IPTV业务基础知识介绍

IPTV业务基础知识介绍主要内容视频压缩编码技术组播原理及在IPTV中的应用QOS原理及在IPTV中的应用为什么需要视频编码压缩传输效率首先，传输数字图像所需的带宽远窄于未压缩图像。例如，NTSC图像以大约640x480的分辨率，24bits／象素，每秒30帧的质量传输时，其数据率达28M字节／秒或221M位／秒。存储效率其次，未经压缩的视频占用空间惊人。以28M字节／秒的速率，15秒的未压缩图像将占用420M字节的内存空间。编码压缩可以减少存储和传输的代价。视频编解码技术及发展概述1984ITUISO/IEC中国微软1988199219941998200220041986199020001996H.261H.263H.263+H.263++MPEG-1MPEG-2MPEG-4MPEG4AVC/H.264AVSmedia7wmv8wmv9/VC1目前常用的几种编码格式：MPEG-2MPEG-4SP/MPEG-4ASP（AdvancedSimpleProfile）H.264/AVC(MPEG-4Part10)MicrosoftWMV-9/VC-1AVS第一代标准第二代标准关于MPEG-4MPEG4由ISO/IEC制定，99年1月发布；MPEG4是一个协议簇，目前供包含19个部分。IPTV中所述MPEG-4，通常特指MPEG-4协议簇第2部分。.Part11:Scenedescriptionandapplicationengine.Part12:ISObasemedia.Part13:IntellectualPropertyManagementandProtection(IPMP)extensions.Part14:MP4.Part15:AdvancedVideoCoding(AVC).Part16:AnimationFrameworkeXtension(AFX).Part17:Streamingtextformat.Part18:Fontcompressionandstreaming.Part19:Synthesizedtexturestream..Part1:Systems.Part2:Visual.Part3:Audio.Part4:Conformancetesting.Part5:Referencesoftware.Part6:DeliveryMultimediaIntegrationFramework(DMIF).Part7:Optimizedreferencesoftwareforcodingofaudio-visualobjects.Part8:CarriageofISO/IEC14496contentsoverIPnetworks.Part9:Referencehardwaredescription.Part10:AdvancedVideoCodingH.264是由ISO/IECMPEG和ITU-TVCEG成立的联合视频工作组（JointVideoTeam）制定。H.264标准在ITU-T中的名称为：H.264（早期被称为H.26L）2003.05在ISO/IEC中的正式名称为：MPEG-4AVC标准，即ISO/IEC14496-102003.10优缺点更高的压缩比和更好的信道适应性代价是计算复杂度的大大增加关于H.264关于VC-1VC-1是微软公司提交SMPTE申请成为国际标准的视频编码规范，目前已经通过。VC-1在微软流媒体系统中成为WMV-9，可以说，WMV-9是VC-1的一种实现，二者的语法、语义完全相同。目前微软IPTV系统中采用VC-1编码格式。关于AVSAVS是由中国数字音视频编解码技术标准工作组（简称AVS工作组）制定的具有中国自主知识产权的标准，目前包括系统、视频、音频和版权保护四个部分。2006年2月22日，国家标准化管理委员会颁布通知：《信息技术先进音视频编码》第二部分视频于2006年3月1日起开始实施。AVS视频部分正式成为国家标准；

2007年5月，AVS视频部分进入ITU-TFGIPTV工作组第四次会议(5月7~11日，斯洛文尼亚)WG6的输出文档，正式成为四个可选视频编码格式之一；虽然AVS尚未得到主流芯片供应商支持，但国内已研发出相关芯片。2005年3月，首款基于AVS的高清解码芯片在北京通过专家鉴定。国外部分芯片厂家也开始支持AVS标准。主要内容视频压缩编码技术组播原理及在IPTV中的应用QOS原理及在IPTV中的应用什么是组播ServerRouterUnicastServerRouterMulticast单播vs.组播概括说，组播的优越性主要体现在：减少整个网络带宽需求。降低流媒体服务器的压力。基本不受用户流量增长的影响。Example:AudioStreamingAllclientslisteningtothesame8Kbpsaudio00.20.40.60.8TrafficMbps120406080100MulticastUnicast组播的优越性组播的局限性技术局限性基于UDP可靠性问题，丢包、乱序、重复包缺乏流控机制业务局限性仅适用于一对多的直播业务不适用于点播业务组播技术相关协议成员组报告协议IGMPv1/v2/v3组播路由协议PIM-DM（密集模式）PIM-SM（稀疏模式）PIM-SSM（指定源组播）组播源发现协议MSDPAnycastRP二层组播IGMPsnooping/proxy主机静静的离开组路由器发送3个普通询问(60secsapart)没有收到该组的IGMP报告组超时(最差延迟~=3minutes)H1H3H3#1GeneralQuery#2H2离开组(IGMPv1)IGMPv1主机向发送离开消息路由器向发送组特定的询问在3秒内没有IGMP报告组超时H1H3H3Leaveto224.0.0.2224.1.1.1#1GroupSpecificQueryto224.1.1.1#2H2离开组(IGMPv2)IGMPv2FastLeave！AnycastRPAnycastRPIPTV组播IPTV直播业务的实现分为两阶段:第一阶段：少量用户阶段基本要求：PPPoE；BRAS做组播复制。实现方式：单PVC多session/多PVC静态加入组播组/动态加入组播组IGMPreport黑客支撑系统相关属性1、认证服务器中存放用户相关业务属性信息；2、用户接入时，BAS从后台认证返回用户组播、QOS等属性信息；3、用户STB发起IGMPJOIN请求时，BAS动态向组播源申请流量，组播源将组播流推送至BAS，BAS面向用户复制数据。BRAS组播数据radius用户业务属性DSLAML2SWBRAS组播复制BRAS组播复制设备要求BRAS支持PIM-SM(RFC-2362)IGMPv2(RFC2236)二层设备无特殊要求机顶盒PPPOEIGMPIPTV组播第二阶段：密集用户阶段基本要求用户采用DHCP等认证方式；由DSLAM或者用户接入交换机实现组播复制。实现方式单PVC/多PVCBRAS做业务控制/SR做业务控制1、使用DHCP方式提供IPTV用户接入，与PPPOE方式上网的用户在同一PVC中2、使用机顶盒内置的DHCPOPTION60进行用户设备合法性认证3、使用BAS对用户机顶盒位置信息进行OPTION82封装，绑定用户使用端口4、组播通过组播VLAN下发至DSLAM5、单播流使用IPOE方式在PVC中下发

第二阶段组播试点方案SW8505DSLAMIPTV内容分发网络后台认证系统ModemDHCP服务器IPTV单播源PCSTBIPTV组播源BRAS1条PVC普通QinQDHCP地址的获得过程Option60用户名、密码Option82DHCPrelayOption82加VPIVCI信息Option60Option82、60IP地址IP地址IP地址城域网Option82、60转换为标准radius报文IPTV承载方式SW8505DSLAMIPTV内容分发网络后台认证系统ModemDHCP服务器IPTV单播源PCSTBIPTV组播源BRAS1条PVC普通QinQIPOE组播内vlan下发组播流Option82、60组播请求城域网DSLAM在组播vlan内代理发起IGMP组播请求PPPOE组播内vlan下发组播流组播请求DSLAM在组播vlan内代理发起IGMP组播请求IPTV组播方式DSLAM/L2组播复制设备要求BRASPIM-SM(RFC-2362)DHCPrelay对SVLAN信息的Option82封装IGMPDSLAM/L2SWIPDSLAM跨VLAN的IGMPProxy跨VLAN的组播转发机顶盒DHCPoption60DHCP平台对DHCPOPTION60、82中的用户信息进行解析，并封装为标准RADIUS包，送后台进行认证鉴权主要内容视频压缩编码技术组播原理及在IPTV中的应用QOS原理及在IPTV中的应用IP流量统计复用和流量突发QOS的作用实现网络服务质量差异化，支撑更多的应用和业务类型，创造更高的利益保障网络控制信息的畅通实现安全保障，在网络遇有DOS攻击等情况下，限定网络受攻击影响的范围QOS并不能创造带宽，但是可以有效的进行网络资源管理QOS的作用QOS技术选择精细粒度严格质量保证网络的核心复杂需要路由器之间的信令扩展性差面向连接的QoS粗略粒度相对质量保证网络的边缘复杂不需要信令扩展性好面向分组的QoS

IntServ

DiffServ基本思想分类标识每一跳行为（PHB）保障优点适应IP网无连接的特性扩展性好，简单可实现缺点仅实现粗略的分等级服务组件分散，需要协同一致，统一策略和管理DiffServ模型将QOS需求相近的业务流分成一类，并做相应的标记。网络边缘执行分类和标记分类依据：各种标记字段、端口、源/目的IP地址、IP层协议端口、应用层源/目的端口和BGP属性等。

标记字段：IPPrecedence、IPDSCP、MPLSEXP和802.1p等。

标记字段：IPP、DSCP、MPLSEXP及内部标记分类和标记不同等级的分组放入不同的队列中，路由器按照一定的队列调度算法，决定从哪个队列中取出数据分组进行服务。队列调度算法直接影响路由器的性能和QOS效果。拥塞管理－队列调度DiffServ流量调整示意流PQ(PriorityQueueing)：算法简单，有利于保障实时业务。但欠公平，可能“饿死”低等级队列，需要对高优先队列进行限速。

WRR(WeightedRoundRobin)：算法公平性好，可以弥补PQ算法在公平性上的欠缺。

调度算法尾丢弃(TD):在队列达到阈值深度之前，不丢包;达到后100%丢新到达的包。加权随机早期丢包(WRED):

网络发生拥塞之前便随机丢包加大低优先级数据分组的丢弃概率，而降低高优先级的丢弃概率消除了全局同步现象减少拥塞对高优先级业务的影响。拥塞预防－丢弃限速将超过带宽限额的突发数据简单丢弃或降