IPTV承载网络

IPTV系统包括运营支撑、业务应用、承载网络、用户接入等构件。IPTV数据承载网主要包括两部分，即IPTV多媒体业务传送网络和IPTV宽带接入网的数据承载部分。

IPTV多媒体业务传送网络是位于多媒体内容源系统和宽带接入网之间的一段网络，包括多媒体内容导入网络和业务传送网络，完成视频数据的导入、存储、分发和服务等功能。

IPTV宽带接入网是从多媒体业务网络到用户终端的一段网络，配合运营管理网实现用户宽带上网接入认证管理、视频组播组加入、离开控制功能，并将用户需要的内容发给用户，为用户使用IPTV业务提供QoS保证和传输通道。

IPTV多媒体业务传送网络通常采用3级架构（如图1所示），由省中心节点、市中心节点和边缘节点组成。节目内容和服务等通过省中心节点接入，并由省中心节点向下分发和调度到各个地市中心，再由地市中心将内容向下分发和调度到各自的边缘节点。地市中心节点和边缘节点，通常用城域网连接组织。接入网通过城域网的连接访问IPTV节点。

图1IPTV传送网络

承载网是IPTV发展过程中的突出问题，IPTV能否给用户提供良好的视听体验，承载网的传送质量是基础。

IPTV流量模型分析

IPTV业务包含直播电视（LiveTV）、视频点播(VoD)、时移电视（Time-ShiftTV）以及其它增值类业务，这些业务在网络中的流量模型并不相同。

直播电视

IPTV的直播电视是传统的电视业务在基于IP网络上的进化。基于IPTV网络的交互性和灵活性，直播电视可以和ESG、富媒体交互业务结合，给用户带来更好的体验。

直播电视是按频道组织的，用户选择了电视频道后，被动地接受媒体业务。使用同一频道业务的所有用户，所接收的数据都是一样的。因此，可以采用组播技术来减少网络上的重复流量。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。建立组播树之后，主干带宽不随用户数增加而变化，因为无论有多少个目标用户，在整个网络的任何一条主干链路上只传送单一视频流。组播提高了数据传送效率，减少了主干网的业务流量。

图2直播电视业务流量模型

在直播电视业务流量模型（如图2所示）中，假设同时有N个用户观看某个频道的业务，如果不用组播技术，这N个用户，每一个都要建立一条链路，去中心节点0获取该频道的媒体数据，在同时访问的用户量N很大时，链路上的带宽消耗、中心节点0的服务器压力是非常巨大的。

采用了组播技术后，从中心节点到边缘节点，对于每个用户想要观看的直播频道，边缘节点加入组播组，建立到中心节点的组播树，从中心节点取一路该频道的媒体流就可以了。用户只需要从边缘节点获取频道数据，这样就减少了从边缘节点到中心节点的流量。

在接入网络的BRAS、DSLAM等设备上，也可以采用组播技术，这样就进一步减少了边缘节点和接入网络的流量。

视频点播

视频点播（VoD）是指根据用户要求，将视频内容以实时流媒体的方式传递给用户。对于点播业务，用户可以在观看中可按暂停、后退、快进键进行频道节目的控制。

由于用户点播节目没有同一性，播放中又需要个性化的控制，不能用组播技术来减少流量，只能用单播方式。

点播节目还有一个特点就是节目众多，更新频度快。节目发布不要求实时性，可以在业务不繁忙时，从节目源向存放节点传送，这样节目的发布对网络的流量影响不是很大。

点播节目的存放点，对于网络中点播业务流量的影响很大。如果采用全分布方式，将所有点播节目放在边缘节点，则从中心节点到边缘节点的点播带宽消耗最低。

由于点播涉及的节目众多，采用完全分布方式，不一定很经济。一种方法是将热点节目放在边缘节点，用户点播热点节目从边缘节点获取内容；点播边缘节点上没有的节目时，通过主干网络向中心节点获取内容。按照CACHE管理算法，节目的热度、节目的存放位置会发生更新，这样降低了边缘节点的处理能力要求和部署成本，主干网络上的流量与同时进行点播的用户数、边缘节点命中率有关。

视频点播中的单播流量（如图3所示）展示了这种方式下的网络流量模型。在图3中，用户向边缘节点1访问节目a和c时，由于边缘节点上存放了该节目，用户访问边缘节点上的内容；访问节目b和d时，由于边缘节点上没有该节目，用户通过主干网络访问中心节点上的内容。当中心节点上某节目的热度上升到某个限值时，节目从中心节点复制到边缘节点，以后在边缘节点上访问；当边缘节点上某个节目的热度下降至某个限值时，节目从边缘节点上被删除。

图3视频点播中的单播流量

时移电视

IPTV系统中时移电视的实现，是在IPTV流媒体节点上随时将频道节目存储起来，在用户需要的时候，将存储的节目内容提供给用户观看。由于不同的用户对于同一频道访问的数据内容不同，难以利用组播技术来减少从存储节点到用户的流量。

主干网络的流量，首先取决于存储节点的位置。如果存储节点在中心节点，那么每个访问时移业务的用户都要建立链路去访问中心节点的内容，带宽需求与同时访问的用户、频道的传输码率有关。如果存储节点放在边缘节点，则主干网络上的业务流量需求可以消除，但对边缘节点的处理能力有了更高的要求，进而提高了网络部署的成本。

一种折衷的方法是，根据边缘节点的用户数量、节目的热度来灵活处理。热点节点可以作为完全的存储节点；冷节点提供一定的存储能力。

由于时移电视的内容存储不能在接入网络上进行，接入网络的组播汇聚点对于接入网络在时移业务的带宽消耗方面没有影响。

在时移业务中，用户发出的控制交互引发的流量很小，不会对网络带来大的影响。