DSLAM上开展IPTV业务-北京通信技术交流.ppt

dslam上开展iptv业务技术交流,烽火通信科技股份有限公司 2005年1月,议程,an2200 dslam概况 iptv组网与协议分析 开展iptv业务对dslam的要求 an2200对iptv业务的支持能力 补充：an2200对抓线功能的支持,全系列产品，差异化服务,an2200-01,an2200-03,an2100-03,an3300,大容量综合接入dslam，提供单框512线的接入容量，单系统超过15000用户。提供完备的运营管理能力，集dsl技术之大成。,大容量纯ip内核综合接入设备，兼容宽窄带业务同时接入，提供单框512线的接入容量，单系统超过15000用户。提供完备的运营管理能力，集dsl技术之大成。,小端口，纯ip内核dslam,中等容量综合接入dslam，与an2200系列共享全部优秀特性,业界领先的系统设计,业务子框,分离器子框,现有普遍做法,freelink的领先设计,an2200,外部设计,内部设计,独特的中置背板设计，不需要专门的分离器子框，节约机房空间50！,先进的双星型总线设计，实现真正的模块化设计，可靠性更高，服务质量保障更好！,大多数厂家采用共享总线设计，模块间相互影响，可靠性低，服务质量缺乏保障！,几乎所有的厂家均采用传统的后置背板技术，需要配置专门的分离器子框，浪费了宝贵的机房空间。,面向运营的综合接入平台,an2200-01,an2200-03,an2100-03,an2200-01,an2200-01,本地级联,atm 155/fe/ima,atm 155/fe/ima,atm 155/fe/ima,atm 155/fe/ima,fe,adsl,vdsl,an2200-01,adsl2+,shdsl,fe,远程级联,灵活的组网方式（本地级联和远程级联），更加有效利用资源，单系统容量超过15000用户，更加便于管理,atm,内置bas，提供精细业务控制能力,ip,支持多种接入业务，实现综合接入平台,双模式上联，不同用户的数据采取不同的处理方式，充分保障商业用户的服务质量,an2200-01,an2200-01,an2200-01,内嵌智能化运维系统带来宽带维护的革命,e-fim-anm2000,内置自动线路测试功能，线路情况一目了然,内置用户终端管理功能，modem工作和配置情况的故障排除更加简便,freelink系列产品内嵌的智能化运维系统帮助运营上提高运维效率，提升客户满意度。,an2200对adsl2+的支持情况,an2200可以直接支持adsl2+插板。 an2200上的adsl2+实现的增强特性有： 高带宽特性在1km距离时可以达到26mbps高带宽，同步距离2km时，速率达到19mbps。 长距离特性同步距离4km时，速率达到3.7mbps；最大同步距离超过6.5km。 selt测试特性支持selt单端线路测试功能，可以实现对线路长度、线路最高同步速率、线路噪声的测试功能。 兼容性 在网通集团公司2004年10月的dslam测试、中国电信刚刚结束的adsl2+测试中，an2200的adsl2+指标在参测厂家中表现优异。,anm2000网管系统,友好的图形界面 强大的网管能力 二级网管可管理的网元数量：256 一级网管可管理的二级网管数量：32 配置管理： 性能管理： 故障管理： 支持网管软件的远程升级 灵活多样的管理形式 支持多种网管形式：带内、带外网管 支持多种网管协议：snmp v1、snmp v2、 telnet、web、 本地串口 分区分域管理 实现系列接入产品、数据产品的统一网管,an2200在北京通信的部署情况,北京通信目前使用的dslam型号为an2200-01，目前主要在北京通信二区、八区局使用，总建设量达到25万线。 使用的板卡类型如下：,an2200在北京通信的部署情况（续）,北京通信目前的组网方式为： ad16设备使用本地级联功能，coreb、caa、cab配合完成交换工作，两框共32块ad16卡，512路adsl用户，通过wane2卡的一个fe口上联。 ad32设备则采用单框工作模式，不使用本地级联，16块ad32卡可提供512路adsl用户，通过wane2卡的一个fe口上联。,议程,an2200 dslam概况 iptv组网与协议分析 开展iptv业务对dslam的要求 an2200对iptv业务的支持能力 补充：an2200对抓线功能的支持,iptv的引入扩大了宽带网络的盈利空间,据预测，到2007底，全球iptv组播业务用户将从目前的73.4万，增长到1350万。如果说现阶段iptv组播业务只是作为一种吸引用户入网、扩大网络规模的手段。从2005年开始，它将成为重要的利润增长点。,要想进一步扩展宽带的生存空间，必需考虑支持新的终端类型,必须考虑高带宽需求的业务来刺激消费需求,电视机是最为理想的发展新型宽带业务的潜在市场,在发达地区，宽带的普及率日渐逼近家庭pc的普及率；,每个宽带用户的平均忙时流量在60kbit/s，业务单一，宽带的优势难以体现；,国内的tv总量约3亿台，但是没有利用宽带的技术优势发展视频类业务；,iptv的业务功能,用户在家中可以有两种方式享受iptv服务： 计算机； 网络机顶盒普通电视机。 目前的主要业务模式包括： 组播业务：包括btv（卫星广播电视）和nvod（准vod，高收视率界面的轮流播放），业务采用组播模式开展，如果城域网能较好地支持组播功能，则可依托城域网开展业务，具有较高的qos保障； 点播业务：包括vod业务，随着用户数量的增多，带宽消耗不断增大，依托现有的城域网开展业务，则会随着业务的扩展而面临无限的扩容需求，不适合规模发展，建议采用专门的cdn/vdn（内容传送网络）传送vod内容，保障业务扩展能力和qos； 基于stb的视频电话业务：基于软交换系统，可提供基于stbtv的视频电话业务，用户可从电视终端通过宽带网与远方的亲友进行可视通话。 此外，stb配合相应的业务平台还可通过ip tv提供游戏、远程教育、网上购物、业务自服等特色业务，为用户的娱乐、工作和生活带来便利。,iptv的业务开展方式,iptv视频流在终端用户看来有点播和广播两种接收方式。 点播接收具有个性化，接收的内容和时间取决于用户喜好，具有实时交互特点； 广播接收在用户看来是被动的，用户对内容选择的余地只限于所提供的频道，是非交互型的。 然而，就视频流传播的有效性讲，两种方式的视频流在ip网上传送属于不同的技术范畴。 广播接收方式对ip网络提出了组播功能（multicast）要求； 点播接收方式要求ip网络能有效的将视频流推送到用户接入网络（vdn/cdn）,iptv系统组成,iptv系统包含视频业务系统、ip/atm城域网或者cdn、宽带接入网和家庭网络等几个部分。,视频业务系统,ip/atm城域网,宽带接入网,家庭网络,vdn/cdn,视频业务系统,内容制作系统模块 当前主要的视频编解码标准包括：（1）mpeg-1&2&4标准；（2）windows media video；（3）h.264标、mpeg-4 avc。 ipg系统模块 ipg (互动节目指南) 是消费者获得音视频内容及其他服务的平台和窗口，它包括内容介绍、内容和服务提交的时间及其他信息。 ipg向全体用户提供量身定做的节目导航服务（即用户界面），它动态地根据不同用户生成不同界面，是整体系统的大门。ipg系统由web服务器、业务数据提取层以及用户界面层组成。 业务管理系统模块（sms） 主要包括机顶盒管理（实现对机顶盒的管理、认证和接入控制）、统计分析（业务管理系统中提供完备的统计分析功能，以便进行业务模式分析）等功能。,视频分发网络,vdn/cdn的基本原理是：把经过用户选择的、访问率极高的流媒体内容从初始的流媒体服务器复制、分发到最靠近终端用户的缓存服务器上，当终端用户请求某视频业务时，由最靠近请求终端的缓存服务器提供服务。vdn/cdn很好地解决了访问量大，服务器分布不均对骨干网带来的拥塞，提高了用户访问流媒体内容的范围和响应速度，是视频点播业务里非常有效的组网方式。 cdn/vdn的主要特色是集中管理、分布式存储。 cdn/vdn它包括分布式存储、负载均衡、网络请求重定向和内容管理四部分，其中内容管理和全局网络流量管理是vdn/cdn的核心所在。在流媒体应用服务里，内容管理还包括服务认证、计费等等。,组播方式和点播方式的比较,建议在网络建设初期采用边缘网络实现组播的方式，用户规模扩大后引入cdn网络。,iptv终端系统,iptv网络终端的第一种形态是ip机顶盒，功能包括三方面： 支持lan或dsl网络传输，接收及处理ip数据和视频流； 支持mpeg-1、mpeg-2、mpeg-4、wmv和real等视频解码，支持视频点播、电视屏幕显示和数字版权管理； 支持html网页浏览，支持网络游戏等等。 iptv网络终端的第二种形态是pc。,ipg体制,基于浏览器模式的ipg 优点：采用标准的web技术，具有高度的开放性，允许多种机顶盒接入；界面简洁清晰，使用方便；系统升级方便，只需在服务器端操作即可；可以根据用户类型展现个性化页面；stb中不需安装客户端软件，减少存储资源占用。 缺点：stb需启动浏览器，占用较多系统资源；页面每次都要下载显示，系统反应稍慢。 基于客户端模式的ipg 优点：ipg可以做得非常灵活；无需启动浏览器，节省系统资源；客户端在本地运行，反应速度快；客户端可以一次获取全部数据，不必频繁与服务器进行交互。 缺点：客户端固定，难以实现个性化的页面展现；stb需安装客户端，占用较多系统存储资源；系统升级麻烦，需对每个机顶盒的客户端都进行升级；ipg系统只能支持客户端模式，系统开放性和兼容性较差。 建议在运营初期，机顶盒及整个ipg体系还不固定，这时选用基于浏览器的ipg；而在运营中后期，可以选用基于客户端的模式，将客户端安装到多种机顶盒中。,iptv的组网演进,现阶段 ip业务初期，频道和用户数较少的的阶段，使用现有宽带城域网承载iptv组播业务，与其他业务通道不分离，不单独计费；,规模发展阶段 iptv业务中期，频道和用户数发展到一定规模，由于bas和现有骨干网对ip组播支持能力有限，需构建独立的iptv业务网络，使用不同通道分离传送数据和iptv业务，对组播业务采用dhcp +web进行认证；,大规模发展阶段 随着iptv业务的进一步发展，频道和用户数量都发展到比较大的规模，核心路由器和交换机可以支持全网组播部署iptv业务，可实现流量分担和灾难恢复等功能，认证手段更多，计费策略更丰富；,议程,an2200 dslam概况 iptv组网与协议分析 开展iptv业务对dslam的要求 an2200对iptv业务的支持能力 补充：an2200对抓线功能的支持,iptv对承载网的要求,iptv承载网要求能在带宽、频道切换时延、网络qos等方面提供保证： 带宽：要求每个iptv用户接入带宽达到34m(使用mpeg2编码)或2m(使用mpeg4或更高压缩率的编码)。 频道切换时延：有线电视网的频道切换非常快，iptv也应尽量减少端到端时延，据iptv用户调查，用户可接受1秒的tv频道切换时间及10秒下的vod切换时间。 qos：丢包、抖动等都会严重影响iptv的收看质量，会让用户觉得iptv比不上有线电视的感觉。,dslam设备必须具备的功能,dslam设备必须具备的功能有： 支持组播 支持单pvc多业务、多pvc多业务 支持qos 支持跨vlan组播 支持组播控制 烽火将在相关标准定型之后支持dslam和iptv认证服务器之间的动态组播控制协议，dslam设备可根据用户的认证结果，动态分配用户的带宽和频道。,lan接入方式开展iptv业务的分析,以太网接入和adsl接入是目前宽带接入的两种重要形式，iptv业务都承载在ip之上，组播视频数据只要能到达接入网的顶端，就能够根据用户的需要和权限，分发到用户终端上。网络中合理配置和利用bras的业务分发控制功能，就能使iptv业务在adsl和以太网接入方式在网络上达到一致。 以太网接入主要优势是接入带宽较adsl高，用户不多时优势更加明显。但现阶段其缺点也很明显： 接入网需要开展iptv业务，需要所有的以太网交换机都支持组播功能，igmp或igmp snooping/proxy，使得组播业务能够有效复制分发，防止组播业务包的广播和泛滥。 接入网需开展iptv业务，需要为保证qos提供一定手段。为了保证业务的qos，以太网需要提供一定的带宽控制能力，例如保证用户最低接入速率、限制用户最高接入速率等，从而支持对业务的qos保证。以太网的固有技术不提供端到端的包延时、包丢失率的控制能力，难以支持实时业务的服务质量。,dslam对iptv业务的支持分析前提假设,每个iptv节目流的速率是相同的。 dslam对长包的处理和转发都能够达到最大带宽。 dslam处理igmp join和leave报文的能力基本相同。 用户数目与频道数目的集线比是相同的。其中集线比定义为dslam中并发的用户（频道）数目与最大支持的用户（频道）数目的比率。,频道数目,最大并发频道数目： 假定dslam能够完全接收来自上联口的组播数据并且予以处理，则当上联口满负载时，可以计算最大并发频道数目如下：最大并发频道数目上联口带宽/每个频道的带宽 因此，dslam所支持的iptv并发频道数目主要与上联接口的带宽相关。 支持的频道数目 如果考虑到集线比，则dslam支持的频道数目为：支持的频道数目（上联口带宽/每个频道的带宽）/集线比,用户数目,最大并发用户数目 考虑dslam中对应用户侧的总带宽，假定dslam的处理能力能够达到用户侧的总带宽，同时将其它的开销都降至最小，则dslam支持的并发用户数目为：并发用户数目用户侧的总带宽/每个频道的带宽 其中，不同的dslam架构有不同的用户侧的总带宽。对应于使用一级组播复制的dslam，如atm内核，ip上联的dslam，用户侧的总带宽主要与ip上联卡对应用户侧的下行出口总带宽相关；而对应于使用二级组播复制的dslam，如ip内核，ip上联的dslam，用户侧的总带宽除了与ip上联卡对应用户侧的下行出口总带宽相关，还与每个线卡对应用户侧的下行出口带宽相关。 支持的用户数目 如果考虑到集线比，则dslam支持的用户数目为：总用户数目最大并发用户数目/集线比 在通常情况下，dslam中的并发频道数目和并发用户数目满足下面的条件： 并发频道数目频道速率=上联接口的总带宽 各个频道内的并发用户数目之和频道速率=用户侧的总带宽,组播数据转发能力,吞吐量 在下行方向上，如果dslam能够同时达到上联接口和用户侧的满负载，则系统达到最大吞吐量。 包转发率 当上联接口满负载并且转发最短包长的包时，上联口对于网络侧接收的包率达到最大。,igmp报文处理能力,igmp报文处理能力可以通过组成员join/leave的时延来衡量。 组成员join/leave的时延是一个组播用户成功发送igmp请求/离开报文到接收/停止接收到该组的组播流时的时延。这实际上包含了两个部分的时间，第一个部分是dslam接收到igmp请求/离开报文后维护相应的组播转发表的时间，第二个部分是dslam转发组播数据流的时间。 假定组成员join的时延用djoin（秒）表示，leave的时延用dleave（秒）表示，组播数据包转发时延用ddata（秒）表示，则可以计算处理igmp请求报文的处理时间为djoinddata，从而在不考虑包间隔的情况下，可以粗略得到igmp报文处理能力为：每秒处理的igmp请求报文数目1/(djoinddata) 对于组成员leave的时延dleave，由于其定义是从成功发送leave报文到停止接收组播数据数据之间的时间，这个时间不仅与leave报文的处理时间相关，还与组播数据流的处理能力相关，在这里我们不作计算，暂认为与join的处理能力相同，因此可以假定djoindleave。,频道切换时间,频道切换时间理论上应该是组成员leave某一个频道随后join到另一个频道之间的时间。据iptv用户调查，用户通常可接受1秒的tv频道切换时间，并且要求切换成功率为100。因此，对每个用户而言，都需要满足(djoindleave)=2并发用户数目。,dslam支持的pvc数目和vlan数目,分析网络现状并参照中国网通城域网组播部署指导意见3.0可知，有三种组播部署方案：全网部署组播、iptv独立通道方式部署组播和dslam处控制组播。综合考虑现阶段网络环境及设备能力有限，不适合全网部署组播。iptv独立通道的方式或者dslam处实现组播的方式都有两种方式：单pvc和多pvc。对于单pvc方式，dslam所支持的现有pvc容量不需要再增加；而对于多pvc方式，dslam所支持的现有pvc容量还需要增加一倍。 由于目前一般要求dslam中不同vlan用户共享同一组播源且数据业务相互隔离，即支持跨vlan组播，因此vlan和组播组没有必然联系，vlan的数目不必增加。,引入adsl2+之后对iptv业务开展的影响,与普通adsl相比，adsl2+在相同的距离能够获得更大的带宽，在相同的带宽下能传输更长的距离，使得更多的用户具备开展iptv业务的潜在能力 目前网上规模部署的dslam几乎都是先于adsl2+开发的，却均能够混插adsl2+单板，因此系统对于高负荷的iptv业务的限制同样受到前边所述的各种因素的限制。,针对北京通信情况的分析,分析北京通信现网的组网模型，大约每100mb（1fe）的上联带宽服务512个用户，其中每个用户的带宽为512kb，因此得出这种模型的集线比为40%，即可以允许40%的用户同时上网。而在实际运行过程中，1fe的上联接口的利用率通常不足10%，因此集线比将更高。 我们假定每个iptv用户分配2mb的带宽，并且以具有1fe的上联接口，用户侧吞吐量为160mb的dslam为例来计算，按照前面的分析可以得到下面的一些性能指标： dslam最多允许100mb/2mb50个频道同时传输iptv流媒体数据。如果考虑到40%的集线比，则dslam应该至少支持128个频道。 dslam最多允许160mb/2mb80个用户同时在线收看iptv节目，如果考虑到40%的集线比，则dslam至少支持200个用户。这在现网中，可以支持40%的普通上网用户转为iptv用户。 dslam如果同时支持80个并发用户，则要求其igmp报文处理能力至少能够达到160pps。 如果采用多pvc方式，则dslam需要增加一倍的pvc，从原来的512条pvc增加到1024条。,分析结论,在iptv发展初期，如在原来网络业务模型的基础上，可以进行简单的软件升级来完成iptv的功能。 由上述的计算方法，可以计算出所需的dslam的各种能力，见下表。,假定前提： 每个频道速率为2mb； 集线比为40； 单个dslam支持512个adsl用户。,微型规模：iptv用户不超过40%，且并发用户数不超过15% 小规模： iptv用户不超过80% ，且并发用户数不超过30% 中等规模：iptv用户100% ，但并发用户数不超过70% 大规模： iptv用户100% ，且所有用户可以同时在线。,议程,an2200 dslam概况 iptv组网与协议分析 开展iptv业务对dslam的要求 an2200对iptv业务的支持能力 补充：an2200对抓线功能的支持,烽火iptv解决方案,e-fim-anm2000,an2200,an2200,an2200,an1020,家庭网关,tv,vdn,视频业务管理系统,an2200对iptv业务的支持方式,coreb+wane2,coreb+wane2w,coreg+wane4w,仅升级现网设备中wane2盘与coreb盘软件，即可满足初期iptv业务需要。 使用单pvc方式，数据和iptv流共同使用同一pvc，根据不同业务流类型，实现不同qos保证策略。,新增高性能ip上联盘wane2w，可满足iptv业务规模发展阶段的需要。 使用双pvc方式，数据和iptv流使用不同pvc，不同pvc数据流和iptv流实现不同qos保证策略。,更换核心交换盘coreg和高性能ip上联盘wane4w（wang），可满足iptv业务大规模发展阶段的需要。,iptv业务穿越bas,iptv业务穿越bas，即数据流量和iptv业务同时经过bas，到达dslam后，再转发给cpe。分为在bas上复制和在dslam上进行复制两种不同复制点。,iptv业务穿越bras实现方法,在bas上完成iptv业务的复制 用户采用pppoe认证方式上网，bas在完成认证计费等基本功能时也将iptv业务复制到每个pppoe会话中，组播控制由bas实现。此时iptv业务对于dslam透明，和普通业务完全相同。这种情况下qos由bas提供保证。 在dslam上完成iptv业务的复制 用户采用pppoe认证方式上网，bas对iptv业务按端口复制，dslam对iptv业务再进行一次复制，最终到达adsl用户端口。组播控制在dslam实现。dslam通过对iptv业务和普通数据业务进行不同标记，在核心交换盘中实现iptv业务的qos保证。,iptv业务穿越bas两种方式的比较,在bas上完成iptv业务的复制 优点：iptv业务开展对dslam透明，在bas上集中控制，dslam无需作任何改动。 缺点：iptv业务开展对bas复制能力要求高，现网中bas容易形成性能瓶颈。 在dslam上完成iptv业务的复制 优点：带宽的利用更加合理，分别在bas和dslam上对iptv组播流实现两级复制，缓解bas的压力。单pvc上实现iptv业务qos保证。 缺点：对iptv业务的控制在dslam上实现，控制比较分散，管理不便，且要求dslam设备上比较好的支持组播协议。,iptv业务穿越bas的运营方式,数据业务和iptv业务同时采用pppoe方式进行认证。 组播权限控制 bas上的组播权限通过用户认证时aaa服务器授权实现。 dslam上的组播权限控制采用静态网管配置方式实现。 计费可以采用基本频道特殊频道的包月方式。,现网dslam的改动和升级,在bas上完成iptv业务的复制 dslam无需要升级，上联带宽利用更充分。 用户端cpe：无需升级和改动。 在dslam上完成iptv业务的复制 dslam硬件：无需升级和改动。 dslam软件：需升级core盘和wane2盘软件版本。 用户端cpe：无需升级和改动。,现网设备升级后性能,iptv频道数：256个。 iptv频道加入时延：8.870ms。 iptv频道离开时延：18.475ms。 单板组播性能： ad16用户板8.096mbps ad32用户板5.11mbps 支持同时收看iptv用户数：128个。,iptv业务穿越bas的优缺点,优点： 对现网几乎无需改动，最容易实施。 数据业务和iptv业务均由bas进行认证和管理，运营维护方便。 缺点： bas存在单点瓶颈。 当频道和用户数增多时，仅升级dslam软件不能满足性能要求。,iptv独立通道方式,数据业务和iptv业务完全分离。单独开辟专用通道传送iptv业务，绕过bas直达dslam。,iptv独立通道实现方法,现网dslam增加独立上联接口，接收独立通道的iptv业务。 dslam内部进行交换时