中国电信云南公司IPTV业务承载网络部署方案V1.0

中国电信云南公司IPTV业务承载网络部署方案〔2010版〕〔暂行〕中国电信云南公司二零一零年一月目录TOC\o"1-3"\h\z一、中国电信云南公司IPTV业务需求描述 1〔一〕IPTV业务描述 1〔二〕中国电信云南公司IPTV业务需求 31．E8-2用户开通需求 42．IPTV专线开通需求 43．普通ADSL用户开通需求 44．LAN用户开通需求 4二、IPTV承载网方案 5〔一〕IPTV中心平台和各分公司边缘节点通信方案 5〔二〕IP城域网内部IPTV业务承载方案 61．组播路由规划 62.IPTV业务接入规划 7〔三〕IPTV业务优化方案 151.非法组播源防范 152.用户接入合法性检查 163.直播频道快速切换 164．视频质量保证 165.IPTV用户访问范围限制 17三、IPTV业务数据规划 17〔一〕IPTV业务地址规划 171．组播地址规划 172．IPTV用户地址规划 193．RP地址、静态组播引入地址规划 19IPTV平台地址段: 19〔二〕ADSL接入方式数据规划和组网要求 201.ADSL接入VLAN规划 202.ADSL线路接入PVC规划 203.ADSLIPTV业务接入域规划 204.ADSLIPTV业务接入QoS规划 205.ADSLIPTV业务接入组网要求和容量规划 21〔三〕LAN接入方式数据规划和组网要求 231.LAN接入VLAN规划 232.LANIPTV业务接入域规划 233.LANIPTV业务接入QoS规划 234.LANIPTV业务组网要求或容量规划 24〔四〕IPTV组播业务典型配置参考 251．方案1：BRAS接入/BRAS复制典型配置 252.方案2/3：BRAS/SR接入大L2复制典型配置 263.DSLAM配置考前须知 26一、中国电信云南公司IPTV业务需求描述〔一〕IPTV业务描述IPTV又称交互式网络电视，是由电信运营商基于宽带根底推出的，利用IP宽带网络，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，向用户提供直播电视、视频点播等多种交互式效劳的业务，用户可以通过PC或“IP机顶盒＋电视〞的方式使用IPTV业务。目前主要以“IP机顶盒＋电视〞的方式为主，即：STB+TV，认证方式为：PPPOE或DHCP。目前开通的IPTV业务主要为视频点播和电视直播两种，简称为：直播和点播。直播业务通过卫星接收器将电视信号接收到组播源中，在核心层通过组播传送方式，重新编码在IP网上播放的节目。特点：不管用户看不看，电视节目随时都在播放，即：用户无法控制播放的时间，如：中央一台。实现原理：在城域网核心层部署三层组播，将数据流从CS〔中心系统〕复制到ES〔边缘系统〕里，一个频道只复制一份拷贝，以节省核心层带宽；然后在业务接入控制点〔BAS或二层设备〕，通过二层组播将数据流按照VLAN/PVC或者PPPSession复制给下层用户的STB〔机顶盒〕。详细流程为：点播业务事先已录制好的各类电影、连续剧、短片、远程教育、广告片等节目。特点：用户可以控制播放的时间，观看时才播放。实现原理：始终通过单播，将数据流从CS复制到ES，再从ES复制到用户的STB上。详细流程为：〔二〕中国电信云南公司IPTV业务需求云南公司面向家庭客户推出IPTV业务，向用户提供IP机顶盒＋电视业务开通方式。宽带用户开通IPTV业务后，用户可以使用一条网络线路同时获取电视直播、视频点播效劳以及互联网效劳；通过IPTV专线方式开通IPTV业务后可单独获取电视直播、视频点播效劳。本方案主要描述使用现有城域网作为IPTV业务的承载网络，支撑IPTV业务开展的网络部署规划。根据IPTV业务需求，结合云南电信IP城域网实际情况，本方案支撑以下类型的业务需求：1．E8-2用户开通需求对于E8-2用户，可以直接通过家庭网关的LAN口，进行IPTV业务的接入，实现用户通过1条ADSL网络链路同时获取IPTV效劳和互联网效劳的需求。ADSL线路速率要求为2M〔IPTV占用〕+承诺用户上网速率，即用户上网带宽开通为2M时，线路速率需要到达4M；用户上网带宽开通为4M时，ADSL线路速率需要到达6M。2．IPTV专线开通需求针对仅有IPTV需求的用户，以及局部线路不能到达4M以上的普通ADSL上网用户；可以通过增加一条IPTV专用链路的方式进行开通。3．普通ADSL用户开通需求对于线路速率4M达标的普通ADSL用户的IPTV需求，建议用户增加家庭网关〔升级为E8-2用户〕后开通。4．LAN用户开通需求对于LAN用户可以通过家庭网关等家庭业务综合接入设备同时接入IPTV和普通上网业务。二、IPTV承载网方案〔一〕IPTV中心平台和各分公司边缘节点通信方案云南公司IPTV业务系统共有两套，1套为中兴IPTV系统，1套为UTIPTV业务系统。中心业务系统〔CS局部〕，两套均放置在省SDC网络中；目前已有9个地市部署了边缘业务系统〔ES局部〕，ES局部部署在各城域网内部，通过系统自带交换机，双上行接入到城域网出口的SR上。用户在使用IPTV业务时，STB首先需要和省中心IPTV平台进行直接通信以完成IPTV系统应用鉴权。用户在使用视频点播业务时，STB通过和CS之间通信进行节目调度后，以IP单播方式从ES节点获取相应视频流。用户在使用电视直播业务时，本地网ES媒体流效劳器通过IP城域网，采用组播的方式把节目流推送到用户STB。本地网ES媒体流效劳器，主要从CS媒体流效劳器获取节目源。CS到ES直播节目的传送，主要采用了组播中继的技术，IPTV中心局点CMS获取电视频道信号后，通过组播中继MRS把组播数据打包为单播IP数据，以单播的方式传送，每个频道一个流传送到各地市边缘节点ES的组播中继站，各地市组播中继站获取直播流量后，复原为组播数据流。省中心IPTV节点和各边缘节点组播中继示意图如下：〔二〕IP城域网内部IPTV业务承载方案1．组播路由规划直播电视节目需要在城域网内部通过组播的方式推送到STB，在业务控制层设备BRAS/SR及以上层次设备需要部署组播路由协议；在STB到业务控制层设备之间需要部署二层组播协议。组播路由部署情况如图：城域网内部采用PIM-SM组播协议，PIM-SM协议运行范围为核心路由器和业务控制层设备BRAS/SR。RP采用any-cast静态RP的方式部署，城域网直接连接CN2的两台SR作为RP设备，该两台SR各新增1个loopback接口，配置为相同的IP地址，作为城域网RP地址；两台SR之间通过MSDP通信，实现两台RP组播源信息交互，两台RP设备采用负荷分担的方式工作。城域网中其他PIM-SM设备通过配置静态RP的方式指定RP。2.IPTV业务接入规划根据我省实际，可以考虑BRAS设备或SR设备作为IPTV业务业务控制设备；可采用BRAS/SR或大L2设备作为组播复制点。考虑现阶段处于IPTV业务开展初期，业务流量相对较少；DSLAM和接入交换机产品涉及厂家和型号较多，组播业务配置相对复杂，暂不考虑采用接入层设备作为组播复制点。以下业务控制层设备可以满足IPTV业务开通接入需要：SR设备：华为NE80E、REDBACKSE800、中兴T12000；BRAS设备：华为MA5200G、ME60、REDBACKSE800。以下接入控制层设备不能满足IPTV业务开通接入需求：华为ISN8850/MA5200/MA5200F；REDBACK的SM10000。以下大L2设备可以满足作为组播复制点开通IPTV业务需要：华为S7806、华为S8505、华为S9306、中兴T160G、中兴8905。同时中兴T160G、中兴8905现有版本在上行链路进行链路聚合组网时不能开通，需要通过软件版本升级来解决。根据具体网络环境，现阶段可以采用以下三种IPTV业务接入方案：〔1〕方案一：BRAS接入BRAS复制该方案普通上网业务保持现有的BRAS/PPPoE接入方式，采用RADIUS认证；IPTV业务采用BRAS/PPPoE接入方式，采用固定帐号本地认证方式。由IPTV业务平台和STB之间通过应用层鉴权实现用户的合法性检查，暂不进行用户端口和帐号绑定的合法性检查。用户权限的控制由IPTV业务平台实现。该方案组播复制点为BRAS设备，向所有有业务需求的PPPoESESSION复制组播流量。该方案缺点为：业务复制点在BRAS设备，大L2流量压力增大，不利于大规模直播业务的开展；该方案优点为：对大L2和DSLAM组播支持能力不做要求。此方案为现阶段业务开通推荐方案。接入组网示意图如下：该方案普通上网业务和IPTV业务使用不同的内外层业务VLAN，两种业务均在DSLAM和接入层交换机上完成内层标签的标记，在大L2设备上通过灵活QINQ方式实现外层标签的标记。组播复制点由BRAS设备承当，对大L2和DSLAM设备无组播功能要求，只要能透传组播信令和组播流量即可。业务接入层上行方向组播业务流程：①STB收到业务平台的节目调度指令后，发出组播信令IGMPREPORT请求，该请求封装到PPPOE协议报文中。②IGMPREPORT报文在DSLAM或接入交换机中透传，并在DSLAM或接入交换机中打上IPTV业务内层标签〔2000-2999〕，不需在接入设备上进行组播业务的相关配置。③IGMPREPORT报文在大L2设备入口打上外层标签，传送到上行接口，不需在大L2设备上进行组播业务的相关配置。④BRAS设备接收到IGMP报文后完成IGMP报文的终结。〔2〕业务接入层下行方向组播流程：①BRAS设备接收到IGMP请求后，通过用户PPPSESSION下发组播业务流量，组播流量采用PPPoE封装。②组播业务流量到达大L2时，大L2对组播流量进行透传。③组播业务流量到达DSLAM或接入交换机后，DSLAM和接入交换机对组播业务流量进行透传。④组播业务流最终通过家庭网关设备到达STB，完成节目收看。〔2〕方案二：SR接入大L2复制已部署SR设备的局点可以采用SR接入大L2复制接入组网方案：普通上网业务保持现有的BRAS/PPPoE接入方式，采用RADIUS认证；IPTV业务采用SR/DHCP接入方式，暂采用本地不认证DHCP分配地址〔DHCP效劳器建立后，使用DHCPOPTION82属性进行用户认证〕，IPTV用户接入的合法性检测由IPTV业务平台和STB之间通过应用层鉴权实现，暂不进行用户帐号和端口绑定的合法性检查，用户权限的控制由IPTV业务平台实现。该方案优点为：复制点在大L2设备上，大L2设备上行链路业务压力减轻，适合大规模业务部署。该方案缺点为：局部局点SR设备还未建设完成，需结合方案三BRAS设备接入完成部署，同时中兴DSLAM软件BUG原因不支持传送IP封装的IGMP报文成为该方案实施的最大障碍。组网示意图如下：该方案普通上网业务和IPTV业务使用不同的内外层业务VLAN，两种业务均在DSLAM和接入层交换机上完成内层标签的标记，在大L2设备上通过灵活QINQ方式实现外层标签的标记。组播复制点由大L2设备承当，大L2设备开启IGMP-SNOOPING功能，同时需支持跨VLAN复制功能。在大L2设备上完成IPTV业务VLAN到组播VLAN的映射。业务接入层上行方向组播业务流程：①STB收到业务平台的节目调度指令后，发出组播信令IGMPREPORT请求。②IGMPREPORT报文在DSLAM或接入交换机中透传，并在DSLAM或接入交换机中打上IPTV业务内层标签〔2000-2999〕。注：华为MA5600默认翻开了IGMP代理功能，不能透传IGMP信令报文，需要通过命令关闭IGMP代理功能；ZTE现网IP-DSLAM软件版本不能支持IP封装的IGMP报文传送，因此方案二现阶段不适合ZTEDSLAM接入用户。③IGMPREPORT报文通过DSLAM或接入交换机进入大L2设备时，大L2设备把用户IPTV业务VLAN〔2000-2999〕转化为组播VLAN99。④大L2设备通过组播VLAN把IGMP报文上送到SR设备，SR设备通过子接口完成IGMP报文的终结。业务接入层下行方向组播流程：①SR设备接收到IGMP请求后，通过组播VLAN对应子接口下发组播业务流量。②组播业务流量到达大L2设备时，大L2设备通过跨VLAN组播把组播业务流量向每个有节目需求的下行接口VLAN发送一份。③组播业务流量到达DSLAM或接入交换机后，DSLAM和接入交换机对组播业务流量进行透传。④组播业务流最终通过家庭网关设备到达STB，完成节目收看。〔3〕方案三：BRAS接入大L2复制该方案普通上网业务保持现有的BRAS/PPPOE接入方式，采用RADIUS认证；IPTV业务采用BRAS/DHCP接入方式，采用本地不认证方式，IPTV用户接入的合法性检测由IPTV业务平台和STB之间通过应用层鉴权实现，用户权限的控制由IPTV业务平台实现。该方案为方案二的补充方案，适合于暂时未部署SR局点。组网示意图如下：该方案普通上网业务和IPTV业务使用不同的内外层业务VLAN，两种业务均在DSLAM和接入层交换机上完成内层标签的标记，在大L2设备上通过灵活QINQ方式实现外层标签的标记。组播复制点由大L2设备承当，大L2设备开启IGMP-SNOOPING功能，同时需支持跨VLAN复制功能。在大L2设备上完成IPTV业务VLAN到组播VLAN的映射。组播业务流程与方案二根本相同。〔4〕三种接入方案简要比拟：方案接入方式网络层认证方式应用层鉴权应用阶段方案一：BRAS接入/BRAS复制PPPoE固定帐号本地认证STB+IPTV平台现阶段推荐使用方案二：SR接入/大L2复制DHCP暂使用本地不认证；后期使用DHCPOPTION82属性实现用户端口绑定STB+IPTV平台业务量增加、中兴DSLAM问题解决后采用的方式，多边缘的模型采用。方案三：BRAS接入/大L2复制DHCP暂使用本地认证；后期使用DHCPOPTION82属性实现用户端口绑定STB+IPTV平台作为方案二的补充方案使用，BRAS单边缘采用。〔三〕IPTV业务优化方案为保障IPTV业务根本平安和业务质量，需要对IP城域网进行一些业务优化配置。1.非法组播源防范为防止非法组播源接入到IP城域网并通过IP城域网进行传播，需要在RP上对PIM注册报文进行限制，只允许合法组播源的单播注册报文，拒绝一切其它注册报文。2.用户接入合法性检查IPTV用户接入合法性检查通过STB与IPTV业务平台之间进行应用层鉴权，IP城域网用户接入认证配合实现。应用层鉴权保证STB的合法性，IP城域网认证保证用户接入端口的合法性。PPPoE接入用户暂使用本地不认证方式；DHCP接入用户暂采用本地不认证方式，DHCPSERVER投入使用后，采用DHCPOPTION82字段完成DHCP用户的接入合法性检查。3.直播频道快速切换IPTV直播业务实现频道快速切换，切换时间到达2秒左右，需要在IP城域网进行以下优化配置：〔1〕在SR/BAS设备上配置静态组播引入，组播流量提前引入到SR/BAS设备上，静态组播使用SR/BAS设备新增LOOPBACK99接口。〔2〕在组播复制设备下行接口配置IGMP快速离开功能。4．视频质量保证IPTV业务开通后，需要在IP城域网采取以下措施保障视频质量：〔1〕大L2以上设备加载QoS，可保障网络拥塞时按较大权重调度组播流量。〔2〕接入层上行链路通过接入层轻载规划保障业务质量，单FE下挂不超过200用户，单GE下挂不超过800用户。〔3〕接入设备端口〔DSLAM〕端口速率4Mbps以上，可满足IPTV和互联网业务同时开展最低要求；E8-2用户端口速率要求为承诺用户上网速率+2Mbps；端口速率仅到达2Mbps时，只能支持IPTV专线业务的开通。〔4〕互联网业务和IPTV业务同时开通时，采用每业务每VLAN接入方式。在DSLAM设备上增加IPTV业务PVC时，对于支持802.1P的IPDSLAM需把IPTVPVC的QoS优先级参数配置为5。DSLAM业务PVC配置QoS优先级可保证当用户线路端口拥塞时能优先保证视频业务。5.IPTV用户访问范围限制对于IPTV用户要求仅能访问省中心IPTV平台网段、本城域网IPTV边缘节点网段、RP地址、DNS；不允许访问互联网业务。采用BRAS设备对接入IPTV用户访问范围进行限制。三、IPTV业务数据规划〔一〕IPTV业务地址规划1．组播地址规划组播地址主要用于规划节目源用户频道地址，针对IPTV中心业务平台和各地市节点均分配1个C组播地址。全省的组播地址规划为下表。城域网AS号使用地组播地址a组播地址b组播地址c组播地址z65231省中心2392542071-25565233临沧城域网2392542091-25565234版纳城域网2392542101-25565235德宏城域网2392542111-2556523872局IDC2392542141-25565239昆明城域网2392542151-25564940昭通城域网2392531721-25564941丽江－迪庆城域网2392531731-25564942大理城域网2392531741-25564943红河城域网2392531751-25564944曲靖城域网2392531761-25564945保山－怒江城域网2392531771-25564946文山城域网2392531781-25564947玉溪城域网2392531791-25564948楚雄城域网2392531801-25564949思茅城域网2392531811-255组播地址为：,a.b.c用于区分各个城域网，z用于区分不同的组播频道。2．IPTV用户地址规划用户地址使用CN2受限公网地址，通过城域网核心路由器向CN2发布。用户地址可以同时与城域网IPTV边缘节点ES和省公司IPTV中心节点CS进行通信。3．RP地址、静态组播引入地址规划RP设备新增两个loopback接口，loopback98、loopback99，loopback98用于配置RP地址，loopback99配置静态组播参加。普通SR/BRAS设备新增1个loopback接口，loopback99用于配置静态组播参加。考虑可扩展性RP地址使用CN2受限公网地址，组播静态参加地址使用普通公网地址。IPTV平台地址段:名称IP地址段子码掩码备注省中心节点31局中兴33局41局51局中兴56局丽江中兴大理楚雄版纳〔二〕ADSL接入方式数据规划和组网要求1.ADSL接入VLAN规划普通上网业务和IPTV业务使用不同的业务通道；IPTV业务外层VLAN2000-2999，内层VLAN2000-2999；组播VLAN99。内层VLAN由DSLAM标记，外层VLAN由大L2标记。外层标签标示局向，内层标示IPTV业务的用户。2.ADSL线路接入PVC规划IPTV业务通过DSLAM接入时，VPI为：8VCI为：85。3.ADSLIPTV业务接入域规划IPTV业务使用域名iptv，采用本地认证方式接入；本地帐号名称为iptv@iptv。4.ADSLIPTV业务接入QoS规划IPTV业务上行方向优先级标记在大L2设备上通过按VLAN分类的方式完成，IP优先级为5；在大L2、BRAS上行及城域网核心层设备上按权重完成队列调度；CN2信任城域网业务优先级。下行方向IPTV节目源在接入SR设备上按接入端口完成优先级标记；在核心层设备上和BRAS、大L2下行端口按权重完成队列调度。DSLAM线路侧PVC优先级配置为5，绝对优先调度。5.ADSLIPTV业务接入组网要求和容量规划IPTV业务开展对ADSL接入网络结构要求如上图：DSLAM采用IP上行组网方式，DSLAM之间无级联。在IPTV初期开展阶段，按普通用户2Mbps接入带宽，IPTV用户渗透率30%计算，IPDSLAM端口容量超过175-200线以上上行链路采用GE链路，考虑上行会聚交换机的收敛因素和每业务每VLAN的数据规划，接入层单GE上行链路接入端口数不超过800。以下是根据昆明ADSL用户实测结果：计算依据按平均值〔背景流量250K，峰值在线40%，70%链路重载标准〕：计算依据按较高值〔背景流量600K，峰值在线50%,链路利用率60%〕：链路带宽链路利用率IPTV码流IPTV并发率峰值用户使用带宽峰值在线率IPTV渗透率可放号IPTV用户数对应宽带用户数100M60%2M50%0.6050%20%24120100M60%2M50%0.6050%30%30100100M60%2M50%0.6050%40%36861G60%2M50%0.6050%20%24012001G60%2M50%0.6050%30%30010001G60%2M50%0.6050%40%3608572G60%2M50%0.6050%20%48024002G60%2M50%0.6050%30%60020002G60%2M50%0.6050%40%72017414G60%2M50%0.6050%20%96048004G60%2M50%0.6050%30%120040004G60%2M50%0.6050%40%14403482不支持如下列图所示在ATMDSLAM上开通IPTV业务。〔三〕LAN接入方式数据规划和组网要求1.LAN接入VLAN规划普通上网业务和IPTV业务使用相同同的业务通道，外层VLAN1000-1999，内层VLAN1000-1999；组播VLAN99。内层VLAN由接入交换机标记，外层VLAN由大L2标记。外层标签标示局向，内层标示用户类型。2.LANIPTV业务接入域规划IPTV业务使用域名iptv，采用本地认证方式接入；本