摘要：IPTV业务是指通过IP承载网络向用户提供可支持交互能力的电视节目的直播、点播和时移播放等业务的总称。通过IPTV业务，用户可以得到高质量的数字媒体服务，可以自由地选择视频节目，实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。

　　IPTV CDN被普遍认为是电信业转型的重要选择，全球电信行业围绕IPTV从技术、市场和政策等角度进行了诸多探索。目前在国内仅中国电信的IPTV用户数就突破1亿，IPTV已成为电信运营商的基础业务之一。本文重点分析现网IPTV CDN承载方案，以及新型网络演进架构下IPTV CDN的演进趋势。

　　IPTV CDN功能简介

　　IPTV业务是指通过IP承载网络向用户提供可支持交互能力的电视节目的直播、点播和时移播放等业务的总称。通过IPTV业务，用户可以得到高质量的数字媒体服务，可以自由地选择视频节目，实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。

　　电视直播Linear TV

　　是指用户根据频道直接选择并收看电视节目，系统侧向选择该广播频道的全部用户同时推送相同的音视频流，播放既定的内容，为用户提供电视节目。

　　视频点播Video on Demand

　　能向用户提供音视频存储内容的播放业务，用户可以对播放过程进行控制，控制包括快进、快退、重放等。

　　时移电视Time-shift TV

　　对实时播放的广播频道进行短暂的暂停、倒退和快进操作的业务。

　　增值业务

　　支持信息服务、远程教育、游戏业务、理财业务等增值业务功能。

　　行业应用

　　支撑多行业应用，能为不同行业分配平台资源、个性化EPG、个性化的内容，同时能为行业客户提供自服务管理界面，对本行业客户的用户、资源、内容、EPG进行必要的管理。

　　IPTV CDN系统架构

　　IPTV系统在总体结构上分为5层：内容运营系统、业务运营系统、CDN分发网络、承载网络和家庭网络，某省运营商IPTV系统架构如图1所示。

　　图1 某省运营商IPTV系统架构

　　内容运营系统

　　该系统主要包括由内容运营商以及第三方业务提供商建设的相关应用平台。主要负责相关视音频节目播放系统和监管系统的建设和管理，包含业务逻辑管理和处理、业务数据处理等基本业务处理功能;音视频节目内容的组织、转播、制作、审核、存储、管理和发布、播出控制、相关视听节目内容的安全等内容管理功能。第三方业务提供商相关平台的应用包括游戏、信息服务、电子商务、互动节目等，这些应用需要发布到IPTV平台上，供用户订购后使用。

　　业务运营系统

　　IPTV业务运营系统包括IPTV业务管理平台和IPTV综合业务支撑平台两部分。

　　业务管理平台主要完成业务管理、用户管理、CP/SP管理、增值业务管理、认证授权、业务统计分析等功能，并负责完成与运营商BSS/OSS等系统的对接。

　　综合业务支撑系统具有与平台强相关的内容统计分析、设备管理、原始话单、增值能力服务等功能，并承担EPG服务和首次鉴权功能。

　　CDN分发网络

　　分发网络完成视频数据的导入、存储、分发和服务等功能，设备主要包括流媒体服务器和存储设备。

　　现CDN分发网一般为二级架构，即省中心节点和用户服务节点。省中心分为省内容中心和省能力中心，省内容中心负责从买方内容库获取内容，并下发至下级节点。省能力中心作为容灾和服务依赖节点，为政企客户提供单播服务。用户服务节点为本地市用户提供服务。CDN分发网络架构如图2所示。

　　图2 CDN分发网络架构

　　承载网络

　　承载网络主要基于宽带网络构建，包括骨干网、城域网和接入网。当大规模布点时，IPTV平台需要综合考虑如下要素，以实现承载网络对IPTV业务的全面支持。

　　QoS保障：低丢包率、延迟、抖动;不同业务的优先级保证;高带宽保障。

　　组播能力：组播协议支持;组播控制管理;频道快速切换;组播转发能力。

　　安全要素：实现信源合法性及传输安全性等方面的控制;实现对用户及业务提供商的管理;实现视频业务的隔离。

　　可靠性要求：节目源的可靠连接;网络可靠性。

　　CDN业务发展现状

　　传统IPTV CDN增速放缓

　　IPTV平台经过多年的建设，技术成熟，业务发展稳定，据工信部最新数据显示，截至2020年底，中国IPTV用户总数达到3.15亿，仅中国电信IPTV用户就突破1亿户，同时平台发展也面临一些问题。

　　• 设备供应商相对集中，设备软硬绑定，不利于平台云化池化部署，后续需要推进设备软硬解耦，进一步探索基于微服务架构的新一代IPTV业务平台。

　　• 平台大部分处于专网网段，业务无法直接送达机顶盒，后续如何开放现有平台CDN分发能力需要进一步探索。

　　• 按照两级播控牌照制度，形成“央视爱上一级播控+各省广电二级播控+各省电信运营商”的新模式。由于电信运营商受广电监管，无法快速引入互联网新兴视频媒体业务。

　　目前高清、4K、8K等节目源较少，整体单IPTV用户码流率增速较低，用户数增速放缓。

　　结合以上问题，后续应加强IPTV平台解耦云化、丰富节目源，加强与广电协作，进一步开放CDN能力，提升现有资源利用率，盘活现有资源。

　　新兴互联网CDN增速加快

　　近年来，随着互联网用户数增加和应用种类丰富，业务由传统的浏览网页、发送邮件等向视频、游戏、IM等流媒体转变，网络带宽也呈现爆炸式增长，在给用户带来丰富互联网体验的同时，也给运营商带来了巨大挑战。

　　中国CDN市场正快速增长，云服务商也在大力发展CDN业务，TOP云服务商总收入中CDN的占比超过30%，已经成为CDN的主流服务商。对电信运营商来说，CDN不仅是面向客户的服务能力，还是避免网络管道化的关键能力平台。通过建设一流的CDN服务，科获得互联网流量调度的掌控权。

　　现网IPTV CDN承载方案

　　以某省电信运营商IPTV CDN现网为例，如图3所示。

　　一是现网骨干网承载方案。运营商现有IPTV内容分发网络采用二级架构组网，分为省中心节点、用户服务节点。省中心与163和CN2网络设有直达链路。省中心与163网络间目前的流量主要是节目源下推流量。

　　二是现网城域网承载方案。上网业务采用PPPoE接入方式，IPTV业务采取非Session级IPoE接入方式，终结于MSE;组播复制点在OLT;CDN节点全部集中部署在CR。

　　图3 某省电信运营商IPTV CDN现网架构

　　城域网及IPTV CDN承载演进思路

　　新型城域网架构演进思路

　　(1)新型城域网架构演进思路

　　为适应未来5G、云网融合等业务需求，新型城域网需满足固移融合、转控分离、网业分离、安全可靠等关键特征。固移融合是指固移融合承载，业务功能快速迭代;转控分离是指网络功能解耦，提升资源利用效率;网业分离是指解耦网络功能与带宽，业务和网络功能云化;安全可靠是指端到端网络、信息传播、内容安全管理。

　　现有城域网架构如图4所示。

　　图4 现有城域网架构

　　新型城域网架构的设计思路是在现有网络基础上，进行业务分离、架构分层和功能解耦，从而引入全新的架构设计，以满足大带宽、SLA可承诺、SLA可保障、业务快速开通要求。新型城域网架构设计了以下三层。

　　基础承载层：引入大容量单机等新形态设备，构建城域Fabric，降低成本，宽带、移动流量无阻塞转发。

　　业务功能层：打破网络设备和网络功能紧耦合，协同DC布局，实现固移业务及网络功能快速部署、快速迭代。

　　• 智能管控层：业务编排和网络控制器，实现流量自动化调度、网络自动配置、业务快速提供。

　　(2)新型城域网总体建设方案

　　借鉴数据中心Spine-Leaf架构，构建城域内Spine-Leaf无阻塞转发平面，实现固移融合流量统一承载，业务及网络功能云化演进，逐步实现网络功能和承载分离。

　　新建Spine/Leaf无阻塞转发平面：Spine设备部署在核心DC，Leaf设备主要部署在边缘DC，Spine和Leaf之间以100GE链路组网。

　　MSE池化组网：MSE主要用于互联网访问业务接入，并实施转控分离改造，控制面集中部署在核心DC，转发面池化后主要部署在边缘DC。

　　Leaf设备融合接入：Leaf节点作为固移融合点，同时下联DCSW和STN B。

　　内容和应用按需下沉：随着5G业务的发展，MEC/UPF/CDN等逐步下沉至核心DC或者边缘DC。

　　新型城域网总体建设方案如图5所示。

　　图5 新型城域网总体建设方案

　　IPTV CDN承载演进思路

　　在新型城域网架构下，一是在业务边缘为IPTV业务用户提供安全可靠的接入，二是在网络侧为IPTV业务提供组播和QoS保障的能力，实现业务平台和CDN节点的就近和灵活接入。

　　对于IPTV用户接入保持原有PON、LAN等接入方式不变，通过城域网Fabric架构集中至UP池统一承载，通过C/U面交互实现认证上线。

　　认证、首页、点播、回看等单播流量均通过UP面转发，直播通过原有CN2跨域方式将码流注入新型城域网内，通过接入Leaf终极IGMP，实现二层逐级复制至PON环境下发给用户。

　　图6 基于IPTV CDN承载演进的新型城域网架构

　　推进CDN云化部署，初期CDN接入层级保持下挂地市城域网CR，中期由下挂地市城域网CR调整至下挂地市spine核心交换机;远期结合业务发展下沉至地市边缘DC。

　　小结

　　在新型网络演进背景下，运营商积极推动IPTV CDN与互联网CDN协同发展，逐步完成IPTV电视用户、固网用户、手机用户的相互渗透，丰富业务种类的同时提升业务价值，主导并推进产业链的持续发展。

　　责任编辑：张华