黄 晋

(中国电信股份有限公司苏州分公司 苏州 215004)

1 引言

ITV业务在城域网规模应用以来，发展势头良好。目前ITV业务用户数量已经接近宽带用户数的20%，其中观看频道节目的用户约占50%。城域骨干网部署组播后，对平台和骨干网络的带宽起到了很好的节约作用。

在ITV网络建设初期，用户量相对较少，将组播复制点选择在BRAS上，BRAS具备较强大的组播复制能力，可以基于用户VLAN和PPPoE会话进行大量的复制，此时接入汇聚网络不需要使用组播VLAN，用户的组播流量和普通流量一样在各自的VLAN或PPPoE会话中承载。

但随着ITV业务的进一步发展，BRAS下行全部维持单播给接入网带来了巨大的流量压力。当有200个用户观看标清节目（2.5 Mbit/s码流）时，就会产生500 MB的业务流量，按照一台BRAS设备并发4 000个ITV用户计算，能够产生10 GB的流量，考虑到接入网的安全冗余，则需要为接入网准备20 Gbit/s的ITV业务带宽。因此随着ITV业务的不断发展，针对是否需要将组播复制点由目前的BRAS上下移到二层设备上，进行讨论和考量。

2 组播复制点设定的技术原理

2.1 组播复制点设置在BRAS上

当组播复制点设置在BRAS上时，用户的机顶盒和BRAS设备进行IGMP协议交互。首先BRAS接收用户的IGMP请求，把用户的频道请求转换成PIM协议的加入消息发给平台；其次平台将频道视频流以组播流的形式传送到BRAS，BRAS复制成单播流下传给用户。

同一个频道的节目不管有多少用户观看，BRAS只会从平台引入一份组播流，但是会复制多份单播流给不同的用户，因而占用较多的接入网带宽。频道视频流量示意1如图1所示。

2.2 组播复制点设置在接入网设备上

当组播复制点设置在接入网设备 （DSLAM、OLT、交换机）上时，如果用户的机顶盒采用和以前一样的PPPoE接入方式，则无法和接入网设备直接进行通信。因此需要将机顶盒的接入方式改成IPOE，即DHCP方式，这样机顶盒就可以和接入网设备、BRAS/SR进行IGMP的协议交互。

图1 频道视频流量示意1

图2 频道视频流量示意2

组播复制点设置在接入网设备上，意味着组播流将直接下发到接入网设备，为此需要从BRAS/SR开通一路专门的组播VLAN将组播流下发到接入网设备。

为了减少从BRAS/SR到接入网设备的组播流量，在接入网设备上必须启用IGMP Proxy功能，使接入网设备能够接收用户发出的IGMP请求，并转化成接入网设备的IGMP请求发往BRAS/SR；BRAS/SR设备收到接入网设备的IGMP请求后，从专门的组播VLAN将组播流下发到接入网设备，接入网设备通过跨VLAN（从组播VLAN到用户VLAN）的复制把组播流变成单播流下传给用户。

同一个频道的节目不管有多少用户观看，接入网设备只会从BRAS/SR引入一份组播流，但是会复制多份单播流给不同的用户，占用的是用户带宽，从而节省了接入网的带宽。频道视频流量示意2如图2所示。

3 组播复制点下移的优缺点

3.1 优点

组播复制点下移到接入网设备，最大的好处是可以节省接入网的带宽资源，但是有如下2个前提条件。

首先，在ITV用户中，看频道节目的用户应当占多数，不能少于50%。看点播的用户多，就无法凸显组播复制点下移的优势。

其次，从极端情况考虑，每台接入网设备上看频道节目的用户看的频道不同，当每台接入网设备上的并发频道用户数量大于频道数量时，这台设备上的组播流量就不再增加，最多保持在频道数×码流上，这时组播复制点下移才能够节约带宽资源。但是考虑到热门频道相对集中，如江苏省有160个频道，近40%的用户看的频道集中在12个热门频道上，即有超过30个用户看频道节目，理论上就可以节省带宽了。并发用户数越多，节省的可能性就越大。

为此，进行初步预测，不同并发用户的带宽节省情况见表 1。

全标清流量按照2.5 Mbit/s的码流计算，全高清流量按照8 Mbit/s码流计算，高标混合流量按照标清占80%计算。

预测显示，在有160个频道、40%的用户观看频道集中在12个热点频道的前提下，当超过30个并发频道用户时，可以节省带宽；超过250个并发频道用户时，接入网设备复制的组播流大小达到顶峰，不再增加；超过300个并发频道用户时，可以节省近一半的带宽。

组播复制点下移到接入网设备，还可以减轻BRAS/SR设备的负载压力。当接入网设备开启了IGMP Proxy功能时，一台承载8 000个并发ITV用户的BRAS/SR设备面对的IGMP协议交互对象从8 000降低到了400，全部的组播复制负载消失，BRAS/SR只需要维持组播VLAN中的频道流，对BRAS尤其是SR设备的CPU和内存负载是很大的减压。

3.2 缺点

组播复制点下移到接入网设备后，改变了接入网设备只管简单转发流量的模式。接入网设备开始代理和处理IGMP数据、进行跨VLAN的组播复制，设备配置复杂了，CPU和内存的消耗加大，影响设备处理能力的指标也发生变化。

组播复制点下移到接入网设备后，增加了专门的组播VLAN，在二层网络环境中，增加了形成网络环路、产生网络风暴的风险。

组播复制点下移到接入网设备后，不能采用PPPoE认证方式，网络计费精确度降低，控制能力削弱，网络改造成本较高，与现网传统上网业务的运营模式不匹配，相关的IT系统支撑还不能及时跟进。

4 现网实际案例

在城域网中，同一台汇聚交换机2块板卡，分别汇聚了9台DSLAM和9台OLT。

表1 不同并发用户宽带节省情况

9台DSLAM所在板卡有一条GE链路上行到ITV业务SR，对应忙时有203个ITV终端在线，其中活跃用户(更新时间小于100 ms)165个，估算看频道的用户83个，平均每台DSLAM有9个。这块板卡上行到SR的链路时流量为402.254 MB，165个用户平均2.43 MB，基本相当于每人占用一个标清码流。显然带宽没有明显节省。

9台OLT所在板卡有一条GE链路上行到ITV业务SR，对应忙时有555个ITV终端在线，其中活跃用户(更新时间小于100 ms)444个，估算看频道的用户222个，平均每台DSLAM有24个。这块板卡上行到SR的链路时流量为416.729 MB，444个用户平均0.93 MB，显然，带宽有超过50%的节省。进一步分析可以看出，这444个活跃用户在不同 OLT 上的分布是 31、133、47、66、6、30、26、41、64，有3台的活跃用户超过60，对节省带宽的贡献较大。

5 结束语

通过上述分析，组播下移到接入网在DSLAM设备上优势不明显。一台500线的DSLAM设备，宽带实装率85%，ITV用户渗透率20%，并发50%，频道用户占比70%，核算下来并发的频道用户数是30个，基本不节省DSLAM设备的上行链路带宽。当DSLAM上ITV用户渗透率升高时，DSLAM设备的上行链路带宽开始节省。而对于PON设备，尤其是大容量PON设备，则优势明显。一台超过2 000个宽带并发用户的OLT，并发频道用户数约为280个，可以节省近50%的OLT上行带宽。

其次，不管是全标清、全高清还是混放的情况，带宽节省的比例随并发频道用户增长的趋势基本不变。

再次，在业务发展政策中，吸引用户看电视频道，更集中地看热门电视频道，可以大幅度地节省接入网带宽，使组播下移到接入网的效果更好。若政策偏向点播、回看类节目，则会导致接入网带宽占用增加，削弱组播下移到接入网的效果。