数字电视IP组播信源切换方案.doc

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1、数字电视IP组播信源切换方案摘要：本文提出一种基于网闸设备的IP组播信源切换方案，应用于有线电视前端对不同输入源的IP格式直播电视信号作切换和处理。该方案可同时服务于有线电视光纤入户和传统同轴电缆两类不同接入网用户，具有安全可控及应用开放性高的特点。关键词：网闸;IP组播;信源切换1引言为提升三网融合形势下的行业竞争力，有线电视网络当前正加快部署高清化、IP化数字电视前端和光纤入户网络改造，以满足未来家庭用户至少100Mbps的带宽需求。从建设运维成本、业务承载能力、可靠性、未来演进及技术发展趋势等角度考虑，光纤入户是未来网络演进的最佳方式。当前，广电网络光

2、纤入户主要采用单纤双波或双纤三波方式，而从网络部署和投资效益角度分析，单纤双波是未来的主要演进方向。因此，在接入网络演进过程中，有线电视前端系统需要进行IP化融合改造，以同时服务基于IP端到端的光纤入户用户，以及基于DVB标准的同轴电缆接入用户。在IP化有线电视前端系统中，信源切换模块作为较为核心的信号处理环节，需要满足广播电视前端系统多路IP组播信源切换，使用TCP/IP高标准化传输协议以及实现传输网络隔离来提升网络安全性等业务需求。本文提出一种基于网闸设备的IP组播信源切换方案，应用于有线电视前端对不同输入源的IP格式直播电视信号作切换和处理。2网闸功能

3、概述4学海无涯网闸设备是由两套各自独立的系统组成的，分别连接安全和非安全的网络，这两套系统通过网闸进行信息摆渡，保证两套系统之间没有直接的物理通路。在本方案广播电视IP化前端机房的应用中，信号源接入节点上下游网络在技术管理上属于互为非信任域：上游网络为省级干线网络或市级对联专线网络、不同节目源或来源于不同单位运维的网络；下游网络为地市广电单位自主运维的业务承载城域网络。网闸设备实现切换不同信源输出，同时实现了上下游网络的逻辑隔离，防止两个网络间的非法流量互相影响，以确保双边平台的安全。2.1物理层特性。网闸的物理层隔离技术确保不同网络中主机在任何时间是物理性

4、断开的。本方案中，网闸设备需具备多路万兆数据接口，各万兆接口可作为信源输入口连接上游网络，也可作为信源输出口连接下游城域网。上下游网络主机物理性隔离，数据传递时，各网络主机只通过各自网络连接的万兆接口就可与网闸设备有数据交互。该组网方式舍弃交换机等互联设备，减少了系统横向数据交互，并能通过网闸设备实现上下游系统平台聚合，以及提升平台安全性。对于信源输出接口，通过N+1端口备份模式实现信源切换，并进一步提升系统组网安全性。2.2链路层特性。网闸的链路层隔离技术就是消除不同端口间数据链路的建立，网闸设备与外部网络交互是基于链路通信协议的数据交换，而内部不同端口间

5、数据交互是使用串口通信协议等。在本方案中，数据交换方面以直播电视的IP封装数据作为核心处理对象，从网闸设备各端口接入到数据转发都有严格控制，并针对媒体数据特点全面优化，极大地降低了信号丢包和延迟。而且，为了提升网闸管控安全，特设独立网管模块，管理系统与设备间的安全通信则由HTTPS安全访问协议保障。2.3重建TCP/IP协议。网闸设备为了消除TCP/IP协议在不同网络间引起串扰，在通过网闸进行数据传输时，数据包输入时须剥离TCP/IP协议，输出时再重建TCP/IP协议。在本方案中，网闸设备对同一个信号需要支持多组播输出，输出的组播可以同时支持IPv4及IPv

6、6的双栈模式，并可完成两种协议的互相映射。2.4重建应用协议。网闸设备为了消除应用协议的串扰，在数据经过网闸设备时同样必须重建应用协议。本方案中的直播电视IP组播流通过地市的网闸重新封装后，输出为“同源同组”的IP组播流，经城域网到接入的PON网络，一直到光口终端，均启用IGMPv2协议。3切换方案设计4学海无涯传统的DVB有线电视前端是基于ASI接口标准建设的，为更好地适配FTTH光纤入户终端和点播互动等业务，我市建设了基于IP组播协议的IP化有线前端直播平台。该平台自启用以来运行稳定，在不影响信号安全的前提条件下，充分简化了有线前端的平台结构，信号调度也

7、更加灵活。与传统DVB平台不同，IP化平台信号源接入部分主要有输入信源较多的特点，本方案中信号源除原有3路（省传SDH、卫星、本地垫播）之外，另新增了两组IP信号源，所以原有直播平台3路输入信源切换器已不符合使用需求。为保证IP直播电视业务的可靠性，前端须部署一套网闸系统，要求支持至少5路的信源接入，通过网闸设备的切换功能，输出一组可靠的单路组播源。当省中心到地市中心的任意一路或多路节目出现异常或中断时，网闸设备能够检验出异常，并进行自动切换，保证输出组播信号不受影响。当地市主网闸故障、链路故障时，IP组播信号由主网闸输出4学海无涯信号切换到备网闸输出信号，

8、由地市备网闸承担组播流发送工作。主、备网闸配置一致的