关于IPTV组播解决方案介绍

新闻来源:宏辉智通 发布日期:2016-06-18 浏览次数:2872

一、IPTV的提出背景:      

Internet技术、网络和业务的发展从各方面改变了人们的学习、工作和生活方式,给人们带来了巨大的便利,Internet已经成为人们生活中不可缺少的一部分。但Internet的快速发展并没有给Internet运营商带来与其投入相应的回报。继Web业务、E-mail等被广泛认可的应用外,业界人士正在寻求会给网络运营商带来巨大收益的杀手锏应用。20世纪末,人们将远程教学、电子商务看作未来的杀手锏级应用并寄予了厚望,但几年过去后,IT业界人士除了品尝到网络泡沫所带来的苦酒外,并没有获得预期的收益。进入21世纪后,随着流媒体技术、Internet网络技术和网络带宽的不断提高,人们又开始关注利用IP协议提供类似于目前深受用户欢迎并具有众多用户的电视(TV)业务即IPTV业务,并将其作为未来宽带Internet上的杀手锏应用。但在目前或一段时间内IPTV业务是否会像人们预期的那样成为会给运营商提供丰厚利润同时又深受用户欢迎的应用,还是会像电子商务、远程教学业务一样,虽然一直被用户使用但并没有获得预期的利润。    

 

二、IPTV的技术特性可行性分析:     

 1.IPTV相关技术及标准      

(1)IPTV相关技术,IPTV是互联网协议电视(Internetprotocoltelevision)的缩写,是指在基于IP协议的网络上向用户提供点播方式或组播方式的视频业务。IPTV业务的提供得益于信息处理技术和内容分发技术的发展。主要包括视频图像编码技术以及流化技术,如MPEG-4/H.264编码技术,MPEG-7、MPEG-21等元数据技术,内容分发技术(包括CDN和端对端peertopeer等内容分发技术、组播技术、接入技术等)以及DRM(数字版权管理)技术等等。      

(2)视频图像编码和流化技术及标准,音视频图像压缩编码标准主要由ITU-T和MPEG制订,已经发布的有ITU-T协议H.261、H.262、H.263、H.264以及MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等。目前认为比较适合于流媒体系统中使用的标准主要有H.264和MPEG-4。目前我国AVS组织也在开发和制订具有我国自主知识产权的图像压缩编码标准      

(3)元数据技术,元数据是描述、解释、定位或者为更容易地进行检索、使用或管理信息资源而进行的结构化信息。      

(4)内容分发技术。包括CDN技术,组播技术。      

(5)IPTV相关标准化组织,在全球范围内制定与IPTV相关的标准化组织主要有ITU、流媒体联盟ISMA、开放移动联盟OMA、数字音/视频联盟(DAVIC)、ISO、交互式电视联盟(ITV)、DSL联盟、宽带业务联盟以及IETF等标准化组织。

 

2.IPTV业务的优势及可能存在的问题     

 (1)IPTV业务的优势
   相对于传统的电视业务,IPTV业务具有一些优势:IPTV业务为用户提供交互通信的渠道;用户可以根据个人的喜好选择使用IPTV业务所提供的内容;用户可以在任何时间观看已经播放的视频节目或已经存在的内容信息;从技术和业务本身的特点来看,IPTV业务可以向用户提供无限数量的不同信息,为用户提供个性化信息提供方便;IPTV业务提供者可以向连接到基于IP协议的网络所覆盖的所有网络内的用户提供业务。     

(2)电信运营商提供IPTV业务存在的问题       内容问题,电信运营商主要以运营网络为主,其本身没有提供内容服务的经验。是否可以成功地提供IPTV业务,内容在其中起到非常重要的作用。虽然内容提供者可以通过IPTV业务平台找到内容分发的一种新的渠道,但由于受目前数字版权管理手段问题的困扰,只有在内容得到保护的情况下才能实现。目前情况下,若没有价钱可以被用户所接受,保护程度可以被内容提供者所接受的数字版权保护手段。电信运营商将很难从内容提供商处获得持续的内容。服务质量问题,目前所谈的IPTV业务主要包括组播方式的视频业务和点播方式的视频业务。在目前IP网络上开放视频广播/组播势必会造成网络的拥塞,业务的服务质量很难保证。对于点播业务,由于受到内容分发方式和点播用户数量的限制,在用户点播数量超过一定数量时,网络带宽和服务器的处理能力会影响到业务的服务质量。商业模式问题,从IPTV本身的名称便会使用户在决定是否使用该业务时,与目前被普遍接受的电视业务相比较,比较的内容包括价格、服务质量和使用的方便程度。目前广播电视主要是依靠广告收入来补充费用的不足。IPTV是否也要依靠收取广告费用来补充提供业务时的不足。内容检索问题,IPTV将要提供交互式的视频信息的投递,用户如何从海量的信息中找到自己希望得到的内容,业务提供者如何将内容信息分类也是该业务是否可以健康发展的问题。政策法规问题,IPTV业务的提供将打破内容信息的地域限制。而对于一些国家来讲,本地区可以播放的内容并不允许在超出其所规定的范围内播放,同时对于本地域之外的部分信息也不允许在本地域范围内播放。同时一些国家TV业务是由指定的部门经营,是否对电信运营者开放IPTV业务还不是很明朗。

   三、IPTV组播解决方案:      

在技术上,IPTV对承载网组播、带宽、QoS、网络安全等方面有很强的要求。一般来说,IPTV业务建议用户带宽不低于2M。为节省接入层到汇聚层的网络带宽,以太网交换机需至少支持二层组播协议IGMPsnooping(Internet群组管理协议探测)。对无法支持组播的接入层设备同时需要根据业务发展逐步进行替换。对汇聚层设备进行上下行带宽扩容和升级,下行带宽根据接入层设备升级情况进行相应升级,上行带宽设计到N×GE。由于IPTV业务中视频码流的实时性、连续性,需要承载网络提供QoS保证,同时业务对承载网的延时、丢包和抖动比较敏感。其中直播类视频业务如直播电视对QoS的要求高于点播类视频服务如VOD。游戏类业务是一种双向交互式的数据业务,其业务特性如操作命令的灵敏性决定了对数据包的传输时延要求特别高。     

针对IPTV对交换机在组播上的要求,根据组播复制/控制点的不同,接入网的组播大致可以有以下三种方案。   1.基于BRAS的组播复制方式      

用户STB(机顶盒)通过使用PPPOE或者IPOE方式接入,与BRAS之间建立PPPOE或者IPOE通道,BRAS终结STB的IGMP报文,由BRAS负责实现用户STB的组播复制,将组播报文复制在STB相应的PPPOE或者IPOE通道内,具体实现方式如图1所示。

 

    该实现方式适合多种接入方式,PC采用PPPOE方式接入,STB采用PPPOE或者IPOE方式接入,PC和STB即可以共用一条PVC/VLAN,也可以分别做单独配置。本实现方式不需对现有网络做太大改造,适合采用“集成模式”组网情况,只要求对宽带计费后台进行少量的改动即可。但该实现方式中,BRAS面向用户STB复制IPTV组播业务,面向用户的组播复制点是BRAS,也就是说从BRAS开始到各个用户,每个用户所点的内容都是一条单独的数据流,对BRAS的下连带宽要求很高,不适合大规模IPTV的组网。一般在IPTV业务开展初期使用。

  2.基于汇聚交换机(组播交换机)的组播复制方式       本实现方式的用户STB(机顶盒)可以采用多种接入方式,PPPOE或者IPOE,但采用PPPOE接入时,STB必须支持双栈,能够发送基于IPOE封装的IGMP报文,汇聚交换机终结STB的IGMP报文,负责将组播M-VLAN的IPTV直播业务跨VLAN复制给用户。图2给出了在单边缘业务接入情况下具体的实现方式。

 

图2 基于汇聚交换机(组播交换机)的组播复制方式   该实现方式适合所有接入方式,但当STB使用PPPOE接入时,STB必须支持双栈,能够发送基于IPOE封装的IGMP报文。汇聚交换机至IPTV业务控制点之间的直播业务采用组播M-VLAN承载,汇聚交换机具备IGMPProxy功能,可以采用主动静态下拉或者动态下拉的方式将IPTV组播业务通过组播M-VLAN送抵至汇聚交换机,然后按需跨VLAN复制给用户。所谓主动静态下拉就是指不管有没有用户需要组播流,汇聚交换机均主动向上行发送组播加入报文进行引流;所谓动态下拉是指只有当有第一个用户组播加入时,才进行引流,后续用户不再进行引流,当所有用户组播均离开时,汇聚交换机发送组播离开消息切断组播流,从而实现“按需引流,一次引流,多用户应用”的目的。