统 CA 应用软件 App Srv 视频点播服务器 VS 广播平台 Broadcast Platform 加密 交互通道 订购电影 内容管理系统 CMS 计 费系统 Billing BACKOFFICE 边缘 QAM调制 机顶盒 中间件 VOD用户端 媒资管理系统 AMS 加密系统 CA 应用软件 App Srv 视频点播服务器 VS 广播平台 Broadcast platform 加密 交互通道 节目流的传送 内容管理系统 CMS 计 费系统 Billing BACKOFFICE 边缘 QAM调制 机顶盒 中间件 VOD用户端 媒资管理系统 AMS 加密系统 CA 应用软件 App Srv 视频点播服务器 VS 广播平台 Broadcast Platform 加密 交互通道 流控制 : 播放 , 暂停 , 快进 , 快退 机顶盒 BMS 内容接收 媒体资产 管理系统 AMS 点播协议 连结网关 应用服务器 中间件 VOD 应用 用户端 计 费系统 客户 设备 订购 媒资 服务包 点播协议 连结 应用 服务 提供 内容 流 SRM SSP Video ADI 内容下载站 本地编码 ADI CBI 视频引擎 节目内容目录 网管系统 SNMP ISA系统框架 信源编码：标清 VOD节目主要采用 MPEG-2编码，传输速率约为 4Mbps，兼容现有的双向机顶盒标准。边缘采用 IPQAM 1550nm直调光发与广播类业务混合。 高清 VOD节目采用 H.264时，传输速率约为 6 8Mbps，但需要 IPQAM或 IP接入网承载，目前尚未成熟。 IPQAM调制方式推荐采用 256QAM方式，确保传输带宽和今后广播类业务向 256QAM方式过渡，提高网络传输效率。对分配网工艺需要严格控制。 IPQAM优先采用 D段 606 702MHz的 12个频点（ 120 168并发流），空分复用不能满足需要时，可以向上和向下扩容频点。 核心及骨干层 视频承载网 点播，时移、 Push VoD等。 支持预付费和即时付费，支持预订购和即时订购，带内和带外交互。 二级分中心以上为骨干网。 VOD视频承载网原则上与其他业务网“物理或逻辑分离”。 视频存储服务器在核心机房集中部署。播出服务器在分中心（由一级向二级下移）分布式部署，采用了内容分发（ CDN）机制，存储与播出服务器之间 IP骨干网用于视频分发或更新视频流。一级承载网可采用二层交换组网。 IPQAM部署在分中心逐步向远端机房下移，播出服务器与IPQAM之间二级承载网可采用二层交换组网。 核心及骨干层 视频承载网 一、初期 (2009年） 发展 VOD用户 1万户； VOD并发用户 5000户；业务开通区域：河西、滨海、南开。 一级承载网（存储服务器与二播发服务器间）的带宽按用户点播总播发带宽的 5%考虑。 1.2Gbps。 二级承载网（播发服务器与 IPQAM之间）构建 10Gbps交换环网，最多可支持总的点播并发用户数约 3333户。 市区：并发受限于一级承载网，约为并发用户数 6000户。滨海并发用户承载能力受限于二级承载网，带户能力约为并发用户数 3000-4000户。 核心及骨干层 视频承载网 核心及骨干层 视频承载网 初期 (2009年） 一、中期 一级分中心设二级存储服务器，二级分中心设播发服务器，用户密集地区 IPQAM可下移到远端机房。 一级承载网带宽不变，但由于设置二级存储，并发率约为 1.44%。市区及滨海可各支持 2.08万户并发流。 二级承载网带宽不变，由于播发服务器下移，并发率约为 5%，每个二级承载网支持 并发用户数约 5.3万户。 全部并发用户共约 4万户。 他需要开展的区域可搭建二级承载网开展视频点播业务。 核心及骨干层 视频承载网 核心及骨干层 视频承载网 中期 核心及骨干层 视频承载网 远期（ 10G骨干 ,18万户并发） 目前公司已建成 MSTP传输平台和 B平台， MSTP骨干网市区 2.5Gbps、北环 2.5Gbps、南环 622Mbps，用于电路交换专网业务； B平台骨干网 622Mbps，用于 MPLS VPN专网业务。 需要承载 MPLS VPN业务、互联网业务、 VOD类交互信令、交互游戏、在线支付、电路专线等业务。 交互业务用户对骨干网带宽需求约为 128Kbps/户（主要流量用于互联网业务），需要逐步丰富公司网内资源，减轻对 Internet出口带宽的压力。 今年开始大力发展互联网类、专网等增值业务。 核心及骨干层 数据业务 初期 新建总前端与市区一级分中心的三层 路由环网 ，1Gbps，用于承载各类数据业务，原有 DPT业务逐步过渡到新网。能承载 7000户互联网用户 滨海仍采用 MSTP承载交互数据业务，能承载 7000互联网用户。 河西、南开、滨海二级分中心以上可新建二层 汇聚交换环网 ，不低于 1Gbps。 MPLS VPN类业务应与其他数据业务逻辑隔离。二层交换环网应能双归到不同的一级分中心路由设备。 核心及骨干层 数据业务 DPT internet GE 12016 2个 GE环网共享一台交换机；分别承载个人宽带、 MPLS/VPN用户 DPT 12008 7600 7600 7507 7507 7507 15454 15454 互动系统 插播 &数字 电视信号 总前端 一级分中心 远端机房 用户侧 二级分中心 游戏平台 外交互 &互联网游戏 EOC/LAN/ MPLS-VPN MPLS-VPN用户 2*GE 10GE BRAS MSTP 15454 EOC/LAN / MPLS-VPN 塘沽 南开 &河西 核心及骨干层 数据业务 汇聚层及边缘混入 提供接入设备到骨干设备之间汇聚链路，远期是远端机房至分中心。 边缘混入采用 1550nm直调光发 承载 IPQAM视频信号，通过波分技术在适当的节点位置（远端机房）与广播网 1550nm光信号合波传输至光站，继续由光站统一解成广播式数字电视和 VOD视频电信号。 C-COR： 1558.98nm， Harmonic： 1558.99和 1559.00nm。直调波长采用向下与其至少间隔 8-10nm波长，合波处合波处IPQAM信号光功率比数字电视信号光功率大约低 4-5dB，直调光发调制度应高于广播信号（ DVB信号目前 3，今后 4）。 汇聚层及边缘混入 IPQAM具备支持 24路 RF信号输出，上联接口 GE，当采用256QAM时，每 GE支持 18频点， 64QAM时，每 GE支持 24频点。 二级分中心以上可新建二层 汇聚交换环网 。 由于普通数据接入设备 EPON先期部署在分中心，因此接入业务可直接汇聚到一级分中心（接 BRAS和骨干设备）。 对于有特殊安全要求的用户，需要在远端机房采用光端机提供点对点链路接入，因此，远端机房仍需要设置 1台数据交换机提供汇聚功能。 远端机房设置光开光、光放、合波器实现边缘点播信号混入，通过光分路器连接光站。 远端机房设置光分路器提供 EPON普通数据业务接入。 I P Q A M 调 制 器光分路器光分路器光合波器1 5 5 0 直 调 光 发D V B 信 号直 调 E D F A接 入 E D F A分 中 心远 端 机 房汇聚层及边缘混入 初期每台直调光发通过 1： 4光分路器最多带 4个远端机房 。提供 120 168路并发。最长传输链路不超过 15Km。 中远期直调光发随 IPQAM下移到远端机房。 典型边缘混合模式 汇聚层和边缘混入 在 12套插播 QAM信号的情况下会对用户接收的广播数字电视信号 MER指标带来约 1dB的劣化。针对无缘网改后的分配网，光站输出，广播 MER 35dB，插播 MER 35dB。 接入层和分配网 对于无特殊安全要求的数据接入业务，采用 EPON组网形式。 对于有特殊安全要求的用户，仍由远端机房采用光端机提供点对点链路接入。 最末端接入部分可以采用 EOC、 LAN、 Cable Modem以及无线等接入形式。 在 12套插播 QAM信号的情况下会对用户接收的广播数字电视信号 MER指标带来约 1dB的劣化。针对无缘网改后的分配网，光站输出，广播 MER 35dB，插播 MER 35dB。 EPON：基于以太网的无源光网络， 802.3ah 点对多点的光纤传输和接入技术， MPCP 下行采用广播方式、上行采用时分多址方式 动态带宽分配 (DBA) 组网拓扑：可以灵活地组成树型、星型、总线型等。 节省光缆资源 (单纤 )、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网、运维成本低 随着 EPON标准化工作的不断完善，已经进入设备成熟期，电信运营商广泛进行部署。 接入层和分配网 EPON 下行采用 1480 1500nm，上行采用 1260 1360nm。可与广播光信号，采用 1540 1560nm的广播电视信号合波。 支持最大链路损耗 23.5dB，传输 20Km。每个 OLT最大支持64个 ONU。 1000BASE PX20 物理层带宽 1.25Gbps,逻辑层带宽 1Gbps。 EPON可以承载以太网 /IP业务，多媒体业务、 TDM仿真业务。 EPON OLT先期部署在分中心，通过不同的上联端口（ OLT）对个人交互业务和没有特殊安全要求的专线用户、 VPN用户进行物理端口隔离。 两级光分路器配置 接入层和分配网 EPON EPON下行业务 接入层和分配网 EPON EPON上行业务 接入层和分配网 EPON 上下行帧格式 上行 下行 接入层和分配网 EPON 接入层和分配网 EPON 1、 HPNA3.0 ITU T G.9954标准，目前正在制订 3.1版本 高速率（ 3.1版本 320Mbps），高调制效率（最高10bit/Sym），高带宽利用率（ 16MHz有效带宽达到128Mbps物理层速率），能达到的吞吐量也高（ 80Mbps） 单通道半双工、 TDMA多址技术， FDQAM调制技术 只能应用于无源同轴网 使用低频段（ 4 28MHz），动态范围约 60dB。传输损耗小，但干扰大（ 3.1版本提高到 30 62MHz） 理论覆盖半径 500米。 接入层和分配网 EOC 2、 WLAN IEEE802.11标准 协议标准成熟，具有除 LAN以外最广泛的应用，越来越多的终端产品内置了 WLAN模块。 芯片价格低，设备成本低 动态范围大 (80dB) OFDM调制技术抗多径 13个 20MHz信道（ 3个不重叠），单通道半双工 最新技术达到 600Mbps物理层速率（ 40MHz频道） 直接使用由于频率太高（ 2.4G）、损耗大、需更换分配系统无源器件，限制了应用范围。目前采用降频技术到900Hz左右。降频技术无标准规范。 接入层和分配网 EOC 3、 PLC HomePlug电力线联盟标准， IEEE标准正在制订中 HomePlug AV标准达到 200M物理层速率，实际吞吐量可以达到 80Mbps。 单信道，半双工。采用 OFDM技术 使用低频段 2 30MHz，可以覆盖 1公里，动态范围约 80dB以上 45M芯片达到 20M吞吐量， 200M芯片已经出来 2个芯片厂家 接入层和分配网 EOC 4、 MOCA 多媒体同轴联盟 (MoCA)标准 采用 OFDM技术，单通道，半双工，动态范围 70dB左右 占用带宽 50MHz，因此速率高，可达到 270Mbps物理层速率和 100Mbps吞吐量 使用频带： 800MHz 1500MHz 芯片厂家只有一个 接入层和分配网 EOC 公司自 2007年开始，参与总局的 EOC摸底测试，并在滨海、河西对 WiFi降频类设备、 MOCA、 HomePlug设备进行了小区实验，运行基本稳定 优势： EOC类产品带宽高，价格相对较低 风险： EOC类接入设备无统一的国家标准，无法互联互通，网管功能弱，无配套测量设备，没有形成产业链。 公司已经决定部署 EOC产品，相关目前正在制定设备技术规范，网络建设工艺标准，验收标准，运维管理规范等相关标准并测算投资。 EOC类产品适用于无源分配网部署，下一步还需投资对河西、南开、滨海无源网改的网络（链损 65dB以内）进行优化调整，适合 EOC部署。 接入层和分配网 EOC 接入层和分配网 其他 自 2007年 5月颁布实施 天津市住宅设计标准 （ DB29-22-2007）以来，其后进行的新建住宅设计为有线电视系统预留两根竖管，可以进行以太网直接入户的部署。 目前可能采取光纤入楼道（一楼设备箱），有线电视系统采用低输出低功率光站覆盖 20 30户。 EPON Lan直接进行数据接入。避免大量电缆进出楼道，减少维护量。需要 EPON设备招标后确定投资和技术标准。 无源网改小区的光站设备标准正在进行修订，包括结构和增益、输出电平等 接入层和分配网 EOC 认证与安全控制 最初承载 IP数据的以太网是作为局域网的技术标准，随着数据业务的迅猛发展，已经越来越普及。但以太网作为运营商的构建可运营、可管理的网络来说，还有很多不足。因此各种新的补充协议也不断制定出来。认证计费与安全控制相关内容在网络建设时候也必须同步部署。 采用 BRAS（宽带接入服务器）统一进行网络接入认证管理。 BRAS不仅要提供用户的网络接入认证和计费功能，而且还要担当业务网关的功能，与业务管理平台配合实现对用户的个性化管理和服务 (如：分配带宽、限制端口、访问控制等 )，实现针对不同业务的管理策略。 认证与安全控制 通过 BRAS保证宽带网络运营的安全和有序，避免帐号盗用等问题，最根本的一点就是必须能够唯一、准确地识别、认证用户身份，对用户上网业务可分别进行时长和流量信息的统计、控制，为各种计费方式提供必要的用户上网信息。同时，为双向功能的机顶盒提供简单、高效、安全的访问控制。 目前，电信运营商常用的认证控制协议有 PPPoE、 DHCP、DHCP+、 Web Portal 。 BRAS初期分布部署在一级分中心。今后随业务发展逐步下移到二级分中心。 RADIUS AAA Server部署在总前端 认证与安全控制 PPPoE 被广泛使用在互联网业务，与 RADIUS配合实现认证、授权和计费。 优点： 标准统一、技术及运营模式成熟、安全性较高；可实现包月、按时长、流量计费。 缺点： 每个 PPPoE终端上网时都需要与 BRAS保持连接会话，非常占用 BRAS资源，对业务网关处理压力大；可携带的参数较少。 DHCP 正逐步推广，用于互联网业务或者 IPTV。 优点： 可携带的参数较多。 缺点： 标准正在批复、技术有待进一步成熟；需要终端设备、网络设备对特定 DHCP Option 的支持。 认证与安全控制 初期 PC用户及具备双向功能的机顶盒用户量相对较少，同时根据现已提出的交互业务的业务特点，双向功能的机顶盒可只在使用交互业务时建立网络连接，因此网络并发连接数量会较少。推荐 PC、机顶盒均采用 PPPoE认证方式。 机顶盒在网络认证时通过指定特定的域来实现与 PC不同的地址分配和访问控制的策略。少量区域 STB可试验采用DHCP认证方式，为中远期机顶盒向 DHCP+认证方式过渡做准备。 市场部门拟定互联网业务初期计费方式为包月制，因此互联网业务控制系统相对较简单，投入较少。 认证与安全控制 认证与安全控制 QinQ 为减小广播域、控制广播风暴、保证服务质量，需要进行VLAN划分。 QinQ的内层 VLAN（ CVLAN，即用户 VLAN）标签在 ONU每个下联网口处封装。 QinQ外层 VLAN（ SVLAN，即业务 VLAN）标签在分中心 EPON每个 OLT口处封装。 QinQ信息在一级分中心终结。每层 VLAN有 4096个信息，因此，每个以及分中心下可提供 4096 4096个 VLAN。 除了对用户信息（用户名、密码）认证以外，还可以对用户接入位置（用户终端信息、接入设备信息）进行认证。 电信运营商普遍采用的技术方式