運營(yíng)級視頻監控系統的承載網(wǎng)規劃
2009/01/13
運營(yíng)級視頻監控業(yè)務(wù)是基于運營(yíng)商寬帶網(wǎng)絡(luò )為用戶(hù)提供圖像、聲音和各種報警信號遠程采集、傳輸、儲存、處理的一種新型電信運營(yíng)業(yè)務(wù)。其業(yè)務(wù)重點(diǎn)是通過(guò)一個(gè)應用廣泛的遠程網(wǎng)絡(luò )監控中心服務(wù)平臺，以集中式分區化運營(yíng)方式為用戶(hù)提供便捷、經(jīng)濟、有效的遠程監控整體解決方案。通過(guò)運營(yíng)級視頻監控業(yè)務(wù)，用戶(hù)可以不受時(shí)間、地點(diǎn)限制對監控目標進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、管理、觀(guān)看，實(shí)現跨地域的統一監控、統一存儲、統一管理和資源共享。
業(yè)務(wù)承載模型
目前，運營(yíng)級視頻監控系統的承載網(wǎng)絡(luò )主要基于運營(yíng)商現有寬帶網(wǎng)，包括全國骨干網(wǎng)、省級骨干網(wǎng)以及城域網(wǎng)。
全國骨干網(wǎng)用于承載跨省監控業(yè)務(wù)的媒體及信令傳送，省級骨干網(wǎng)用于承載跨地市監控業(yè)務(wù)的媒體及信令傳送。全國骨干網(wǎng)與省級骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )承載模型如下圖所示：
城域網(wǎng)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(wù)平臺之間的媒體及信令傳送。城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )承載模型如下圖所示：
承載性能要求
隨著(zhù)城市治安監控、社會(huì )資源監控、行業(yè)內部監控以及家庭監控等各類(lèi)監控需求的快速增長(cháng)，最初僅被定位為提供寬帶增值業(yè)務(wù)的運營(yíng)級視頻監控系統將逐步走向獨立運營(yíng)，并可通過(guò)豐富的業(yè)務(wù)種類(lèi)和個(gè)性化的業(yè)務(wù)功能，在吸引大量用戶(hù)的同時(shí)提高ARPU值。不再依附于傳統寬帶業(yè)務(wù)的運營(yíng)級視頻監控系統對其承載網(wǎng)的承載性能提出了新的、更為嚴格的要求。這些要求集中體現在以下幾個(gè)方面：
1）QoS。運營(yíng)級視頻監控系統主要涉及圖像、聲音以及控制信令三種數據，其中圖像和聲音屬于媒體數據，帶有明顯的實(shí)時(shí)性、連續性特征，因此要求承載網(wǎng)具備良好的端到端QoS保障機制，以提供滿(mǎn)足運營(yíng)需求的傳輸帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)以及丟包率；
2）組播。在對PU前端編碼設備上傳的監控碼流進(jìn)行多點(diǎn)分發(fā)時(shí)（同時(shí)轉發(fā)到NRU網(wǎng)絡(luò )錄像單元和多個(gè)CU客戶(hù)端），由于其業(yè)務(wù)流完全相同，可采用組播機制來(lái)減輕承載網(wǎng)的帶寬壓力，因此要求承載網(wǎng)能夠支持可控組播功能；
3）網(wǎng)絡(luò )架構。由于采用媒體和控制相分離的交換機制，在進(jìn)行跨域的監控應用時(shí)，兩域間的媒體流交換可以直接在VTDU之間進(jìn)行，無(wú)需經(jīng)由上級轉發(fā)，因此從節約骨干網(wǎng)帶寬資源的角度考慮，要求承載網(wǎng)采用扁平化的網(wǎng)絡(luò )路由架構；
4）接入容量。運營(yíng)級視頻監控業(yè)務(wù)的典型帶寬需求為300K～2M，當業(yè)務(wù)得到規模商用時(shí)，大量PU編碼設備上傳碼流和CU客戶(hù)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(wǎng)優(yōu)化
運營(yíng)商現有寬帶網(wǎng)在滿(mǎn)足以上要求方面都還存在一定的差距：首先，現有寬帶網(wǎng)缺乏端到端的QoS保證機制；其次，現有寬帶網(wǎng)無(wú)法支持全程全網(wǎng)可控組播；第三，現有寬帶網(wǎng)大多采用星型分級架構，而非扁平化架構；最后，現有寬帶網(wǎng)大多采用集中式BRAS，接入容量有限。
因此，為了充分保證運營(yíng)級視頻監控系統的業(yè)務(wù)質(zhì)量，真正實(shí)現其大規模商用，必須要對現有寬帶網(wǎng)進(jìn)行改造和優(yōu)化。由于運營(yíng)級視頻監控業(yè)務(wù)大量發(fā)生在城域范圍內，因此現有寬帶網(wǎng)的改造和優(yōu)化的重點(diǎn)也主要集中在城域網(wǎng)部分。
1）對于QoS，可通過(guò)DiffServ與MPLS相結合，實(shí)現全網(wǎng)端到端的業(yè)務(wù)流分類(lèi)、標記、排隊及管理。比如，在接入匯聚層根據端口信息對監控業(yè)務(wù)流進(jìn)行802.1P標記，并實(shí)現帶寬分配和擁塞管理；在PE點(diǎn)完成VLAN到VRF的映射，將優(yōu)先級信息帶入EXP域；在核心層P節點(diǎn)根據EXP域編碼決定轉發(fā)優(yōu)先級，然后進(jìn)行調度轉發(fā)。
2）對于組播，可通過(guò)升級或替換不支持組播業(yè)務(wù)的關(guān)鍵設備進(jìn)行全網(wǎng)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(hù)兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：在核心層路由器上對組播源進(jìn)行過(guò)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(hù)的認證與授權機制，限制非法的組播接收用戶(hù)；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(wǎng)絡(luò )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。核心層盡量采用網(wǎng)狀結構，通過(guò)對各個(gè)方向的業(yè)務(wù)流量的靈活調度，使其以最短的路徑、最少的跳數進(jìn)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，盡量實(shí)現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(guò)減少上聯(lián)級數保證滿(mǎn)足要求的收斂比，二是用大容量BRAS替換現有BRAS或將現有BRAS下移，保證每用戶(hù)所獲得的吞吐量。
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