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【摘要】隨著高清互動電視用戶數(shù)不斷增長，互動電視推流分發(fā)網(wǎng)作為點播片源推流調(diào)度的主網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)系統(tǒng)，擔(dān)任了傳輸片源的角色。原互動電視分發(fā)網(wǎng)缺乏核心級保護，二級匯聚資源日益緊張，需對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行調(diào)整升級。項目實現(xiàn)了互動電視分發(fā)網(wǎng)核心級保護，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活新穎，兼具安全性與先進性，代表了推流分發(fā)網(wǎng)發(fā)展的趨勢。

【關(guān)鍵詞】分發(fā)網(wǎng)，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(shù)不斷增長，互動點播業(yè)務(wù)版塊內(nèi)容不斷擴充上新，無錫推流分發(fā)網(wǎng)作為點播推流調(diào)度的主網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺，擔(dān)任了重要的角色。本項目依托現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及平臺資源，充分利用無錫本地城域網(wǎng)資源、省播控ERM系統(tǒng)及無錫互動電視分發(fā)網(wǎng)平臺，建設(shè)旨在對現(xiàn)有推流分發(fā)網(wǎng)進行全方位改造升級，解決分發(fā)網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層次單一、缺乏核心級保護、網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)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(fā)推流模式的全新推流分發(fā)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺。

1原分發(fā)網(wǎng)架構(gòu)

原無錫互動電視推流分發(fā)網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)模式靈活度低，缺乏核心推流網(wǎng)絡(luò)主備雙路由保護，互動推流分發(fā)網(wǎng)安全性存在較大隱患，同時視頻分發(fā)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(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單，網(wǎng)絡(luò)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(fā)網(wǎng)絡(luò)的性能，一套大容量低延時的視頻分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是目前最好的選擇。實現(xiàn)對互動電視核心推流分發(fā)系統(tǒng)主備網(wǎng)絡(luò)體系的搭建，升級擴容分中心、鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播站系統(tǒng)設(shè)備，通過核心主備及網(wǎng)絡(luò)的合理架構(gòu)，全面提升互動電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(fā)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。

2分發(fā)網(wǎng)改造規(guī)劃

項目旨在充分考慮用戶需求的前提下，充分發(fā)揮廣電網(wǎng)絡(luò)自身網(wǎng)絡(luò)資源和內(nèi)容優(yōu)勢，打造更安全智能、更多樣化模式選擇的業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)絡(luò)體系，努力打造全天候零中斷的新型智能化分發(fā)網(wǎng)系統(tǒng)平臺。根據(jù)分發(fā)存在的問題與隱患，進行了如下新規(guī)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(xiàn)推流分發(fā)網(wǎng)核心級雙機備份，至二級匯聚交換機萬兆1口使用環(huán)網(wǎng)通道下聯(lián)，萬兆2口通過城域波分通道下聯(lián)，其中任何通道中斷業(yè)務(wù)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(xiàn)業(yè)務(wù)零中斷。2.互動電視分發(fā)網(wǎng)核心備份路由均由無錫現(xiàn)有城域波分系統(tǒng)承載，城域波分已到位的站點均通過城區(qū)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(huán)網(wǎng)通道。未來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方向基于兩種規(guī)劃，一是后期在對應(yīng)點位進行波分系統(tǒng)設(shè)備擴容，二是利用類波分PTN進行新型分發(fā)網(wǎng)架構(gòu)試點調(diào)試?；诂F(xiàn)有平臺網(wǎng)絡(luò)資源的安全智能分發(fā)網(wǎng)平臺框架如圖1所示，用戶側(cè)發(fā)起點播需求，根據(jù)用戶點播的視頻資源類型，在相應(yīng)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(jù)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(wǎng)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(tǒng)進行智能資源調(diào)度，并通過IPQAM推流網(wǎng)進行視頻推送。

3推流分發(fā)網(wǎng)建設(shè)實施

IPQAM推流分發(fā)網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示，項目具體實施建設(shè)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(jié)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(lián)IPQAM的模式建設(shè)為核心推流交換機、二級匯聚交換機及IPQAM三層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，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(dān)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(huán)保護，安全性高，此外，將第2路核心萬兆通道通過環(huán)網(wǎng)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(yè)務(wù)。3.試點的PTN站點則通過PTN環(huán)網(wǎng)保護功能用于核心萬兆1通道保護功能，由于PTN網(wǎng)絡(luò)本身分組分發(fā)的特性，可實現(xiàn)二級匯聚交換機的功能，故新型PTN組網(wǎng)架構(gòu)將不再架設(shè)二級匯聚交換機，減少網(wǎng)絡(luò)故障節(jié)點的同時節(jié)約成本，IPQAM推流分發(fā)網(wǎng)的末端設(shè)備為IPQAM，用于將IP數(shù)據(jù)包通過邊緣調(diào)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(fā)網(wǎng)絡(luò)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(fā)網(wǎng)實際的細化布局狀態(tài)進行了更新修正。在此基礎(chǔ)上，對目前全市的環(huán)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)未來規(guī)劃和分發(fā)網(wǎng)建設(shè)分布實施進度安排進行了充分論證和科學(xué)規(guī)劃。此外，本項目引入了PTN構(gòu)型，由于該構(gòu)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(fā)網(wǎng)PTN構(gòu)型架設(shè)測試，確認了本項目實施初期的廠家設(shè)備。在進行本項目PTN分發(fā)網(wǎng)構(gòu)型實際架設(shè)時，也遇到了一些問題，如PTN設(shè)備替換二級匯聚交換機功能調(diào)試，項目實施現(xiàn)場通過對核心交換機、IPQAM設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)接收策略進行詳細分析，配合PTN本身的轉(zhuǎn)發(fā)機制與配置方式，最終實現(xiàn)了對核心交換端口數(shù)據(jù)包有效轉(zhuǎn)發(fā)并支持多千兆端口復(fù)制的功能，即可支持多站點同時分發(fā)點播的功能。此外，對PTN環(huán)網(wǎng)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(fā)網(wǎng)系統(tǒng)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(xiàn)本地平臺IP推流功能，同時需要將省ERM調(diào)度系統(tǒng)對接至無錫平臺，以實現(xiàn)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(shù)難點，完成了項目設(shè)計的功能規(guī)劃。在各方的共同努力下，最終本項目順利實施，項目建設(shè)完成后分發(fā)網(wǎng)架構(gòu)具體如下：7712核心推流匯聚交換機總共涉及下聯(lián)24個機房站點，包括9個城區(qū)分中心機房及15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播站機房。其中，城區(qū)8個分中心機房各架設(shè)1臺二級匯聚交換機，城區(qū)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(xiāng)鎮(zhèn)廣播站機房各架設(shè)1臺二級匯聚交換機，推流分發(fā)網(wǎng)具體拓撲如圖3所示。項目實現(xiàn)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(gòu)建新型分發(fā)網(wǎng)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(huán)網(wǎng)通道承載，后期規(guī)劃搭建新型PTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)用于業(yè)務(wù)承載。其中，項目依據(jù)現(xiàn)有互動電視推流分發(fā)匯聚節(jié)點布局，結(jié)合匯聚節(jié)點覆蓋的用戶規(guī)模對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行重新規(guī)劃調(diào)整，新增揚名鄉(xiāng)、前洲鄉(xiāng)、錢橋鄉(xiāng)3個二級匯聚站點機房，項目完成后二級匯聚機房站點數(shù)為23個。此外，通過對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行調(diào)整，實現(xiàn)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(xiāng)、南泉鄉(xiāng)、陽山鄉(xiāng)3個站點機房并各新增1臺IPQAM，另外揚名鄉(xiāng)機房新增1臺IPQAM，由此IPQAM設(shè)備將覆蓋全市48個站點機房，并至少為每個站點預(yù)留3個16頻點的IPQAM分組，以滿足當(dāng)?shù)匚磥砣廖迥陿I(yè)務(wù)發(fā)展需求，IPQAM推流分發(fā)網(wǎng)拓撲如圖3所示，IP推流分發(fā)原則上借助現(xiàn)有城域網(wǎng)進行。

4新型分發(fā)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)要點

改造后的推流分發(fā)網(wǎng)架構(gòu)，包含以下技術(shù)要點：1.項目平臺將分發(fā)網(wǎng)單層（核心交換機至邊緣調(diào)整器）缺乏保護的樹形架構(gòu)，建設(shè)為多層次的網(wǎng)狀體系架構(gòu)，同時具備城域波分保護與環(huán)網(wǎng)保護，由于城域波分自帶網(wǎng)絡(luò)成環(huán)保護，視頻分發(fā)網(wǎng)具備三重保護，網(wǎng)絡(luò)健壯度好，安全等級高，點播業(yè)務(wù)實現(xiàn)時，任一主干鏈路中斷后所有業(yè)務(wù)將自動切換至核心備份鏈路，保證業(yè)務(wù)零中斷。2.項目對視頻分發(fā)網(wǎng)引入類波分PTN模型，充分利用PTN自帶成環(huán)保護及分組分發(fā)的技術(shù)特點，對分發(fā)網(wǎng)中幾個邊緣節(jié)點實現(xiàn)了試點，通過試點實現(xiàn)了PTN構(gòu)型承載點播視頻分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，既實現(xiàn)了成環(huán)保護，同時這種新型構(gòu)型創(chuàng)造性的在PTN上實現(xiàn)了二級匯聚交換機的功能，減少了設(shè)備的大規(guī)模架設(shè)，節(jié)省成本的同時保證了網(wǎng)絡(luò)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(xiàn)與省公司ERM系統(tǒng)的對接，可支持IP與IPQAM兩種推流方式，平臺后臺支持靈活調(diào)度不同推流模式，實現(xiàn)用戶側(cè)自主選擇推流方式，以達到更好的點播業(yè)務(wù)使用體驗。項目整體流程中，有不少創(chuàng)新的方面，如在保持本項目網(wǎng)絡(luò)主體架構(gòu)方案的前提下，實施時具體網(wǎng)絡(luò)模式靈活多樣，可充分的實現(xiàn)因地制宜，合理架構(gòu)，實現(xiàn)了既可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，又具備多樣化的架構(gòu)備份形式，充分保障了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。尤其是新PTN架構(gòu)的引進，對未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的模式提供了很好的模式參考，該模式既經(jīng)濟實用，同時兼具安全穩(wěn)定性。項目后期建設(shè)會重點采用PTN構(gòu)型，由于PTN光分組分發(fā)的特性，代表了目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)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(yōu)勢，對業(yè)內(nèi)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(tǒng)的以IPQAM為核心的邊緣下發(fā)模式，在IP化大趨勢下引進IP推流方式，可充分利用現(xiàn)有核心網(wǎng)絡(luò)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(fā)系統(tǒng)功能實現(xiàn)提供了雙網(wǎng)絡(luò)主備路選擇，極大的提升了用戶的點播體驗，該技術(shù)理念可在行業(yè)內(nèi)進行推廣使用，

5結(jié)束語

“三網(wǎng)融合”概念提出后，無錫成為“三網(wǎng)融合”第二批試點城市，在視頻為王的電視業(yè)務(wù)發(fā)展新時代，視頻點播業(yè)務(wù)將在未來廣電業(yè)務(wù)體系中占據(jù)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(xiàn)有視頻點播分發(fā)網(wǎng)進行全面改造升級，將現(xiàn)有視頻分發(fā)網(wǎng)建設(shè)為多層次，帶多樣化核心保護和智能切換的網(wǎng)絡(luò)平臺，極大的提升現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性與健壯性。此外，項目開發(fā)了視頻的IP/IPQAM混合推流模式，并通過與省播控ERM系統(tǒng)、無錫本地點播平臺對接，實現(xiàn)同時支持IPQAM及IP推流模式，用戶可根據(jù)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(yè)務(wù)使用體驗。該項目的建設(shè)將對無錫本地視頻點播業(yè)務(wù)的推廣發(fā)展發(fā)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(shù)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(wǎng)絡(luò)股份有限公司無錫分公司