电信运营商IPTV业务发展趋势浅析

作者:中通服咨询设计研究院有限公司 刘乔俊 责任编辑:王禹蓉 2021.02.22 12:00 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)IPTV业务作为电信运营商智慧家庭生态圈的重要入口,已经成为电信运营商重要的基础业务之一。伴随着光宽带业务的普及,IPTV用户体量得到迅速提升,5G、AR/VR、8K技术的快速发展促进新型视频业务应用场景的出现,在保证业务多样性的前提下,电信运营商也面临着业务和网络的转型考验。本文从IPTV业务承载方式、IPTV CDN承载网络、IPTV平台架构解耦等方面,浅析IPTV业务发展的趋势及对现有运营商网络产生的影响。

IPTV业务发展现状

IPTV即交互式网络电视,利用电信运营商宽带及CDN网络向家庭用户提供视听节目等交互式服务。区别于传统广电网络的有线电视和互联网OTT TV,IPTV在电信运营商的大力推广下,依托于宽带业务的发展,力推融合套餐和宽带捆绑销售,用户体量跟随宽带用户大幅增长。在内容上,IPTV覆盖直播、点播和部分增值服务,主打高清、4K等视频内容,因此获得用户的青睐。

根据工信部2021年1月发布的《2020年通信业统计公报》,截至2020年底,三大运营商宽带接入用户4.84亿户,IPTV用户3.15亿户,渗透率达到65%,2020年IPTV业务收入335亿元。

高带宽、高可靠、可扩展网络是实现视频业务的网络基础,随着IPTV用户体量的增长,未来8K、AR/VR等大视频业务对网络提出新挑战,IPTV业务对网络带宽、可靠传输提出了更高的要求,用户需求的多样化也促进了IPTV在内容质量、交互技术上的提升,同时也促使电信运营商在IPTV业务承载方式转变、CDN节点下沉、IPTV平台和CDN网络解耦等方面及时做出调整,并联合5G、AR/VR、8K的发展创新多种业务场景。

新型视频业务发展趋势

5G、AR/VR技术的快速发展以及业务生态的逐步建立,使得新型视频业务场景不断被开发,例如5G+VR的体育赛事、重大活动的直播+社交互动、5G+MEC/vCDN的商业综合体/园区场景下高清视频分发、360°全景、AR/VR/全息视频等多种形式的视频应用等,高清视频、网购、直播、虚拟与增强现实等均需要更高的带宽、更低的网络时延,以此为用户提供更好的视讯体验。

为适应新型视频业务的发展需求,电信运营商在云网融合背景下,积极调整业务承载方式,开展网络架构转型。

IPTV业务承载方式的转型

AR/VR、4K/8K视频等对网络带宽、转发质量有较高要求,为实现在城域网边缘对此类业务进行分流,实现边缘处理,运营商使用增强型非session级IPoE承载IPTV点播和组播业务、云网超宽带业务,满足此类业务的承载要求。引入增强型非session级IPoE符合运营商云网融合架构的演进趋势,摆脱传统网络设备通过session管理用户的复杂性,可使用overlay方式承载业务流量,在用户近源侧接入CDN节点分流访问需求,网络设备专注于流量转发,简化设备要求,业务开通灵活。

IPTV业务使用增强型非session级IPoE场景下,要求家庭网关改为路由接入方式,城域网业务控制层设备去除session管理功能,仅作为三层接入网关和DHCP relay设备。DHCP平台需改造支持用户双栈地址的分配,并与家庭网关管理平台配合实现用户session级的管理。AAA系统需升级支持非session化IPoE的接入认证。

IPTV CDN解耦

在传统IPTV CDN网络中,IPTV平台与CDN分发网络紧耦合,CDN能力不能跨平台调度,且CDN分发系统由专用硬件设备承载,无法引入第三方节点,因而能力无法灵活拓展。为实现IPTV CDN能力开放、统一调度,推进CDN硬件通用化,引入第三方竞争优势,合理降低网络建设成本,电信运营商积极制定新的IPTV业务及架构规范,同时推动CDN产品厂商进行IPTV平台与CDN分发系统解耦、中心内容库与区域节点解耦,通过改造可以推进CDN能力开放、共享,有效降低网络建设成本,实现统一内容注入、统一业务管理、统一系统运维、统一CDN调度的目标架构(如图1所示)。

图片1.png

图1 IPTV CDN网络架构解耦演进

解耦工作一般分两个阶段推进:第一阶段完成内容库解耦以及业务管理(BMS)模块独立,使得省内IPTV平台及CDN具备引入新CDN厂家的能力,实现多厂家混合组网,用户可在多平台间灵活调度,有效提升资源利用率;第二阶段完成IPTV平台与CDN网络全面解耦,内容管理平台、EPG系统以及业务管理平台松耦合,CDN网络支持内容库、边缘节点全解耦,实现统一内容管理、统一EPG、统一业务管理。

IPTV平台与CDN分发系统解耦完成后,CDN节点软硬件解耦成为下一步的必然选择。现有CDN节点被厂商专用硬件设备捆绑,无法实现能力的灵活调用和第三方节点的入驻。软硬件解耦的实现有助于vCDN节点融合在MEC节点中同步规划建设,为用户就近访问提供网络条件。软硬件解耦过程中,流媒体服务器的解耦成为技术研发的难点,使用x86服务器和虚拟化软件构建的流媒体虚拟机性能不足,可使用多台虚拟机负载均衡方式加以解决。

IPTV CDN分发网络的发展

IPTV CDN分发网络依托于运营商城域网及宽带接入网,现有高清/4K视频场景下,单用户平均码率在5M~6M左右,未来伴随4K视频的普及推广、8K视频逐渐成熟,预计平均码率年增长率在10%以上,IPTV点播和直播流量对城域网及接入网带宽的占用比例随之逐年提升。

地市级IPTV CDN节点一般下挂于城域网CR,同城所有IPTV流量由城域网汇聚后接入CDN节点,在大流量、大并发场景下,城域网部分网元成为流量瓶颈,造成部分视频内容的延时卡顿,给用户体验带来负面影响。为缩短时延、就近访问、提升用户观感体验,CDN节点下沉至边缘已经成为主流的解决方案。目前CDN节点下沉位置一般旁挂在BAS/MSE侧,保证区县区域内的用户访问效果。未来CDN节点软硬件解耦成熟后,基于x86服务器的vCDN节点可与云计算MEC节点同步规划建设,下沉至园区/街镇区域,流量流向由原有的城域网外转向城域网内,可大幅节约城域网核心层设备带宽及端口。

下沉CDN节点要求对业务访问进行精细化调度,城域网内DNS系统需升级eDNS功能,根据IPTV用户源IP地址精准调度,返回距离用户最近的下沉CDN节点的资源服务地址,实现就近访问。合理地运用eDNS解决精确调度,可实现提高DNS解析效率、降低时延的服务目标。

为了构建一张技术标准统一、全国集约运营的IPTV CDN网络,电信运营商正在逐步推进省级CDN网络与全国CDN网络的对接,重点工作包括:省内容库与全国内容库对接,达到内容预注入及回源目标;省CDN调度RR与全局调度系统GSLB对接,实现用户的统一调度;省CDN网管系统与全国平台网管系统对接,实现全国IPTV CDN拓扑、告警、性能、服务质量可视。CDN网络形成全国一张网后,可以做到能力开放,集中调度,跨地域、跨厂商共享;全网内容协同,一点注入,全网分发,推送到边缘;功能全面,视频加速、正向反向缓存、P2P加速等全覆盖;并且符合监管和网信安全要求。

IPTV业务在基础电信运营商的主导下,在技术提升、业务发展、网络演进、用户增长等方面都取得了长足的进步,形成与广电有线电视、互联网OTT TV和互联网CDN三足鼎立的竞争局面。在未来的技术演进过程中,IPTV业务将与5G、云计算、虚拟现实、高清视频等各类新技术同步发展,CDN网络架构也将跟随城域网、接入网的发展不断演进,用户的观感、交互体验也将得到质的提升。

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