CABLE IPTV解决方案中的关键技术

DOCSIS之所以能够有力的支持CABLE IPTV方案,主要来自于其多个关键技术,不仅优于传统DVB广播方案,也优于其他Ethernet Over Cable技术方案。



DOCSIS组播信道绑定组

DOCSIS系统与PON系统的组播在实现机制方面有一些差异。OLTONU之间(下行)只有一个逻辑传输通道(单波长),所以使用SCB (SingleCopyBroadcast,单拷贝广播)在实现组播传输时, ONU实际上可接收到所有下行数据,需要在ONU环节使用“组播节目权限控制”技术即可实现节目的可控下发。

CMTS(下行)则采用了多逻辑信道(多信道)的方式与CM通信,所以组播数据的下发需要考虑到不同CM所绑定的下行信道应当根据需要进行调度。为了尽可能提高带宽利用率,CMTS需要对下行信道进行一些规划,使得所有CM在收看大码率IP组播的同时还能够获得足够的IP单播带宽。

为实现这一效果,在CMTS侧引入了DOCSIS绑定组功能,可以使CM同时绑定多个信道,实现“带宽聚合”的效果。绑定组功能可使CM的上线过程以及服务流的绑定过程更加灵活高效,使信道带宽利用率更高,为更高的带宽接入进行铺垫。(只有DOCSIS 3.0或以上标准的CM支持DOCSIS信道绑定功能,DOCSIS2.0CM仅支持下行信道的迁移,不支持信道绑定组的带宽聚合。)

绑定组是一个在CMTS侧的逻辑概念,对CM透明,所以保障了终端的标准化。既有利于在网终端设备的兼容,也有利于后续功能的演化。



如上图所示

l 直播节目统一以IP组播的形式在骨干网中传输,所有节目均下发至CMTS(上图中的RMD设备)。在没有用户观看需要时,CMTS设备仅对组播信道绑定组进行规划,但并不实际下发“IP组播节目

l CM-1CM-2都请求观看 CCTV_4K节目,则CMTS根据内部信道调度算法,将CCTV_4K组播信道绑定组#3”中进行下发,并通过DOCSIS标准Dynamic Bonding Change协议下发管理消息,使CM-1CM-2绑定“组播信道绑定组#3”。

l 假定CM-1CM-2都是8DS*4USDOCSIS 3.0 CM,则它们在观看CCTV_4K节目的同时,仍有6DS信道可以绑定到 “单播信道绑定组#5”,实现最大300Mbps的上网业务。

备注1:“组播信道绑定组”是DOCSIS的标准协议,标准D3.0 CM均可支持此功能。

备注2:每个标准的CM都支持绑定多个“组播信道绑定组”从而实现多个IP-STB终端的业务场景,但支持一个“单播信道绑定组”。


DOCSIS系统组播节目权限控制

基于FTTH网络的IPTV系统中(主流技术为PON),电信运营商已经摸索出了相对高效经济的“可控组播”方案,在最靠近用户终端的ONU来实现组播节目的权限控制。基于HFC网络的传统DVB系统中,DVB-CAThe conditional access system)可以解决广播节目的套餐控制需求;然而在基于HFC网络的CABLE IPTV系统中(主流技术为DOCSIS),传统DVB-CA不适于对IP流进行鉴权,广电运营商需要采用新的节目权限控制技术。

IP机顶盒与组播源之间是通过IGMP/MLD报文来维护组播组成员关系的,但IGMP并不能做到对组播节目的安全控制,可能会发生的“异常现象例如非法用户接入、非法组播源(节目源)传入、合法用户接收权限外组播数据(节目)等。组播安全控制主要在于以下两点:

a.组播源控制:可以通过组播源过滤模式来指定组播源,限制组播源在特定组播组内发送数据。

b.组播组控制:当用户请求加入某个组播组,组播控制设备需对该请求进行鉴权,拒绝越权请求,通过合法请求。

DOCSIS系统中“组播节目权限控制”实现原理

通过灵活的CM配置文件来实现,CM的配置文件中配置“组播源控制”和“组播组控制2类规则,CMTS根据每个CM的配置信息,对每个CM所承载的单播/组播等数据业务进行独立控制。不同的节目+上网套餐,会对应不同的CM配置文件。当套餐发生变动(增加/删除)时,配置文件下发系统(Provision)会触发CM更新配置文件,CMTS的配置不受影响。实现原理如下图:


综上所述,基于“全业务IP化”的CABLE IPTV解决方案,突破了同轴网播出4K/8K等大码率节目的技术瓶颈,使其成为现实。DOCSIS 技术作为是广电运营商实现“全业务IP化”的首选同轴技术,正处于技术革新的产品发展阶段。鼎点视讯推出的基于DOCSIS技术的CMTS(RMD)设备作为“同轴IP化”的全能力级平台,无需额外定义私有协议即可完美支持IGMPv2、IGMPv3 SSM(指定组播源)等组网场景,并可以将DOCSIS组播安全控制系统进行完美商用。该系统解决了“同轴IP化”走向商业运营的最后一关,让运营商能够从“全业务IP化”中获得不断向前发展的潜能。