業(yè)務承載模型
目前,運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)的承載網絡主要基于運營商現(xiàn)有寬帶網,包括全國骨干網、省級骨干網以及城域網。
全國骨干網用于承載跨省監(jiān)控業(yè)務的媒體及信令傳送,省級骨干網用于承載跨地市監(jiān)控業(yè)務的媒體及信令傳送。全國骨干網與省級骨干網的網絡承載模型如下圖所示:
城域網包括核心層、匯聚層以及接入層,主要用于承載本域PU、CU與本域中心服務平臺之間的媒體及信令傳送。城域網的網絡承載模型如下圖所示:
承載性能要求
隨著城市治安監(jiān)控、社會資源監(jiān)控、行業(yè)內部監(jiān)控以及家庭監(jiān)控等各類監(jiān)控需求的快速增長,最初僅被定位為提供寬帶增值業(yè)務的運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)將逐步走向獨立運營,并可通過豐富的業(yè)務種類和個性化的業(yè)務功能,在吸引大量用戶的同時提高ARPU值。不再依附于傳統(tǒng)寬帶業(yè)務的運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)對其承載網的承載性能提出了新的、更為嚴格的要求。這些要求集中體現(xiàn)在以下幾個方面:
1)QoS。運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要涉及圖像、聲音以及控制信令三種數(shù)據(jù),其中圖像和聲音屬于媒體數(shù)據(jù),帶有明顯的實時性、連續(xù)性特征,因此要求承載網具備良好的端到端QoS保障機制,以提供滿足運營需求的傳輸帶寬、時延、抖動以及丟包率;
2)組播。在對PU前端編碼設備上傳的監(jiān)控碼流進行多點分發(fā)時(同時轉發(fā)到NRU網絡錄像單元和多個CU客戶端),由于其業(yè)務流完全相同,可采用組播機制來減輕承載網的帶寬壓力,因此要求承載網能夠支持可控組播功能;
3)網絡架構。由于采用媒體和控制相分離的交換機制,在進行跨域的監(jiān)控應用時,兩域間的媒體流交換可以直接在VTDU之間進行,無需經由上級轉發(fā),因此從節(jié)約骨干網帶寬資源的角度考慮,要求承載網采用扁平化的網絡路由架構;
4)接入容量。運營級視頻監(jiān)控業(yè)務的典型帶寬需求為300K~2M,當業(yè)務得到規(guī)模商用時,大量PU編碼設備上傳碼流和CU客戶端下載碼流將要求位于匯聚層和接入層之間的BRAS提供足夠的吞吐量。
承載網優(yōu)化
運營商現(xiàn)有寬帶網在滿足以上要求方面都還存在一定的差距:首先,現(xiàn)有寬帶網缺乏端到端的QoS保證機制;其次,現(xiàn)有寬帶網無法支持全程全網可控組播;第三,現(xiàn)有寬帶網大多采用星型分級架構,而非扁平化架構;最后,現(xiàn)有寬帶網大多采用集中式BRAS,接入容量有限。
因此,為了充分保證運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務質量,真正實現(xiàn)其大規(guī)模商用,必須要對現(xiàn)有寬帶網進行改造和優(yōu)化。由于運營級視頻監(jiān)控業(yè)務大量發(fā)生在城域范圍內,因此現(xiàn)有寬帶網的改造和優(yōu)化的重點也主要集中在城域網部分。
1)對于QoS,可通過DiffServ與MPLS相結合,實現(xiàn)全網端到端的業(yè)務流分類、標記、排隊及管理。比如,在接入匯聚層根據(jù)端口信息對監(jiān)控業(yè)務流進行802.1P標記,并實現(xiàn)帶寬分配和擁塞管理;在PE點完成VLAN到VRF的映射,將優(yōu)先級信息帶入EXP域;在核心層P節(jié)點根據(jù)EXP域編碼決定轉發(fā)優(yōu)先級,然后進行調度轉發(fā)。
2)對于組播,可通過升級或替換不支持組播業(yè)務的關鍵設備進行全網改造。目前,核心層設備基本均支持組播,不支持組播的主要是一些老的DSLAM和BRAS。為保證組播的可控性,需從組播源和組播用戶兩個方面進行考慮:在核心層路由器上對組播源進行過濾,只允許預先設定的組播源發(fā)出流量;結合BRAS或AAA,引入組播用戶的認證與授權機制,限制非法的組播接收用戶;在DSLAM或接入層交換機上啟用IGMP Snooping,防止組播流的廣播分發(fā)。
3)對于網絡架構,需趨于扁平化,以減少物理級聯(lián)及邏輯級聯(lián)的級數(shù)。核心層盡量采用網狀結構,通過對各個方向的業(yè)務流量的靈活調度,使其以最短的路徑、最少的跳數(shù)進行轉發(fā)。接入層應盡量減少DSLAM或二層交換機的級聯(lián)級數(shù),盡量實現(xiàn)DSLAM或二層交換機與BRAS的直接相連。
4)對于接入容量,一是可通過減少上聯(lián)級數(shù)保證滿足要求的收斂比,二是用大容量BRAS替換現(xiàn)有BRAS或將現(xiàn)有BRAS下移,保證每用戶所獲得的吞吐量。