【文章內(nèi)容簡介】 用戶，包括企業(yè)用戶和個人用戶，通過很少的投資可以享受到高質(zhì)量的IP服務(wù)。 結(jié)構(gòu)層次的方案設(shè)計從結(jié)構(gòu)上來講，寬帶多媒體IP骨干網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該包括兩個層次(見下圖)。IP核心層和多服務(wù)接入層。IP核心層是骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)，其作用是提供高速傳輸?shù)耐ǖ溃峁┎煌秶鷤鬏?，是寬帶多媒體IP骨干網(wǎng)的關(guān)鍵。其中IP Qos的技術(shù)使得多媒體在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸提供了必要的保證。IP的策略服務(wù)、安全控制使得基于IP的多媒體網(wǎng)具有良好的延展性。IP多服務(wù)接入層具有無可比擬的彈性，任何IP可達(dá)到的地方、任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可達(dá)到的地方都可提供基于IP的數(shù)據(jù)、語音、視頻的服務(wù)。 功能層次的方案設(shè)計從整體來看，XX寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成可以做如下劃分：l 傳輸網(wǎng)（即骨干網(wǎng)）l 增值業(yè)務(wù)用戶接入網(wǎng)l 電視節(jié)目傳輸系統(tǒng)l 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)l 計費系統(tǒng)l 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在本章后面的篇幅中，我們將對各個組成系統(tǒng)加以簡單介紹，意在幫助用戶從整體的角度理解本設(shè)計方案，在后續(xù)的章節(jié)中，我們將展開更為詳盡的討論。 傳輸網(wǎng)傳輸網(wǎng)作為XX寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，主要為各類服務(wù)提供高帶寬，實現(xiàn)無阻塞IP傳輸，對視頻、語音等多媒體信息提供高優(yōu)先級服務(wù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、多媒體信息的混合傳輸，本方案中，可以滿足用戶對帶寬的需求。 增值業(yè)務(wù)用戶接入網(wǎng)接入網(wǎng)是XX寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分，接入網(wǎng)面向最終用戶，為用戶提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電信部門的接入帶寬和服務(wù)質(zhì)量。從用戶的基本情況來看，可以將用戶分為不同的種類，相對于不同需求的用戶提供不同的解決方案：l 集中大用戶接入為大用戶提供光纜（或其他介質(zhì)）直連的接入方式，用戶側(cè)可根據(jù)需要提供一個Switch/HUB或是Router實現(xiàn)IP接入，可以采用10BaseT、100BaseT。l 小規(guī)模用戶接入小規(guī)模用戶主要指居民用戶和部分規(guī)模較小的單位，這些用戶不需要很高的接入帶寬，可以在目前的單向HFC網(wǎng)絡(luò)雙向改造后，為這類用戶提供廉價的Cable modem接入。l 分散集中型用戶接入有些企業(yè)用戶（如銀行）由于下屬單位較多，地域分布廣，可以采用光纜直連和Cable modem相結(jié)合的方式，對于業(yè)務(wù)集中點采用光纜、雙絞線或xDSL直連的接入方式，而對于其下屬對通信要求不高的單位采用Cable modem接入方式。前提是HFC網(wǎng)絡(luò)是雙向的。 電視節(jié)目傳輸系統(tǒng)MPEG2是為高質(zhì)量電視視頻信號的壓縮而開發(fā)的國際編碼標(biāo)準(zhǔn)，也是至今為止視頻壓縮領(lǐng)域最重要的國際標(biāo)準(zhǔn)。目前，MPEG2視頻編解碼器已陸續(xù)推出，并在衛(wèi)星電視和有線電視等領(lǐng)域有著廣泛而成功的應(yīng)用。隨著IP技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，許多廠家的Codec產(chǎn)品已經(jīng)提供了在IP網(wǎng)上傳輸數(shù)字視頻信號的功能。綜上所述，我們在XX寬帶多媒體IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中選用MPEG2作為有線電視節(jié)目壓縮的標(biāo)準(zhǔn)，并基于MPEG2 over IP實現(xiàn)實時傳輸有線電視節(jié)目，這既符合了視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的趨勢，又順應(yīng)了數(shù)字化電視節(jié)目發(fā)展的潮流。在本方案建議中，升揚系統(tǒng)推薦使用美國Optivision公司的編解碼設(shè)備。 用戶接入網(wǎng)廣播電視網(wǎng)在入戶帶寬上較傳統(tǒng)電信網(wǎng)具有明顯的優(yōu)勢，而且廣電網(wǎng)的建設(shè)起點高，沒有歷史的包袱，可以直接采用先進(jìn)的技術(shù)。在采用先進(jìn)技術(shù)的同時，還應(yīng)該系統(tǒng)的總體設(shè)計原則，注意系統(tǒng)的可靠性，擴充性，靈活性，可管理性和業(yè)務(wù)的適配能力。 網(wǎng)管系統(tǒng)對于網(wǎng)絡(luò)運營商，必須具備完善的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理功能和手段，以保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠地運行。具有完善的，包括故障檢測、區(qū)段定位、端到端性能監(jiān)視、單端維護(hù)能力等，在傳輸中心，可使用圖形方式監(jiān)視全線各環(huán)節(jié)和各部位的運行情況。通過網(wǎng)絡(luò)管理軟件，一方面保證管理系統(tǒng)安全、可靠的運行；另一方面對用戶進(jìn)行有效的管理和控制，本方案中，我們推薦CioscoWorks + OpenView作為網(wǎng)管的解決方案。 計費系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運營商的目的是要贏利，所以計費系統(tǒng)就成為又一個重點，包括IP電話記費，ISP記費，視頻會議的計費等。計費系統(tǒng)的建立應(yīng)遵循以下原則：l 應(yīng)具有高靈活性，以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)的需要以及未來新業(yè)務(wù)的開展l 應(yīng)具有高可靠性，以保證計費系統(tǒng)的不間斷，保證計費信息的完整性l 應(yīng)具有高安全性，以保證計費數(shù)據(jù)的安全正確，維護(hù)電視廣播機構(gòu)和用戶雙方的利益計費系統(tǒng)按服務(wù)方式等主要分為以下兩種：l 固定租金計費方式l 實際使用量計費方式 網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)在系統(tǒng)建立的過程中，必然面臨著如何保證信息和網(wǎng)絡(luò)自身安全性、保障接入用戶的信息安全性的問題。尤其是在當(dāng)前開放互聯(lián)環(huán)境中進(jìn)行信息的交換，如何保證關(guān)鍵信息在存取和傳輸中不被竊取、篡改，已成為用戶普遍關(guān)注的問題。在本系統(tǒng)中，我們采用IP VPN（即虛擬專用網(wǎng)）和防火墻結(jié)合使用的解決方案來解決安全性問題，具體可參閱后續(xù)章節(jié)。 主干傳輸網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)設(shè)計在主干傳輸網(wǎng)絡(luò)中，升揚系統(tǒng)推薦使用CISCO公司的最新產(chǎn)品千兆位交換式路由器GSR 12000。 傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及說明XX市廣電寬帶多媒體IP網(wǎng)由8臺GSR 12012路由器構(gòu)成，全市的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如前圖所示：從圖中可以看到，從XX市區(qū)到除新沂外的各縣，均為直接連接，新沂到XX的連接需要通過邳州轉(zhuǎn)接，所以邳州路由器需要具備足夠的轉(zhuǎn)發(fā)能力。由于XX市中心路由器擔(dān)負(fù)著所有區(qū)縣的連接工作，所以中心路由器對交換能力的需求最為強烈。升揚系統(tǒng)建議所有路由器均使用GSR 12012，XX市廣電網(wǎng)絡(luò)中心路由器和邳州的路由器交換能力為60Gbps；而其他各縣使用15Gbps。邳州因作為新沂的中轉(zhuǎn)節(jié)點，還具有轉(zhuǎn)發(fā)的功能，主干帶寬壓力較大，建議使用CISCO的OC48 POS卡，傳輸距離可達(dá)100km。其他各縣可以使用CISCO的OC12 POS卡，具有最佳的性能價格比。在主干傳輸網(wǎng)絡(luò)中，突出廣播電視的主功能，即把中央、省、市三級的廣播電視節(jié)目傳輸?shù)娇h區(qū)各有線電視臺，各電視臺和廣播電臺，為各縣有線廣播電視臺、電視臺、電臺提供節(jié)目交流通道。同時，為各縣（市）、區(qū)回傳新聞，專題節(jié)目到市級各臺提供條件。另外，此次建設(shè)的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)還將支持今后的各種應(yīng)用和對社會的各種服務(wù)，如Internet的接入，為各行各業(yè)提供VPN的服務(wù)。 GSR 12000路由器配置市傳輸中心Cisco1201211口單模OC48/STM16單?？?1口單模OC12/STM4 單?？?4口多模OC3/STM1多?？?1口千兆以太網(wǎng)卡1Cisco 12000軟件1邳州Cisco1201211口單模OC48/STM16單模卡11口單模OC12/STM4 單?？?4口多模OC3/STM1多?？?交換模塊2Cisco 12000軟件1其他各縣Cisco 1201211口單模OC12/STM4卡（一縣采用千兆以太網(wǎng)卡實驗）14口多模OC3/STM1卡1Cisco 12000軟件1 GSR 12000交換式路由器系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)GSR 12000系列交換式路由器是CISCO公司推出的高端路由器產(chǎn)品，目前有2個產(chǎn)品，GSR 12012和GSR 12008。GSR的高速分布式路由器體系結(jié)構(gòu)與最新的交換核心結(jié)合，能以千兆位的速度提供傳統(tǒng)的3層路由服務(wù)，Cisco 12012具有60Gbps的第3層交換能力，Cisco 12008具有40Gbps的第3層交換能力。GSR總線以高速在系統(tǒng)內(nèi)交換定長的數(shù)據(jù)包， IP數(shù)據(jù)包從不同的端口進(jìn)入路由器，由于IP包為不定長數(shù)據(jù)包，設(shè)想當(dāng)有兩個應(yīng)用所發(fā)出的數(shù)據(jù)包長度相差很大時，例如應(yīng)用1每個數(shù)據(jù)包1000Byte，應(yīng)用2每個數(shù)據(jù)包100Byte，如果GSR只是按IP包轉(zhuǎn)發(fā)，那么，轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用1數(shù)據(jù)包所需要的時間就是應(yīng)用2數(shù)據(jù)包的10倍，應(yīng)用2所需的等待時間為應(yīng)用1的10倍，如果應(yīng)用2是視音頻應(yīng)用，這樣的延遲將增大，另外，如果應(yīng)用1的數(shù)據(jù)包長度不固定，那么，應(yīng)用2(視音頻應(yīng)用)的抖動將增大。因此，GSR采用一種將IP數(shù)據(jù)包切成64字節(jié)的固定長度的“片”， 如圖所示。GSR將這些數(shù)據(jù)“片”在內(nèi)部高速轉(zhuǎn)發(fā)。比如在上例中，如果每個“片”為100Byte，那么每轉(zhuǎn)發(fā)一個應(yīng)用1的數(shù)據(jù)包就會轉(zhuǎn)發(fā)10個應(yīng)用2的數(shù)據(jù)包，能夠更好地支持視音頻應(yīng)用。由于這種結(jié)構(gòu)使GSR成為具有對多媒體應(yīng)用提供支持的唯一IP路由器。 GSR 12000標(biāo)準(zhǔn)特性機箱8,12槽，一個卡盒及冗余的冷卻系統(tǒng)單個千兆路由處理器單個15Gbps交換卡每個槽交換能力5Gbps可選的冗余電源智能的擁塞管理和QoS特性運營商級的冗余支持和熱插拔模塊支持RFC 1619, PPP over SONET/SDH,支持RFC 1662, PPP in HDLClike Framing支持ATM UNI for PVCs支持本地通過Telnet,BootP和TFTP進(jìn)行管理支持遠(yuǎn)程終端管理支持SNMP第三章 編解碼設(shè)備方案建議 IP Codec 邏輯體系IP Codec從功能實現(xiàn)的角度來分，主要包括兩個部分（如圖）：l 編解碼部分l 網(wǎng)絡(luò)部分編解碼部分和網(wǎng)絡(luò)部分。編解碼部分實現(xiàn)對視頻信號的編碼和解碼功能，在編碼端由編碼器把輸入的模擬視頻流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換并壓縮成MPEG2格式的碼流，在解碼器端把MPEG2的碼流解壓縮并轉(zhuǎn)換為模擬視頻流輸出。網(wǎng)絡(luò)部分是傳統(tǒng)的編解碼器所沒有的，IP Codec提供了與IP網(wǎng)絡(luò)的接口，使視頻數(shù)據(jù)通過IP網(wǎng)傳輸成為可能，實現(xiàn)了Video over IP的新型傳輸方式。IP Codec的具體處理流程如圖所示，首先Encoder接收來自視頻源的視頻流，Encoder的編碼部分把視頻流壓縮成MPEG2的數(shù)據(jù)流，和以往的Codec不同，Encoder并沒有直接把MPEG2的數(shù)據(jù)流放到網(wǎng)絡(luò)上傳輸，而是通過Encoder的內(nèi)部總線把MPEG2碼流傳送到網(wǎng)絡(luò)部分，由網(wǎng)絡(luò)部分把MPEG2的數(shù)據(jù)流封裝到IP數(shù)據(jù)包中，然后放到網(wǎng)絡(luò)上，通過LAN/WAN傳輸?shù)紻ecoder端，再由Decoder對接收到的IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行與Encoder相反的變換，還原出原來的視頻流，供編輯或播放。XX在視頻數(shù)據(jù)下行傳輸?shù)腎P Codec，主要由Optivision LiveSystem組成。市中心是整個XX地區(qū)電視節(jié)目傳送的中心，中央、省和市一級的節(jié)目都是由XX市發(fā)出，向各區(qū)縣傳送。XX市現(xiàn)有電視節(jié)目13套，廣播節(jié)目6套，因此，在XX放置了5臺Encoder, 每個Encoder可以提供4路節(jié)目輸入，即最多提供54路節(jié)目輸入/輸出。在賈汪、銅山等地各放置5臺Decoder，每個Decoder可以提供4路節(jié)目輸出，即共可提供54路節(jié)目輸出。Encoder通過IP Multicast協(xié)議把視頻數(shù)據(jù)傳送到Decoder端。 Optivision產(chǎn)品 完整的在線視頻發(fā)布解決方案 DVD級的視音頻質(zhì)量 完全結(jié)合廣泛范圍的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 視頻技術(shù)規(guī)范視頻標(biāo)準(zhǔn)：（MPEG1/MPEG2）NTSC和PAL視頻輸入格式：復(fù)合、SVideo、模擬分量、數(shù)字串行分量視頻輸出格式（Decoder）：復(fù)合、數(shù)字串行分量壓縮標(biāo)準(zhǔn)：MPEG2 MPEG1數(shù)據(jù)率： MPEG2≤ Mbps MPEG1≤ Mbps 音頻技術(shù)規(guī)范壓縮標(biāo)準(zhǔn)：MPEG2和MPEG1壓縮模式：Mono, Dual, Stereo, Joint Stereo壓縮數(shù)據(jù)率：32~384 Kbps(編碼和解碼)采樣率：32 KHz, KHz, 48 KHz第四章 XX市寬帶多媒體IP網(wǎng)絡(luò)接入及多功能開發(fā)設(shè)計方案在我國，廣播電視網(wǎng)絡(luò)是覆蓋率最高的用戶信息網(wǎng)絡(luò)，擁有豐富的通信資源、網(wǎng)絡(luò)資源，它在組建信息網(wǎng)絡(luò)方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，因此在國家信息產(chǎn)業(yè)部“三網(wǎng)一平臺”的總體規(guī)劃中居于重要的地位。XX市寬帶多媒體IP網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)建成以后，XX市網(wǎng)絡(luò)中心和各分節(jié)點之間以光纖組成一高速的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，這一骨干網(wǎng)絡(luò)不僅為有線電視節(jié)目的傳輸提供通道，而且提供了充分的數(shù)據(jù)通信帶寬，可以為政府、金融、院校、醫(yī)院、家庭等不同類型用戶、各種綜合業(yè)務(wù)需求提供集成化的傳輸平臺，并可充分利用廣電有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有資源，創(chuàng)造巨大的社會與經(jīng)濟效益。當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)核心向高速、遠(yuǎn)距離發(fā)展，而各種視頻、語音、數(shù)據(jù)等綜合服務(wù)信息依據(jù)從邊緣、接入到核心的層次，集成到一個多功能網(wǎng)絡(luò)中，在這種公共的“邊緣－核心體系”上的任何訪問技術(shù)都提供了極大的靈活性，并且極大的降低網(wǎng)絡(luò)運營與管理成本。在XX市寬帶多媒體IP網(wǎng)絡(luò)上能夠建立的用戶專用數(shù)據(jù)信息服務(wù)網(wǎng)主要包括下表中羅列的內(nèi)容，且能夠保障足夠的訪問安全:類別具體說明專用信息服務(wù)網(wǎng)信息資源網(wǎng)各大政府機關(guān)、ISP公司等信息服務(wù)機構(gòu)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)各類信息的互通互聯(lián)，為建立信息交換平臺、開展業(yè)務(wù)提供必要的基礎(chǔ)財稅金融網(wǎng)實現(xiàn)銀行、證券公司、投資機構(gòu)的聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)財政、稅務(wù)機構(gòu)的業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療專家網(wǎng)建立遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，并通過聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)門診掛號、住院、病人信息、醫(yī)療保險結(jié)算等自動化網(wǎng)上服務(wù)旅游服務(wù)網(wǎng)實現(xiàn)賓館、飯店、旅行社的聯(lián)網(wǎng)，提供旅游、住宿、餐飲、娛樂信息，并能在賓館飯店提供付費電視、VOD等服務(wù)教育科研網(wǎng)發(fā)展各類學(xué)校聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育、家庭教育，科研機構(gòu)聯(lián)網(wǎng)商業(yè)服務(wù)網(wǎng)各大批發(fā)、零售企業(yè)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)上進(jìn)銷存調(diào)管理，推動城市商業(yè)配送中心、儲運中心的建立及專業(yè)化分工業(yè)務(wù)服務(wù)多媒體類可視電話、會議電視，圖像監(jiān)視、家庭保安、語音廣播遠(yuǎn)程教學(xué)、培訓(xùn)、娛樂、游戲、WEB TV遠(yuǎn)程購物、網(wǎng)上廣告WWW類混合文件的電子信箱業(yè)務(wù)、信息檢索廣播類數(shù)據(jù)廣播、數(shù)字電視廣播、尋呼服務(wù)、圖文電視出版類電子報紙、電子出版物在網(wǎng)絡(luò)接入體系設(shè)計方面，充分考慮到接入的廣泛性、靈活性以及Internet市場的不