詹 斌

(高邮市广播电视台,225600）



广电城域网络面临的发展趋势和挑战

詹 斌

(高邮市广播电视台,225600）

摘要：随着宽带中国的逐步演进，广电运营即将面对视频和宽带业务带来的带宽提速压力，高清视频点播导致宽带流量承爆炸式增长，网络IP化趋势加速变革（例如终端IP化，业务IP化，传输IP化），新业务飞速增长也迫使长期存在的传统业务例如广播视频、固定语音、传统专线等受到挑战。

关键词：城域网络;广电业务;发展

当前在传统业务模式仍然存在的情况下，新业务会呈现出不断产生与变化的特点，这其实就要求城域网在保证传统业务有序进行的同时，能够为新业务提供资源的灵活调度和使用，新旧业务的融合、开放、互联网化已不可避免，面对IPTV、宽带网络、LTE、大数据、云计算等方面的竞争，当前迫切需要以大带宽为目标，构建全新的广电城域网，打造健康产业生态，同时也针对灵活性、可靠性、易运维等方面提出了更高的要求。

1　业务模型始终决定网络架构

多样性的业务需要网络架构支撑多业务处理和传输能力，广电城域网要实现多业务承载，提升用户体验，但其在带宽上已经不能满足全业务运营的要求，导带宽性能已成为瓶颈，尤其是VoD流量，我们可以试想一下，未来几年广电当前主流业务面临的机会点和用户业务诉求，广电的发展势必要求建设并优化高质量的城域网。

1.1视频业务：引入3D视频，增强视频业务及体验，同时实现内容聚合以及个性化智能检索；

1.2宽带业务：提升宽带视频服务的体验，互联网视频逐步规模化，家庭固网、无线、移动互联网普及；

1.3融合业务：融合数字家庭实现多媒体融合通信，多屏互动，云存储，云计算；

伴随着三网融合的契机，尽管近年来广电也致力于打造宽带网络、努力提高宽带服务订购率，但由于自身不具备互联网出口带宽，巨额的网间结算严重制约着广电宽带互联网业务的发展。广电用户首要的业务需求就是视频质量更好、更清晰。而当网络带宽出现瞬间降低于编辑制作所要求的带宽时，工作站端就会出现视频画面闪黑，使得节目的上下载和播出发生问题。而高清视频码率可达到50-100Mbps，带宽、时延、流量突发等问题会变得越发敏感，由于VoD下行流量大，因此要求城域网容量足够大，同时端口密度足够高。广电城域网针对双向互动视频业务和宽带业务可部署新建双平面承载，真正业务解耦。宽带上网、互动业务、大企业专线业务等业务采用一个平面承载；点播业务、VOD信令采用另外的平面承载，按流量建网、易扩容，接入层+核心层，扁平化两层组网。不同业务网络可采用不同的网络设备类型，能满足业务发展需求，价格具备竞争力，扩容成本压力小。业务解耦的优势在于不同的业务对网络有不同的需求，专网保障专项业务，按业务而非网络维度开展运维，根据不同业务的发展规划，针对性扩容。

针对不同工作站对时延要求有差别的情况，以及带宽不稳定的问题，网络拓扑设计可围绕二层扁平网络架构，同时接入层具备大缓存交换机能力。逻辑架构如下图1：

1.4素材采集：高清非编和新闻制作网主要处理高清视音频文件，所以资源上载主要来自各类高清摄像机、演播室信号回采，并支持来自于收录系统、中心媒资系统、P2读卡器等资源导入。

1.5非编和新闻制作：新闻制作系统是为了满足时政新闻部、新闻评论部、社会新闻部几个部门平时的业务要求而建立，配置的站点均需要在支持高清节目的制作、配音，文稿编写的需求，也要满足时效性要求。节目制作完成需要进行内审、技审后提交至演播室系统。

1.6节目播出：非编制作模块中视音频文件推送到演播室播出服务器中进行演播室播出。

整网采用二层扁平架构，打包、转码、新闻文稿工作站时延和带宽要求不高的业务通过GE端口接入交换机，接入交换机堆叠通过10GE端口与 核心交换机或者数据中心相连；高清采集工作站、高清非辑工作站通过GE端口与大缓存交换机相连；IP NAS 统一存储通过2*10GE双上行到核心交换机；要求时实性和带宽要求最高的新闻高清精编工作站和高清新闻素材采集工作站通过GE端口直接与存储相联；非编制作网通过核心交换机与其他节目生产系统互联。

2　整网的网络架构设想是

2.1业务分区设计：根据不同工作站的业务对带宽和时延的不同要求，把工作站进行分类，不同类别工作站与交换机和存储进行分区设计。

2.2低时延设计：基于电视台视音频端到端的传输时延不能大于40ms的天然特性，二层扁平网络设计，减少跳数，降低时延。

2.3大缓存设计：高清制作网络工作站接入交换机采用大缓存设计，避免突发大流量带来网路拥塞而导致大量丢包。

3　高质量的广电城域网可实现的价值优势

3.1业务分区设计，网络分层接入

按照客户端承载的业务特性，提供网络不同带宽和时延，提高网络的可靠性和节目制作的效率。高清新闻采集和高清新闻非编业务对带宽和时延要求最高的业务通过单独区域直接与非编NAS存储连接；高清采集、高清非编等高码流和低时延的业务通过单独区域两条L2层接入核心访问非编NAS存储；打包、转码、新闻文稿等时延和带宽要求不高的业务划分为其他区域通过两跳L3层接入核心访问非编NAS存储；

3.2扁平化网络，低延时

高清制作工作站访问存储的跳数过多可能会导致延时，采用二层扁平网络设计，网络侧链路负载均衡算法和存储侧文件系统参数调优等方法，保证从工作站到存储的端到端链路时延小于40ms。接入、核心二跳网络，非编制作岛生产工作站接入路由交换机到核心两跳访问媒资在线存储平均延时均满足要求。

3.3大缓存设计，不丢包

针对高清非编业务进行缓存和时延优化设计，高清非编工作站接入交换机提供共享大缓存能力，动态分配给接入端口相应缓存，即保证突发大流量不丢包，同时也不会因缓存带来非编系统不可接受的大时延。

3.4全IP网络统一承载

针对现有非编制作双网架构带来的网络复杂行与运维成本高等问题，通过低时延、大缓存的设计保证高清非编业务需求,同时简化网络复杂度、降低运维成本。

高质量的广电城域网，满足广电场景多业务高密用户接入，保证 VOD内容高效分发到地市 ；大带宽满足广电高速增长的带宽诉求，无阻塞的交换能力，大交换容量以及大缓存保证高清视频瞬间大流量不丢包；电信级的可靠性满足多业务承载要求，同时精细化用户管理更适应广电场景（出口带宽不足） ；网络异常秒级精确定位，提升用户体验 。大视频的后端需要超宽带的网络，从接入百兆开始，到VOD承载专网的QoS保障还有省干OTN 从100G乃至未来400G 的整网方案，为广电运营商向全业务转型和获得更好的视频体验提供有力支撑。

图1

参考文献

[1] 韦乐平.城域网技术的新发展[J] .中国新通信. 2006(21)

[2] 池胜华,金焘.广电网络的现状与发展[J] .中国有线电视. 2014(02)

[3] 任艳梅.广电网络发展问题及趋势[J] .电子制作. 2014(01)

The development trend of CATV network and facing challenges

Zhan Bin
(Gaoyou City radio station,225600)

Abstract：With the gradual evolution of Chinese broadband,radio and television operators will face in the video and broadband bandwidth speed pressure,HD video on demand and lead to broadband traffic bearing explosive growth trend of IP network to accelerate change (such as terminal IP,IP,transmission IP),the rapid growth of new business also forced the long-standing traditional business such as broadcast video, fixed voice,the traditional line challenged.

Keywords：metropolitan area network broadcasting business development

作者简介

詹斌，1982-，男，高邮市广播电视台，籍贯：江苏高邮。电子工程师，研究方向：广播电视技术。