IPRAN网络开启组播特性的研究分析

陆昊 金华 罗朝聪

【摘要】    本文主要是在贵州联通IPRAN网络上开启组播特性进行的研究分析。鉴于农村IPTV业务卡顿问题，提出了相应的解决方案，并以贵州六盘水本地网为试点进行测试验证，最终得出在IPRAN网络上可以开启组播功能。本次测试成功不仅能够为IPRAN网络节省带宽资源，解决农村IPTV业务卡顿问题，也能够为未来可能需要开通组播的新业务提供参考。

【关键词】    IPRAN网络    IPTV业务    组播

一、研究背景

1.1 IPTV业务的发展

贵州联通于2016年开始大力发展IPTV业务，其中在城区的OLT、汇聚交换机、BRAS之间的链路全部采用裸纤组网，而在乡镇、村级的OLT至县局汇聚交换机之间的传输链路由于纤芯资源和传输距离等问题限制，采用IPRAN网络进行承载。

1.2 IPTV业务发展面临的问题

针对IPTV的直播业务，由于贵州当前有50多个直播频道，码流为4M或8M，在没有开启组播的情况下，每个用户观看1个直播频道时都将产生一份4M或8M的带宽，在当前业务发展过程中，由于乡镇、村级OLT承载在IPRAN传输网络上，且IPRAN网络没有开启组播特性，导致农村乡镇的IP城域网组播复制点只能到达BRAS侧，故在OLT至IPRAN的上行端口、IPRAN传输环以及IPRAN县局ASG设备至县局汇聚交换机出口之间的链路产生了大量的带宽消耗，会导致IPTV业务出现卡顿。

二、IPTV业务卡顿的解决方案

2.1方案设计

采用PIM方案进行测试研究，如图1所示。

组网：OLT连接CSG，SW连接ASG，BRAS新建一个子接口和 ASG对接，配置PIM，在交换机上用vlan 穿通。ASG-CSG-ASG配置PIM。

方案特点：

1）BRAS新建一个子接口和 ASG对接，配置PIM，在交换机上用vlan 穿通。仅交换机到BRAS之间有双份流量;

2）IPRAN 接入环起公网PIM;

3）CSG 接OLT 的接口直接配置静态组加入，将所有频道引流发给OLT;

4）接入环上只有一份所有频道的流量。

2.2方案试点测试

（1）交叉测试：调节IPTV节目频道，城关断桥局点观看一个IPTV频道，城关一中观看其中另外一个IPTV频道。记录实时环上流量情况以及与OLT互联端口流量情况;上联s9306端口以及与城域网BRAS端口流量情况。

（2）常规测试：调节IPTV节目频道，城关断桥和城关一中局点同时观看一个节目频道，记录实时环上流量情况以及与OLT互联端口流量情况;上联s9306端口以及與城域网BRAS端口流量情况;调节IPTV节目频道，城关断桥和城关一中局点总计20台机顶盒分别调节至不同的节目频道，记录实时环上流量情况以及与OLT互联端口流量情况;上联s9306端口以及与城域网BRAS端口流量情况。

（3）倒换测试：12点以后倒换测试，通过断开10G环上一侧上联端口，断开后观察IPTV业务及他业务情况。

2.3测试验证结果

（1）视频质量分析

通过探针对19个测试账号的终端进行各时间段的可用率、质差时长、UVMOS平均值和最小值以及最大值、丢包率等详细指标进行监控分析，所有直播业务正常。整体播放质量良好、无质差用户、无引流时延、组播节目切换无卡顿。

（2）网络质量分析

对CSG至OLT的对接端口、CSG环上的端口、ASG和93交换机对接的端口、93交换机至ME60端口进行监控分析，整体指标如表1所示。

（3）测试结论：

IPRAN设备可以开启组播功能，能够为IPTV直播业务节省大量带宽。

为避免不必要的带宽浪费，在开启IPRAN组播时，不建议提前将组播流预配置到OLT上，在有组播需求的时候，从ME60上直接引组播流。

IPRAN开启IPTV组播流后，环上带宽增加需求和同时观看的频道数以及码流有关，和用户数无直接关系。

IPRAN组播倒换成功，现场观察到直播业务无卡顿，不会造成直播业务中断，不会影响到现网的无线和其他业务。

测试环境下的IPRAN 10GE传输环上所有业务峰值带宽利用率在20%左右。据此分析全省的IPRAN 10GE环能够支撑县乡IPTV业务的长期放号。

三、总结

IPRAN网络开启组播特性后具有如下价值：

3.1针对省内现有的IPTV业务

（1）节省IPRAN传输环上的带宽资源：当IPRAN开启组播后，IPTV直播业务最大只能消耗350M带宽（当前省内的节目源情况下），IPRAN传输环不会成为IPTV业务的发展瓶颈，可以支撑IPTV业务的规模放号。

（2）节省OLT-CSG、ASG-SW之间的对接端口资源和投资：由于开启了组播以后，这两段链路的流量也将会大幅减少，且可以根据业务的发展逐步的进行带宽扩容，节省网络投资。

3.2针对未来可能出现的新业务模式

除了现有的IPTV业务之外，未来无线网络上也有可能会开展组播业务，例如EMBMS业务（EMBMS  Evolved multimedia broadcast/multicast service 增强型广播多播服务），这同样要在IPRAN网络上提供组播能力。EMBMS技术通过共享无线和传输资源，以ptm点对多点的方式传输用户业务，一份业务流覆盖尽可能多的用户。在有效提升网络资源利用率的同时，可以明显提升用户的业务体验，减少资源拥塞造成的业务低体验。

参  考  文  献

[1]廖利云，龚光红.组播技术及其在RTI通信中的应用[J].系统仿真学报， 2003， 15（7）：1021-1023.

[2]张晓虹.组播技术在IPTV中应用的研究[D].天津大学， 2007.

[3]张嵩.基于组播技术的IPTV网络的设计和实现[D].天津大学， 2014.

[4]林长望，林建泉，李伟华等.IP组播技术在监控系统中应用[J].电力自动化设备，2006， 26（2）：73-75.