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解密中国联通IPTV视频研发布局
日 期:2016-11-30   来源:
    随着“三网融合”的快速发展和全面推广,给运营商4K/IPTV等视频业务发展带来了新的契机。在此背景下,中国联通提出了“聚焦战略”,其中包括聚焦“视频”业务,将4K/IPTV等视频业务将作为中国联通战略性基础业务来发展。一方面,由于超高清4K视频业务对承载网络的带宽、时延、丢包率等网络指标提出了更高的要求,另一方面,IPTV视频业务的规模发展也对承载网络技术及架构提出了新的要求。本文将针对承载4K/IPTV视频业务时,现有承载网络(IP城域网部分)存在的问题进行分析及下一步承载网络演进方案进行探讨。
    现状及问题分析
    网络架构现状介绍
    目前,中国联通网络架构示意图如图1所示,可分为四部分,分别为家庭网、接入网、城域网和业务平台及系统。
    其中,城域网主要包括业务汇聚层(SW:交换机)、业务控制层(BNG/SR:业务路由器)、核心层(CR:核心路由器)、内容分发层(CDN:内容分发网络)。
中国联通网络架构示意图
    存在的问题分析
    由于超高清4K/IPTV视频业务对网络带宽、时延、丢包率等多项指标提出了更高的要求,经实验室测试验证和现网评估发现目前承载网络主要存在以下几方面的问题,该问题将影响用户观看4K/IPTV视频业务的效果和体验。
    1.CDN(内容分发网络)部署位置及紧耦合问题。机顶盒、CDN和IPTV平台为紧耦合方式进行部署,使得部分省里出现“孤立、烟囱式”的两、三套CDN系统,导致CDN网络建设成本较高,导致各省内建设容量和规模小的问题。同时,由于各个区域前期IPTV渗透程度不一,CDN建设水平参差不齐,存在部分CDN仅部署在CR出口位置,这种高置设计使得用户获取资源经过节点较多,将无法保障业务低时延要求,也带来城域网带宽资源消耗较大的问题。
    2. 网络设备(CR/BNG/SR)容量问题。4K视频业务对带宽需求高,要求用户接入带宽达到30M~50M。目前中国联通城域网部署的业务控制层设备(BNG/SR)以20/40G平台为主、100G为辅,核心层设备(CR)以100G/200G平台为主、400G为辅,按照现有的用户规模,随着4K/IPTV视频业务的进一步渗透和快速发展,将暴露现有城域网容量不足的问题。
    3.汇聚交换机(SW)设备缓存能力问题。根据视频业务特点分析,视频业务流量存在较大的瞬时突发,由于网络中大部分地区仍然存在为了满足流量和端口汇聚需求的大二层交换机汇聚层,该节点容易出现瞬时拥塞情况。同时,网络中老旧交换机设备的缓存能力普遍较低,如发生瞬时拥塞将导致业务的瞬时丢包,从而引起视频业务的卡顿或花屏的问题。
    4.承载方式及组播复制点问题。经过现网调研发现,中国联通现网中存在采用单独的PPPOE方式承载IPTV业务的情况,由于PPPOE协议的技术特点将导致IPTV视频业务的组播复制点只能设置在城域网边缘设备(BNG)处,存在复制份数多和消耗城域网带宽大的问题。更有甚者,存在少量采用共享PPPOE方式同时承载IPTV业务和宽带上网业务的情况,两种业务共享同一带宽通道内,将无法有效保障IPTV视频业务带宽,导致因带宽不足而使得视频业务体验差的问题。
    网络演进趋势
    随4K/IPTV视频业务快速发展,城域网流量呈现超常规增长,为了满足未来超高清4K/IPTV视频业务的高速发展,解决网络现存的主要问题,中国联通全国范围内积极组织了现网评估和优化,一方面需要优化城域网架构,从而减少CAPEX和OPEX、降低城域网流量需求、并进一步提升4K/IPTV体验,另一方面需要提升网络设备容量,满足视频业务长期发展需求,使中国联通网络将朝着“超宽带、高品质、低成本”的方向持续演进和发展。
    设备容量演进
    在城域网演进中主要包括业务控制层设备和核心层设备的新建、扩容和升级。
    业务控制层设备(BNG/SR)新建要求全面采用100G及以上平台,现存设备将逐步升级为100G平台,并要求能平滑升级至200G平台。部分4K/IPTV业务发展好的省分大中型局点可以考虑直接部署200G平台,以满足未来业务的充分发展。
    核心层设备(CR)新建全部采用400G平台,并具备集群或平滑升级的扩展能力,满足后续流量增长需求。
    网络架构演进
    为保证TV业务稳定性发展,随着业务的发展需及时调整的网络架构,包括:
    1.全面实现CDN与业务平台、CDN内部、机顶盒与业务平台等全面解耦,充分完成融合CDN的部署以综合承载TV视频、手机视频、OTT视频等业务。
    2.根据业务发展情况将CDN部署下沉至业务控制层,减少业务访问时的节点数,就近提供服务,降低业务时延,提高视频业务体验质量。同时减少城域网内业务流量,维持网络轻载状态。
    3.由于视频业务流量存在收敛低的特点,在4K/IPTV业务的发展的过程中,用户接入带宽逐步提高,大二层交换机汇聚层的作用将逐渐减少,将全面取消汇聚层实现网络结构扁平化。
    承载方式演进
    随4K/IPTV视频业务渗透率提高,中国联通的4K/IPTV视频业务将全面采用IPoE方式承载,并采用独立带宽通道接入,上网业务和4K/IPTV视频业务隔离,减少资源冲突和保证QoS,以保证业务质量。采用IPoE方式承载,将组播复制点从业务控制层(BNG/SR)下移到OLT,减少OLT-BNG/SR间的链路扩容,节省城域网络带宽,减轻BNG设备压力,保障网络稳定,同时提升直播业务体验。
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