城域网如何应对视频业务的承载

不久前，宽带论坛公布了2008年全球各个地区宽带以及视频业务的发展情况。这份报告显示，即使全球经济受到金融风暴的影响，但来自宽带和视频领域的消息依然令人振奋。截至2008年底，全球IPTV用户总数达到了2170万，比2007年底增长了63%。宽带论坛认为，人们对宽带和视频业务的需求依旧处于上升的趋势。

近几年，以IPTV为代表的视频业务吸引了越来越多的目光。开展IPTV业务能够为运营商带来宽带用户的大幅度增长，同时降低用户的离网率。但是与此同时，以IPTV等视频应用为主的业务承载对城域网提出了更高的要求。为了保证视频业务的收看质量与有线电视相当，城域网除了要在带宽、频道切换时延、网络QoS等方面提供保证，还必须提供良好的排错和故障定位能力。

降低网络带宽需求

城域网如果利用现有的广泛使用的编码技术，为用户提供DVD效果的视频业务，每个用户至少需要3-4M b p s(使用MPEG-2编码)，或2Mbps(使用MPEG-4或更高压缩率的编码)的下行接入带宽。如果城域网提供HDTV业务，则每用户至少需要8-12Mbps的下行接入带宽。

但是，目前的宽带接入主要采用ADSL技术，对组播功能支持有限，大多数只支持IPv4协议的单播。另外，运营商原有的CDN(内容分发网络)常采用集中式服务器，会随着用户数量的增多，急剧消耗城域网络带宽。

视频业务对网络带宽的需求日益增加，如果采用组播复制点下移的方法，则可以有效缓解这一需求。组播复制点即用户I G M P请求的终结点。组播复制点越接近用户越能节省网络带宽。对A D S L宽带网而言，组播复制点可选在BRAS、UPE或DSLAM。

由于目前网络大多采用BRAS集中管理模式，如果选用BRAS作为组播复制点，随着用户的发展，B R A S的复制能力必然会成为网络发展的瓶颈。如果选择UPE或DSLAM作为组播复制点，并采用分散的网络部署模式，这样高速上网的流量就可以在本地进行交换，而不需要跨越整个城域网，从而减少对网络带宽的消耗。

完成快速频道切换

有线电视网的频道切换非常快，用户体验比较好，所以城域网提供的视频业务也应尽量减少端到端的时延，才有竞争力。据调查，用户可接受1s的TV频道切换时间，及10s以下的VOD切换时间。但是，由于受到"频道切换速度"和"视频流错包重传"的影响，目前的网络视频系统若不经过优化，频道切换时间将达3-4s，用户能够感受到明显的延时。

这时，如果采用新兴的iVSE(integratedValue-Added Service Engine)智能增值业务卡，即采用快速单播的形式把iVSE卡里面缓存的一个GoP(Group of Picture)快速推给机顶盒进行解码，从而缩短i帧到达的时间，就能够在用户发起频道改变请求后的100毫秒内，提供所需要的视频流，用户不会感觉到频道切换后的电视画面改变有任何迟滞。

iVSE还可以监测到由于网络环境变化所产生的错误数据包，从而采取相应的修复动作。借助这项技术，机顶盒首先会监测到某些视频数据包丢失;然后机顶盒在数据队列中，保存视频数据包正确顺序的同时，向网络要求重新传送丢失的数据包;待收到后，将之按原有顺序排列，并无中断地播放。

基于i V S E 的网络视频优化方案的具体做法是在路由器上缓存2-4s的视频数据，并和机顶盒间建立一条TCP通道，负责监控丢包，当机顶盒检测到有丢包数据需要重新传输时，向iVSE卡请求重传丢失的数据包。所有错误修复在100毫秒内完成。

确保视频收看质量

丢包、抖动等会严重影响视频的收看质量，会让用户觉得网络视频比不上有线电视。视频业务的网络服务质量，一方面通过IP组播+核心网(CDN)的方式来保证，另一方面就要通过现在普遍使用的区分服务、流量工程等技术来保证。现有的城域网，特别是接入层的网络结构、业务能力、QoS保证、认证方式、设备性能等，都是基于普通Internet上网业务来设计的，无法满足多媒体业务的大规模开展。

然而为更多用户提供服务，一直是运营商追求的目标，这种追求显然与可靠的用户体验背道而驰。假设某个影片，如《贫民窟的百万富翁》获得了奥斯卡奖项，使它人气剧增，成为用户点播的大热点，用户对这部影片势不可挡的观看需求很快就会使网络过载，并造成拥塞。如果某个社区内接入网络的性能只允许100人同时观看这部影片，那么，第101个用户的接入就会降低所有观看者的体验。

要解决这一问题，区分式服务体系的建立能够起到一定作用，但是它也只能解Huawei Technologies决用户级的拥塞;有针对性的解决方案是呼叫准入控制(CAC)。CAC会沿着传输路径，追踪网络资源潜在的拥塞点是否可用，当出现资源不足以满足某特定需求的情况时，网络就会智能地拒绝接入请求，以保证其他在线用户的体验。实现快速故障定位

传统的网络对于运营商来说是"一朵云"，没有人清楚数据流量在"云"里面到底是怎么走的，所以当用户观看网络视频或者打电话出现故障时，网络维护部门的人很难弄清楚这朵"云"中哪里出了问题。对于那种瞬间故障后又立刻恢复的业务，故障定位则更难。因此，运营商需要7×24小时的连续监控机制，从而及时定位故障，避免再次出现相同故障，确保稳定的用户体验。

i R S M(i n l i n e R e a l-t i m e S t r e a mMonitoring)正是支持7×24小时监控，帮助运营商维护部门快速定位故障的一种技术。iRSM是TI(意大利电信)与华为合作开发的网络实时流量监控机制，不需要硬件的任何投资，只需要升级软件即可实现对网络数据报文的实时监控。

iRSM通过在网络头节点插入一个特定I P报文，此I P报文随网络中的其他I P包一同传输，并在网络中的其他节点被提取，结合1588v2提供的时钟同步，便可计算出网络延时、丢包率等。网络中的这些数据被网管系统收集后，绘制出网络状态曲线图，就可以实现7×24小时对网络的监控。维护人员在定位某一时刻出现的故障时，可以退回到这个时间点，查看各个设备报送网管的数据，据此分析出哪里出现了丢包。

目前这项技术已在T I广泛应用，T I也非常希望这项技术能够推广到全球的每一个运营商，以提升运营商的网络维护效率。