有線電視互動點播研究

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【摘要】隨著高清互動電視用戶數不斷增長，互動電視推流分發網作為點播片源推流調度的主網絡架構系統，擔任了傳輸片源的角色。原互動電視分發網缺乏核心級保護，二級匯聚資源日益緊張，需對網絡架構進行調整升級。項目實現了互動電視分發網核心級保護，網絡架構靈活新穎，兼具安全性與先進性，代表了推流分發網發展的趨勢。

【關鍵詞】分發網，核心保護，邊緣資源管理

隨著用戶精神文化需求的日益增長，無錫高清互動電視用戶數不斷增長，互動點播業務版塊內容不斷擴充上新，無錫推流分發網作為點播推流調度的主網絡系統平臺，擔任了重要的角色。本項目依托現有網絡及平臺資源，充分利用無錫本地城域網資源、省播控ERM系統及無錫互動電視分發網平臺，建設旨在對現有推流分發網進行全方位改造升級，解決分發網現有網絡架構層次單一、缺乏核心級保護、網絡組網模型不靈活，對主干鏈路依賴性高、推流模式單一等問題，打造帶有安全智能保護和多樣化分發推流模式的全新推流分發網絡系統平臺。

1原分發網架構

原無錫互動電視推流分發網絡使用2臺7712核心推流交換機，采用單層樹形部署方式，對主干線路依賴強要求高，網絡模式靈活度低，缺乏核心推流網絡主備雙路由保護，互動推流分發網安全性存在較大隱患，同時視頻分發推流模式為IPQAM，模式單一，對IPQAM依賴性高。無錫互動電視推流分發系統結構較為簡單，網絡核心主備健壯性不夠。通過多方比較，綜合考慮，目前最好的辦法是提高視頻分發網絡的性能，一套大容量低延時的視頻分發網絡是目前最好的選擇。實現對互動電視核心推流分發系統主備網絡體系的搭建，升級擴容分中心、鄉鎮廣播站系統設備，通過核心主備及網絡的合理架構，全面提升互動電視網絡系統的安全性、健壯性、靈活性。建立健全中心機房、主干匯聚機房及邊緣匯聚機房的三級視頻分發網絡體系架構。

2分發網改造規劃

項目旨在充分考慮用戶需求的前提下，充分發揮廣電網絡自身網絡資源和內容優勢，打造更安全智能、更多樣化模式選擇的業務傳輸網絡體系，努力打造全天候零中斷的新型智能化分發網系統平臺。根據分發存在的問題與隱患，進行了如下新規劃：1.7712核心推流交換機1與7712核心推流交換機2通過虛擬化配置，匯聚為單臺核心推流交換機，實現推流分發網核心級雙機備份，至二級匯聚交換機萬兆1口使用環網通道下聯，萬兆2口通過城域波分通道下聯，其中任何通道中斷業務自動切換至另外通道，不會引起點播故障，通過核心級保護通道的搭建實現業務零中斷。2.互動電視分發網核心備份路由均由無錫現有城域波分系統承載，城域波分已到位的站點均通過城區波分提供備份路由，其他城域波分資源暫時不到位的站點暫用環網通道。未來網絡建設方向基于兩種規劃，一是后期在對應點位進行波分系統設備擴容，二是利用類波分PTN進行新型分發網架構試點調試。基于現有平臺網絡資源的安全智能分發網平臺框架如圖1所示，用戶側發起點播需求，根據用戶點播的視頻資源類型，在相應的通道推送該視頻流。具體流程：用戶點播片源，用戶選擇推流模式（IP推流或IPQAM推流），根據用戶選擇的推流模式分別進入IP推流通道或IPQAM推流通道，其中IP推流通道通過本地城域網承載，IPQAM推流通道進行視頻推流時，需通過ERM（邊緣資源管理）系統進行智能資源調度，并通過IPQAM推流網進行視頻推送。

3推流分發網建設實施

IPQAM推流分發網架構如圖2所示，項目具體實施建設過程。1.將2臺核心推流交換機虛擬化為1臺，提供核心主備保護，點播視頻流以已虛擬化的核心推流交換機為本地推流輸出的核心平臺通道，每個二級節點機房的核心通道為萬兆通道。2.將原單臺7712核心推流交換機直聯IPQAM的模式建設為核心推流交換機、二級匯聚交換機及IPQAM三層的網絡架構，其中核心推流交換機至二級匯聚交換機搭建完備的核心主備通道，城域波分點位將承擔2路核心萬兆通道中的主通道。由于城域波分本身自帶成環保護，安全性高，此外，將第2路核心萬兆通道通過環網承載，作為第3路保護，在萬兆1通道故障時，萬兆2通道可零中斷切換承載業務。3.試點的PTN站點則通過PTN環網保護功能用于核心萬兆1通道保護功能，由于PTN網絡本身分組分發的特性，可實現二級匯聚交換機的功能，故新型PTN組網架構將不再架設二級匯聚交換機，減少網絡故障節點的同時節約成本，IPQAM推流分發網的末端設備為IPQAM，用于將IP數據包通過邊緣調制器變成射頻信號。項目實施過程中，也遇到了一些實際的困難，如分發網絡的實際分布，和最初的版本存在一定的差異。針對這種情況，對分發網實際的細化布局狀態進行了更新修正。在此基礎上，對目前全市的環網資源和波分資源進行了各點位詳情的確認，和波分組人員對網絡未來規劃和分發網建設分布實施進度安排進行了充分論證和科學規劃。此外，本項目引入了PTN構型，由于該構型之前尚未有在本單位使用的先例，故決定在項目實施時，采用先試點再具體實施的方案。在具體操作時，通過前期對三個廠家進行分發網PTN構型架設測試，確認了本項目實施初期的廠家設備。在進行本項目PTN分發網構型實際架設時，也遇到了一些問題，如PTN設備替換二級匯聚交換機功能調試，項目實施現場通過對核心交換機、IPQAM設備的數據轉發接收策略進行詳細分析，配合PTN本身的轉發機制與配置方式，最終實現了對核心交換端口數據包有效轉發并支持多千兆端口復制的功能，即可支持多站點同時分發點播的功能。此外，對PTN環網核心保護分別進行了各故障情形的詳細功能測試，保證PTN分發網系統可正式上線運營。多樣化推流模式的對接也是本項目的難點之一，既需要實現本地平臺IP推流功能，同時需要將省ERM調度系統對接至無錫平臺，以實現IPQAM推流功能，在項目實施時，項目組有條不紊的解決了各技術難點，完成了項目設計的功能規劃。在各方的共同努力下，最終本項目順利實施，項目建設完成后分發網架構具體如下：7712核心推流匯聚交換機總共涉及下聯24個機房站點，包括9個城區分中心機房及15個鄉鎮廣播站機房。其中，城區8個分中心機房各架設1臺二級匯聚交換機，城區廣電機房1個站點通過兩對波分萬兆直連集中式IPQAM，15個鄉鎮廣播站機房各架設1臺二級匯聚交換機，推流分發網具體拓撲如圖3所示。項目實現15個城域波分站點機房核心保護通道的搭建，項目首期共使用16路城域波分通道，其中14個站點各使用1路波分通道，1個廣電機房站點機房使用2路波分通道，廣益分中心、馬山廣播站各自占用1個PTN通道構建新型分發網模型進行試點，剩余9個站點匯聚交換機萬兆2通道暫通過環網通道承載，后期規劃搭建新型PTN網絡架構用于業務承載。其中，項目依據現有互動電視推流分發匯聚節點布局，結合匯聚節點覆蓋的用戶規模對現有網絡架構進行重新規劃調整，新增揚名鄉、前洲鄉、錢橋鄉3個二級匯聚站點機房，項目完成后二級匯聚機房站點數為23個。此外，通過對現有網絡架構進行調整，實現1臺二級匯聚交換機承載2〜3個站點機房用戶，新增西漳鄉、南泉鄉、陽山鄉3個站點機房并各新增1臺IPQAM，另外揚名鄉機房新增1臺IPQAM，由此IPQAM設備將覆蓋全市48個站點機房，并至少為每個站點預留3個16頻點的IPQAM分組，以滿足當地未來三至五年業務發展需求，IPQAM推流分發網拓撲如圖3所示，IP推流分發原則上借助現有城域網進行。

4新型分發網架構技術要點

改造后的推流分發網架構，包含以下技術要點：1.項目平臺將分發網單層（核心交換機至邊緣調整器）缺乏保護的樹形架構，建設為多層次的網狀體系架構，同時具備城域波分保護與環網保護，由于城域波分自帶網絡成環保護，視頻分發網具備三重保護，網絡健壯度好，安全等級高，點播業務實現時，任一主干鏈路中斷后所有業務將自動切換至核心備份鏈路，保證業務零中斷。2.項目對視頻分發網引入類波分PTN模型，充分利用PTN自帶成環保護及分組分發的技術特點，對分發網中幾個邊緣節點實現了試點，通過試點實現了PTN構型承載點播視頻分發網絡，既實現了成環保護，同時這種新型構型創造性的在PTN上實現了二級匯聚交換機的功能，減少了設備的大規模架設，節省成本的同時保證了網絡的安全性與可靠性。3.無錫點播平臺對接完成IP推流方式，平臺后臺實現與省公司ERM系統的對接，可支持IP與IPQAM兩種推流方式，平臺后臺支持靈活調度不同推流模式，實現用戶側自主選擇推流方式，以達到更好的點播業務使用體驗。項目整體流程中，有不少創新的方面，如在保持本項目網絡主體架構方案的前提下，實施時具體網絡模式靈活多樣，可充分的實現因地制宜，合理架構，實現了既可充分利用現有網絡資源，又具備多樣化的架構備份形式，充分保障了系統運行的穩定性。尤其是新PTN架構的引進，對未來網絡架構的模式提供了很好的模式參考，該模式既經濟實用，同時兼具安全穩定性。項目后期建設會重點采用PTN構型，由于PTN光分組分發的特性，代表了目前網絡技術發展的趨勢，具備低成本，同時秉承光傳輸高可用性、高可靠性、高帶寬和高效帶寬管理等優勢，對業內其他公司具有很好的實施借鑒價值。此外，推流模式的多樣化選擇打破了廣電傳統的以IPQAM為核心的邊緣下發模式，在IP化大趨勢下引進IP推流方式，可充分利用現有核心網絡資源，成本較低，且配置靈活可變，擴容簡便。雙推流模式對點播分發系統功能實現提供了雙網絡主備路選擇，極大的提升了用戶的點播體驗，該技術理念可在行業內進行推廣使用，

5結束語

“三網融合”概念提出后，無錫成為“三網融合”第二批試點城市，在視頻為王的電視業務發展新時代，視頻點播業務將在未來廣電業務體系中占據重要的地位，正在迅速贏得越來越多的用戶。目前無錫已完成本地點播平臺的搭建，項目旨在對無錫現有視頻點播分發網進行全面改造升級，將現有視頻分發網建設為多層次，帶多樣化核心保護和智能切換的網絡平臺，極大的提升現有網絡的安全性與健壯性。此外，項目開發了視頻的IP/IPQAM混合推流模式，并通過與省播控ERM系統、無錫本地點播平臺對接，實現同時支持IPQAM及IP推流模式，用戶可根據實際情況及個體需求自主選擇，由此充分保障用戶的視頻點播業務使用體驗。該項目的建設將對無錫本地視頻點播業務的推廣發展發揮極其重要的作用，同時項目案例可供模式化推廣，具有極好的技術示范和借鑒價值。

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作者:周宇 單位:江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司無錫分公司