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IPTV承载网的相关技术介绍及问题研究

2009年05月26日 ?? 收藏0

  随着宽带接入的发展,用户不再满足简单的Internet上网,对通过Internet提供更多的宽带增值业务已显得越来越迫切。近来,一个新兴的热点 ——IPTV正在吸引着越来越多的目光。开展IPTV业务,能以简单的方式为运营商带来宽带用户的大幅度增长。为了迎接这一变革时代的到来,运营商应着眼长远,把握时机,建设面向IPTV等下一代网络应用的承载网

  一、IPTV对承载网的要求

  IPTV承载的最主要内容包括视频点播(VOD)和电视频道(TV)节目。为了保证IPTV的收看质量与目前的有线电视网收看质量相当,IPTV承载网要求能在带宽、频道切换时延、网络QoS等方面提供保证。

  1.用户接入带宽

  如果为用户提供DVD效果的IPTV业务,利用现有广泛使用的编码技术,用户至少需要3~4Mbit/s(使用MPEG-2编码)或2Mbit/s(使用MPEG-4或更高压缩率的编码)的下行接入带宽。

  2.IP网络对组播技术的支持

  有线电视网的频道切换非常快,IPTV也应尽量减少端到端的时延,据IPTV用户调查,用户可接受1s的TV频道切换时间及10s以下的VOD切换时间。为了保证IPTV用户在不同频道之间的切换具有和普通电视切换相同的性能,IPTV业务的广泛部署至少要求DSLAM设备支持IP组播技术。根据IPTV 不同的部署策略以及节约城域网带宽的考虑,核心网、城域网必须支持IP组播技术。

  3.网络QoS

  丢包、抖动等都会严重影响IPTV的收看质量,会让用户觉得IPTV比不上有线电视。在IPTV业务中,网络服务质量的保证一方面通过IP组播+核心网(CDN)的方式来实现,另一方面就要通过现在普遍使用的区分服务、流量工程等技术来实现。

  二、宽带承载网技术的现状

  承载网必须为IPTV业务的运营提供强大的网络支撑,如内容的分发等。因此,承载网的好坏直接影响到业务本身及其QoS。目前,宽带IP承载网络技术还存在许多不足之处,主要表现在以下几方面。

  1.国内电信宽带接入主要采用ADSL技术,受线路质量及DSLAM设备的影响,该技术存在以下缺点:速率低,有选线率问题;有效传输距离短;丢包率高,QoS无法保证;安全性差;ADSL对组播功能支持有限,大多数只支持IPv4协议的路由器,不支持组播。

  2.原有的CDN(内容分发网络)无法承载完整的IPTV业务。CDN主要传送RM、WMV等流媒体文件,与广播电视信号(MPEG-2/4)所采用的视频编码技术大不相同,无法满足电视观众对视频信号的高质量及实时性要求。

  3.在全网开展IPTV业务势必造成网络带宽的消耗急剧增加,而现有的城域网,特别是接入层的网络结构、业务能力、QoS保证、认证方式、设备性能等都是基于普通Internet上网业务设计的,无法满足多媒体业务的大规模开展。

  IPTV承载网的技术要求对国内电信运营商的宽带网络提出了新的挑战,如果不在目前的宽带网络上应用组播/CDN等新技术,以目前的宽带网络的性能是无法满足大规模开展商用IPTV业务的要求的。目前,组播技术在国内电信运营商还没大规模应用,但它的特点使其特别适合IPTV这类用户量大,消耗大带宽的业务,在宽带IP承载网络建设演进中必将大放异彩。

  三、IPTV的两大传输模式与关键协议

  IPTV视频流的传播方式有点播和广播两种。其中点播方式为用户提供了更具个性化的选择,具有实时交互的特点;广播方式提供不同的内容供用户选择,具体表现为不同的频道。然而从技术角度看,支持IP网络实现点播和广播功能的技术是截然不同的。广播方式对IP网络提出了组播功能(Multicast)要求; 点播方式要求IP网络能有效地将视频流传送到用户接入网络(VDN/CDN)。

  1.组播

  IPTV的TV类节目是最适合利用组播技术传输的,因为TV类节目所有用户收看的都是同一个内容。在IPTV中应用组播需要考虑以下几个问题。

  (1)组播复制点问题

  组播复制点即用户IGMP请求的终结点。在组播复制点,网络设备根据端口是否有IGMP请求向端口复制组播流。组播复制点越接近用户越能节省网络带宽。对 ADSL宽带网而言,组播复制点可选于BAS或DSLAM。新一代的BRAS已经具备2Mbit/s组播的复制能力,如果按照512kbit/s /packet计算,达到8Gbit/s的吞吐量,达到4000用户同时复制的能力,组播复制性能在技术上已经基本解决。由于DSLAM数量多而分散,组播业务的管理控制基本不可能实现;同时将DSLAM由纯粹的二层传输变成三层网络设备,提升了DSLAM的复杂度,影响DSLAM的稳定性和成本,不是将来的发展方向。


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IPTV? 承载网? QoS?

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