IPTV业务网络流量估算分析

　　定义参数

　　城域网规模划分：以固定电话(含PHS)用户2008年规划容量规模为依据，家庭用户为50%，宽带用户为家庭用户的40%～50%折算，排除直辖市等超大型城市，拟定划分为两类：大型城市(电话规划容量400万，宽带用户90万)，中小型城市(电话规划容量50万，宽带用户10万)。大型城域网络模型：推荐的网络模型如图1所示。小型城域网络模型：推荐的网络模型如图2所示。接入网络模型：接入网通常具有两种宽带接入方式——DSLAM和LAN，暂且不考虑不能改造IP化的DSLAM存在，推荐模型如图3所示。

　　流量模型

　　第一，业务模型分析。宽带用户人数(S)：根据以上城域网划分，则大型城市S=900，000，中小型城市S=100，000。宽带用户并发在线系数(k1)：宽带用户不同于窄带用户，随着接入资费的不断下调和网络内容的极大丰富，尤其是开展了IPTV等业务之后，用户平均每日上网时长进一步增加。据CNNIC最新报告统计，在每日晚19：00～22：00期间，所有类型用户比例已经达到50%，因此采用50%在线率进行计算，即k1=0.5。IPTV用户占比(k2)：考虑到IPTV业务具有从用户普及体验到大规模发展雪崩的运营过程，分为两种理想值进行考虑，预计在2005年末，IPTV业务初期用户占比可达15%，后期大规模商业运营下，IPTV业务用户占比可达50%，即前期k2=0.15，后期k2=0.5。VOD应用占比(k3)：业务开展前期，各地市首先以VOD的模式普及IPTV业务，但随着组播技术的应用和节目源的丰富，BTV业务也将大规模发展起来，综合考虑，VOD应用占比采用50%计算，即k3=0.5。ES命中率(k4)：由于CDN网络的建设，边缘媒体服务器ES已经部署到大型城市城域的边缘层，中小城市的城域骨干/汇聚层，采用经验值0.9，即k4=0.9；码流带宽(Bm)，按照目前压缩率最高的视频压缩标准H.264进行计算，每个视频流码流带宽约为1.5M，即Bm=1.5M
　　。组播频道数(Bi)：考虑业务的发展，拟定前期开通20套节目，后期开通100套，即前期Bi=20，后期Bi=100。LAN用户占比(k5)：随着业务的深入，采用LAN方式上网的用户比例会有所增加，假设接入网宽带用户仅为DSLAM和LAN两种接入方式，考虑到现网主要是DSLAM用户，故前期LAN用户占比为10%，后期发展到20%，即前期k5=0.1，后期k5=0.2。

　　第二，设备模型分析。BRAS使用容量(S1)：此使用容量不是BRAS的最大容量，而是考虑了通常情况下设备选型部署过程中的实际使用容量，针对大型城市和中小型城市的不同，采用大型城市S1=35，000，中小型城市S1=10，000。DSLAM使用容量(S2)：此使用容量不是单局点DSLAM的最大容量，而是考虑了通常情况下设备选型部署过程中的实际使用容量，针对大型城市和中小型城市的不同，采用大型城市每局点DSLAM使用容量1000线，中小城市每局点DSLAM使用容量500线计算，即大型城市S2=1000，中小型城市S2=500。组播交换机容量(S3)：为了简化计算复杂性，假定每个组播交换机下带一级级联接入交换机，每个接入交换机可用用户端口为24口，上联到组播交换机汇聚，组播交换机大型城市采用48个下联接口，中小型城市采用24个接口的设备，即大型城市S3=48*24=1152，中小型城市S3=24*24=576。在实际组网过程中，组播交换机可以根据用户分布情况和业务开展情况采用多级级连树型或环型组网。边缘层收敛比(k6)：根据城域网规划和经验值，k6=0.9。汇聚层收敛比(k7)：根据城域网规划和经验值，大型城市k7=0.7，中小型城市骨干层与汇聚层合一。骨干层收敛比(k8)：根据城域网规划和经验值，大型城市k8=0.5，中小型城市k8=0.7。

　　对新增IPTV流量的计算

　　第一，城域网设备估算

　　BRAS数量(N1)=宽带用户人数(S)÷BRAS使用容量(S1)。即：大型城市N1=900000÷35000，取整后为26台；中小型城市N1=100000÷10000，取整后为10台。

　　根据城域网建网规划和经验值，大型城域网汇聚层采用4～8台汇接边缘层设备，即假定N2=6。

　　根据城域网建网规划和经验值，大型城域网骨干层采用2台相对集中，中小型城域网骨干层与汇聚层合一，即N3=2。

　　BRAS IPTV业务所需上行增加带宽(B1)：BRAS开展IPTV业务需要同时考虑VOD业务和BTV业务。VOD业务：大型城市，BRAS使用容量(S1)×宽带用户并发在线系数(k1)×IPTV用户占比(k2)×VOD应用占比(k3)×码流带宽(Bm)×边缘层收敛比(k6)×(1-ES命中率(k4))；中小型城市，BRAS使用容量(S1)×宽带用户并发在线系数(k1)×IPTV用户占比(k2)×VOD应用占比(k3)×码流带宽(Bm)×边缘层收敛比(k6)。BTV业务：码流带宽(Bm
　　)×组播频道数(Bi)，BRAS IPTV业务所需上行增加带宽(B1)=VOD业务+BTV业务。即：公式1 BRAS IPTV业务所需上行增加带宽

　　大型城市B1=S1*k1*k2*k3*Bm*k6*(1-k4)+Bm*Bi；

　　中小型城市B1=S1*k1*k2*k3*Bm*k6+Bm*Bi

　　大型城市初期B1=35000*0.5*0.15*0.5*1.5*0.9*(1-0.9)+1.5*20=207.2M;大型城市后期B1=35000*0.5*0.5*0.5*1.5*0.9*(1-0.9)1.5*100=740.6
　　M;中小型城市初期B1=10000*0.5*0.15*0.5*1.5*0.9+1.5*20=536.3M;中小型城市后期B1=10000*0.5*0.5*0.5*1.5*0.9+1.5*100=1837.5M

　　汇聚路由器IPTV业务所需上行增加带宽(B2)：汇聚路由器开展IPTV业务需要同时考虑VOD业务和BTV业务。VOD业务：大型城市，(BRAS IPTV业务所需上行增加带宽(B1)-码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi))×BRAS数量(N1)×汇聚层收敛比(k7)÷汇聚路由器数量(N2)；BTV业务：码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi)

　　汇聚路由器IPTV业务所需上行增加带宽(B2)=VOD业务+BTV业务。即：公式2汇聚路由器IPTV业务所需上行增加带宽大型城市B2=(B1-Bm*Bi)*N1*k7/N2+Bm*Bi大型城市初期B2=(207.2-1.5*20)*26*0.7/6+1.5*20=567.5M;大型城市后期B2=(740.6-1.5*100)*26*0.7/6+1.5*100=1941.5M;

　　骨干路由器IPTV业务所需上行增加带宽(B3)：骨干路由器开展IPTV业务需要同时考虑VOD业务和BTV业务。VOD业务：大型城市，(汇聚路由器IPTV业务所需上行增加带宽(B2)-码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi))×汇聚路由器数量(N2)×骨干层收敛比(k8)÷骨干路由器数量(N3)；中小型城市，(BRASIPTV业务所需上行增加带宽(B1)-码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi))×BRAS数量(N1)×骨干层收敛比(k8)÷骨干路由器数量(N3)×(1
　　-ES命中率(k4))。BTV业务：码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi)

　　骨干路由器IPTV业务所需上行增加带宽(B3)=VOD业务+BTV业务。即：公式3骨干路由器IPTV业务所需上行增加带宽大型城市B3=(B2-Bm*Bi)*N2*k8/N3+Bm*Bi中小型城市B3=(B1-Bm*Bi)*N1*k8/N3*(1-k4)+Bm*Bi

　　大型城市初期B3=(567.5-1.5*20)*6*0.5/2+1.5*20=836.3M;大型城市后期B3=(1941.5-1.5*100)*6*0.5/2+1.5*100=2837.3M;中小型城市初期B3=(536.3-1.5*20)*10*0.7/2*(1-0.9)+1.5*20=207.2M;中小型城市后期B3=(1837.5-1.5*100)*10*0.7/2*(1-0.9)+1.5*100=740.6M

　　第二，接入网设备估算

　　DSLAM数量(N4)=取整上限(BRAS使用容量(S1)×(1-LAN用户占比(k5))÷DSLAM使用容量(S2))×BRAS数量(N1)。即：大型城市业务初期N4=取整上限(35000×(1-0.1)÷1000)×26，为832局点；大型城市业务后期N4=取整上限(35000×(1-0.2)÷1000)×26，为728局点；中小型城市业务初期N4=取整上限(10000×(1-0.1)÷500)×10，为180局点；中小型城市业务后期N4=取整上限(10000×(1-0.2)÷500)×10，为160局点。

　　组播交换机数量(N5)=取整上限(BRAS使用容量(S1)×LAN用户占比(k5)÷组播交换机容量(S3))×BRAS数量(N1)。即：大型城市业务初期N4=取整上限(35000×0.1÷1152)×26，为104台；大型城市业务后期N4=取整上限(35000×0.2÷1152)×26，为182台；中小型城市业务初期N4=取整上限(10000×0.1÷576)×10，为20台；中小型城市业务后期N4=取整上限(10000×0.2÷576)×10，为40台。

　　按照接入网汇聚层规划和经验值，接入网汇聚交换机下挂6台设备计算，城域网接入层汇聚交换机N6=(DSLAM局点数量(N4)+组播交换机数量(N5))÷6。大型城市业务初期N6=取整上限((832+104)/6)，为156台；大型城市业务后期N6=取整上限((728+182)/6)，为152台；中小型城市业务初期N6=取整上限((180+20)/6)，为34台；中小型城市业务后期N6=取整上限((160+40)/6)，为34台。

　　DSLAM局点IPTV业务所需上行增加带宽(B4)：DSLAM开展IPTV业务需要同时考虑VOD业务和BTV业务。VOD业务：DSLAM使用容量(S2)×宽带用户并发在线系数(k1)×IPTV用户占比(k2)×VOD应用占比(k3)×码流带宽(Bm)。BTV业务：码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi)

　　组播交换机IPTV业务所需上行增加带宽(B1)=VOD业务+BTV业务。即：公式4DSLAM局点IPTV业务所需上行增加带宽

　　B4=S2*k1*k2*k3*Bm+Bm*Bi

　　大型城市初期B4=1000*0.5*0.15*0.5*1.5+1.5*20=86.3M；大型城市后期B4=1000*0.5*0.5*0.5*1.5+1.5*100=337.5M；中小型城市初期B4=500*0.5*0.15*0.5*1.5+1.5*20=58.1M；中小型城市后期B4=500*0.5*0.5*0.5*1.5+1.5*100=243.8M。

　　组播交换机IPTV业务所需上行增加带宽(B5):开展IPTV业务需要同时考虑VOD业务和BTV业务。VOD业务：组播交换机使用容量(S3)×宽带用户并发在线系数(k1)×IPTV用户占比(k2)×VOD应用占比(k3)×码流带宽(Bm)。BTV业务：码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi)

　　组播交换机IPTV业务所需上行增加带宽(B1)=VOD业务+BTV业务。即：公式5组播交换机IPTV业务所需上行增加带宽

　　B5=S3*k1*k2*k3*Bm+Bm*Bi

　　大型城市初期B5=1152*0.5*0.15*0.5*1.5+1.5*20=94.8M;大型城市后期B5=1152*0.5*0.5*0.5*1.5+1.5*100=366M;中小型城市初期B5=576*0.5*0.15*0.5*1.5+1.5*20=62.4M;中小型城市后期B5=576*0.5*0.5*0.5*1.5+1.5*100=258M。

　　汇聚交换机IPTV业务所需上行增加带宽(B6)：开展IPTV业务需要同时考虑VOD业务和BTV业务。VOD业务：BRAS使用容量(S1)/6×宽带用户并发在线系数(k1)×IPTV用户占比(k2)×VOD应用占比(k3)×码流带宽(Bm)。BTV业务：码流带宽(Bm)×组播频道数(Bi)

　　组播交换机IPTV业务所需上行增加带宽(B1)=VOD业务+BTV业务。即：公式6汇聚交换机IPTV业务所需上行增加带宽

　　B6=S1/6*k1*k2*k3*Bm+Bm*Bi

　　大型城市初期B6=35000/6*0.5*0.15*0.5*1.5+1.5*20=358.1M；大型城市后期B6=35000/6*0.5*0.5*0.5*1.5+1.5*100=1243.8M；中小型城市初期B6=10000/6*0.5*0.15*0.5*1.5+1.5*20=123.8M；中小型城市后期B6=10000/6*0.5*0.5*0.5*1.5+1.5*100=462.5M。

　　通过以上的计算，我们可以绘制出流量分布图，在IPTV业务大规模商用情况下流量的分布如图4所示。其各项数据分析配合计算模板可用于城域网新建或改造使用参考，作为现有网络设备板卡和接口容量是否需要扩容的依据。

　　IPTV业务作为一种新兴的业务，具有流量大、实时性和可靠性要求高的特点。所以运营商在开展IPTV业务之前，必须要对现网进行一定的评估，充分了解现网和业务开展之间存在的差距，才能够做好规划和部署工作。华为公司具有专门的城域网评估和优化小组，具有科学完善的评估系统和软件体系及丰富经验，能够帮助运营商做好IPTV业务开展工作，并已经在广东电信等重大项目上得到应用。

----《通信产业报》