城域网组播复制点位置设定分析.pdf

网络建设与优化随着ITV业务的快速发展，城域网上单台BRAS设备承载的ITV用户数量将越来越多，BRAS下行的单播流量将极大地占用接入网带宽 组播复制点是否需要从现有的BRAS上下移到接入网设备，下移的效果如何，何时下移合适，本文针对这些问题对两种组播复制点位置设定方案进行了分析，预测和检验了下移后的效果，提出了下移的业务场景关键词城域网；ITV；组播；复制点下移城域网组播复制点位置设定分析黄晋(中国电信股份有限公司苏州分公司 苏州215004)摘 要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的协议交互网络建设与优化260电信科学2011年第10A期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所示图1频道视频流量示意1图2频道视频流量示意2261网络建设与优化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并发频道 用户数（个）全标清流量（MB）全高清流量（MB）高标混合流量（MB）接入网复制BAS/SR复制接入网复制BAS/SR复制接入网复制BAS/SR复制50105125336400151.2180100180250576800259.23601502553758161 200367.25402003305001 0561 600475.27202504056251 2962 000583.29003004057501 2962 400583.21 0803504058751 2962 800583.21 2604004051 0001 2963 200583.21 440262电信科学2011年第10A期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，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，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[作者简介]黄晋，工程师，主要从事中国电信股份有限公司苏州分公司数据宽带网络的规划、建设和维护管理工作，组织实施了苏州电信城域网、IP承载网等大型网络的建设、 优化项目， 完成了MPLS-VPN、ITV、NGN等重要业务的网络规划部署工作，在数据通信网络建设领域有较为丰富的实践经验Analysis on Setting of Multicast Duplicate Point Position in a MANHuang Jin( Suzhou Branch of China Telecom Co., Ltd.,Suzhou 215004,China)AbstractWith the rapid development of ITV services, the number of users hosted on a single BRAS devices in a MAN willbe more and more,unicast traffic from the BRAS downlink will greatly occupies the access network bandwidth. So we areforced to think about the questions,is it nesesary to move down the multicast duplicate point from BRAS to access network,whateffect will present,what time to take action,based on these questions,this article contrasts the differeces between the multicastduplicate point on BRAS and on access network,and forecasts the effect of moving down the multicast duplicate point fromBRAS to the access network.Also we try to suggest the opportunity about the moving down action.Key wordsMAN, ITV, multicast duplicate, point moving down（收稿日期：2011-08-20）263。