DSLAM上开展IPTV业务北京通信技术交流

1、dslam上开展上开展iptv业务技术交流业务技术交流烽火通信科技股份有限公司2005年1月议程议程 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，差异化服务全系列产品，差异化服务an2200-01an2200-03an2100-03an3300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

2、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面向运营的综合接入平台

3、an2200-01an2200-03an2100-03an2200-01an2200-01本地级联atm 155/fe/imaatm 155/fe/imaatm 155/fe/imaatm 155/fe/imafeadslvdslan2200-01adsl2+shdslfee-fim-anm2000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 城域ip网内置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atm网双模式上联，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an2200-01an22

4、00-01an2200-01内嵌智能化运维系统内嵌智能化运维系统带来宽带维护的革命带来宽带维护的革命 城域网e-fim-anm2000112系统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对对adsl2+的支持情况的支持情况 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

5、.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、

6、 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： 型号软件版本 备注交换卡coreb1.688coreb为核心交换卡，支持本地级联和主备倒换，北京通信每台系统均使用两块coreb卡做备份。用户卡ad161.010支持16路adsl用户，单框可插16块ad16卡。ad321.659支持32路adsl用户，单框可插16块ad32卡。分离器卡spt-支持16路adsl用户。asp32-支持32路adsl

7、用户，内置抓线功能。上联卡wane21.642提供2个10/100m光/电口，支持trunk。caa-caa、cab配合使用，可本地级联两个an2200-01子框，扩展框无需上联卡和交换卡。an2200在北京通信的部署情况（续）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。 议程议程 an2200 dslam概

8、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要想进一步扩展宽带的生存空间，必需考虑支持新存空间，必需考虑支持新的终端类型的终端类型必须考虑高带宽需求的业必须考虑高带宽需求的业务来刺激消费需求务来刺激消费需求电视机

9、是最为理想的发展电视机是最为理想的发展新型宽带业务的潜在市场新型宽带业务的潜在市场在发达地区，宽带的普及在发达地区，宽带的普及率日渐逼近家庭率日渐逼近家庭pc的普及的普及率；率；每个宽带用户的平均忙时每个宽带用户的平均忙时流量在流量在60kbit/s，业务单一，业务单一，宽带的优势难以体现；，宽带的优势难以体现；国内的国内的tv总量约总量约3亿台，但亿台，但是没有利用宽带的技术优是没有利用宽带的技术优势发展视频类业务；势发展视频类业务；iptv的业务功能的业务功能 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

10、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

11、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系统组成系统组成 iptv系统包含视频业务系统、ip/atm城域网或者cdn

12、、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

13、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。 cd

14、n/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组播方式和点播方式的比较广播方式点播方式用户使用偏好一般很合适技术难度很大较小建设成本较小较高适用性小型网络规模大型网络规模 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

15、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

16、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的组网演进的组网演进 ip业务初期，频道和业务初期，频道和用户数较少的的阶段，用户数较少的的阶段，使用现有宽带城域网使用现有宽带城域网承载承载iptv组播业务，组播业务，与其他业务通道不分与其他业务通道不分离，不单独计费

17、；离，不单独计费；iptv业务中期，频道业务中期，频道和用户数发展到一定和用户数发展到一定规模，由于规模，由于bas和现和现有骨干网对有骨干网对ip组播支组播支持能力有限，需构建持能力有限，需构建独立的独立的iptv业务网络，业务网络，使用不同通道分离传使用不同通道分离传送数据和送数据和iptv业务，业务，对组播业务采用对组播业务采用dhcp +web进行认进行认证；证；随着随着iptv业务的进一业务的进一步发展，频道和用户步发展，频道和用户数量都发展到比较大数量都发展到比较大的规模，核心路由器的规模，核心路由器和交换机可以支持全和交换机可以支持全网组播部署网组播部署iptv业务，业务，可实现

18、流量分担和灾可实现流量分担和灾难恢复等功能，认证难恢复等功能，认证手段更多，计费策略手段更多，计费策略更丰富；更丰富；议程议程 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，

19、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接入方式开展接入方式开展iptv业务的分析业务的分析 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i

20、p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

21、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对对iptv业务的支持分析业务的支持分析前提假设前提假设 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，

22、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

23、，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

24、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d

25、data（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 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ip

26、tv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支持的支持的pvc数目和数目和vlan数目数目 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

27、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。引入引入adsl2+之后对之后对iptv业务开展的影响业务开展的影响 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针对北

28、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160

29、mb/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。规模并发频道数频道总数并发用户数用户总数igmp报文处理能力（pps

30、）微型规模5012880160小规模5010012825680160200400320中等规模100200256512160320400800640大规模20051251210241024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。 议程议程 an2200 dslam概况 iptv组网与协议分析 开展iptv业

31、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烽火iptv解决方案解决方案e-fim-anm2000ip 城域网视频服务器视频服务器an2200an2200an2200an1020家庭网关tvvdn视频业务管理系统视频业务管理系统an2200对对iptv业务的支持方式业务的支持方式 coreb+wane2coreb+wane2wcoreg+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

32、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业务穿越业务穿越bras实现方法实现方法 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

33、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业务穿越业务穿越bas两种方式的比较两种方式的比较 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，

34、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业务穿越业务穿越bas的运营方式的运营方式 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

35、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。现网现网dslam的改动和升级的改动和升级 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8.096mbpsad32用户板5.11mbps 支持同时收看iptv用户数：128个。iptv业务穿越业务穿越bas的优缺点的优缺点 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ba