[图文]IPTV技术、系统组成及其发展趋势

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1、来源：中国联通网站 第一章概述 1.1IPTTV综述述 宽带的的蓬勃发发展为IIP网络络运营商商提供了了一个难难得的商商业机会会。各种种应用，视频、游戏、股票、电子商商务、都都因宽带带而变得得空前精精彩。 被过滤滤广告 为了抓抓住机遇遇，IPP网络运运营商需需要在其其物理网网络基础础上建设设一套高高效的宽宽带网络络增值服服务运营营支撑平平台。一一方面，能够吸吸引各种种增值服服务提供供商在这这个平台台上提供供服务，另一方方面，这这个平台台能够为为用户提提供一个个简单的的接受服服务的桥桥梁。因因此，IIPTVV服务作作为一种种收费增增值服务务已经具具备了市市场条件件。 IPTTV视频频广播系系统主

2、要要是以存存在了很很久Muultiicasst技术术和IGGMP协协议为基基础，针针对现有有IP城城域网络络的实际际状况和和运营商商的运营营需求，提出管管理平台台架构及及软件架架构设计计，从理理论上解解决了从从中心到到客户端端的视频频广播的的技术问问题和管管理问题题。 1.2IPTTV的相相关概念念 IPTTV：实实际就是是利用宽宽带多媒媒体网络络传送清清晰的电电视节目目，其图图像音响响质量远远远高于于现在的的有线电电视的信信号质量量，可达达到DVVD环绕绕立体声声伴音效效果，甚甚至是AAC-335.11声道效效果。在在传送节节目“频频道数”上也多多于传统统有线电电视网，传统有有线电视视网最多

3、多可传送送70个个左右的的模拟频频道，而而宽带多多媒体网网最多可可传送2200套套以上DDVD画画质的数数字电视视节目。 直播：是利用用UDPP协议，采用IIP多点点传送技技术，通通过内部部局域网网或互联联网将数数字视频频节目向向桌面电电脑广播播，客户户可以采采用PCC机或机机顶盒即即可实时时接受播播放，它它可以现现场直播播。 编播：将存储储的节目目进行时时间编排排按多路路数字视视频节目目同时在在局域网网或Innterrnett上播放放，每个个用户可可在电脑脑上以使使用电视视机的方方式随意意连接、选择、切换、接收所所需的节节目。 1.3IPTTV的关关键技术术IIP组播播 考虑IIPTVV的业

4、务务特性，要求网网络环境境支持IIP组播播。在视视频传输输中，IIP组播播技术有有其独特特的优越越性在组播播网络中中，即使使用户数数量成倍倍增长，主干带带宽不需需要随之之增加，这样可可以大大大降低网网络运营营商的投投资成本本。 组播是是一种允允许一个个或多个个发送者者（组播播源）发发送单一一的数据据包到多多个接收收者（一一次的，同时的的）的网网络技术术。组播播源把数数据包发发送到特特定组播播组，而而只有属属于该组组播组的的地址才才能接收收到数据据包。组组播可以以大大的的节省网网络带宽宽，因为为无论有有多少个个目标地地址，在在整个网网络的任任何一条条链路上上只传送送单一的的数据包包。它提提高了数

5、数据传送送效率，减少了了主干网网出现拥拥塞的可可能性。组播组组中的主主机可以以是在同同一个物物理网络络，也可可以来自自不同的的物理网网络（如如果有组组播路由由器的支支持）。其网络络模型如如下图所所示：图1 组组播网络络模型1.4本文要要做的工工作1、方案案选型 针对省省级电信信的网络络实际状状况，传传送视频频节目分分多播MMultticaast和和单播UUniccastt两种方方式，提提出多播播作IPPTV更更符合现现有网络络接入带带宽够而而骨干带带宽不足足的现状状，多播播可以大大幅度降降低骨干干带宽，而又使使每个终终端都收收到高质质量的视视频节目目。 根据电电信运营营商以省省级管理理为核心心

6、的特点点提出管管理平台台的设计计以省级级电信运运营商为为目标，因为地地市级电电信运营营商没有有完全的的运营权权利，所所以放弃弃地市级级的方案案。 根据多多播对省省级骨干干的影响响，提出出了省级级单中心心式IPPTV的的方案和和省级分分布式IIPTVV方案，这两种种方案在在实际应应用中都都有可能能用到，所以本本文提出出了这两两种方案案的设计计。2、协议议及其理理论综述述 根据IPPTV的的业务特特性，选选择IPP组播技技术作为为构建IIPTVV服务的的基础。论述IIP播技技术、UUDP协协议的构构成及相相关技术术，介绍绍加密技技术、密密钥技术术、认证证的工作作原理。3、IPPTV的的系统构构建

7、论述IPPTV服服务的构构成极其其工作原原理。4、IPPTV系系统构建建及IPPTV管管理系统统软件架架构设计计 论述IPPTV系系统设计计思路以以及IPPTV管管理系统统的软件件架构设设计第二章IPTV系统的组成 2.1IPTV系统的构成及工作原理 IPTV是利用UDP协议，采用IP多播技术，通过局域网或互联网将数字视频节目向用户广播，用户通过PC机配合媒体播放软件或IP机顶盒即可实时接受播放，它可以实现现场直播。（见图2） 图2IPTV网络构成 IPTV系统主要由IPTV服务器、IPTV管理系统、传输网络以及IPTV客户端四部分组成。 IPTV服务器是在网络进行视频信号广播的专用设备，可用

8、于卫星电视节目广播、实况播送等。 IPTV管理系统是具有管理IPTV所需的各项功能，如：可按照运营商所需的运营模式而设置的预定管理、频道管理、视频加密管理、用户认证管理和影视资产管理等。 IPTV客户端，可以采用IP机顶盒或者PC机配合媒体播放软件接收IPTV。 被过滤广告2.2IPTV网络环境需求 IPTV服务的特点是，有一个IPTV服务器在发布信息，而接收端数量很大，可能有成千上万个而且具体数目不固定。在这种方式下，我们可以使用传统的客户服务器（C/S）模型解决，按照下面的思为服务器； 2.客户端每当想接受某个IPTV服务器的数据的时候，通过给出该IPTV服务器的IP地址，来跟该IPTV服

9、务器建立连接（比如，TCP连接等）； 3.IPTV服务器维护一个客户列表，采用轮循的方式向每个客户发送媒体流。 不难看出，这样的解决方案有两个缺陷： 1.客户数目很大的时候，IPTV服务器就有可能承受不了，因为这种媒体流跟传统的窄带业务（比如HTTP等）不同，它需要很高的带宽来传输，而且服务器还必须维护每个客户的信息； 2.严重浪费网络资源，相同的数据可能在网上传播了很多次，在一些带宽较低的链路上，可能引起严重的通信瓶径。 在这个时候，我们自然而然的想起了IP组播。这种技术最适合上面的这些新型业务。因为IP组播通信有下列优点： 1.IPTV服务器不必知道某个客户端的存在，它只管把媒体流以组播地

10、址播放出去即可，而且仅仅播放一份； 2.媒体流数据在网上仅仅传送一份即可，即使有成千上万个客户端； 3.客户端不必向IPTV服务器注册，如果想接收某个媒体流服务器的数据，仅仅加入该媒体流服务器所播放的数据所在的多播组即可。 2.2.1IP组播技术在视频传输中的优势 IPTV业务特性就是单点发送多点接收，因为广播服务器必须为每一个接收者提供一个相同内容的IP报文拷贝，同时网络上也重复地传输相同内容的报文，占用了大量资源，如图所示。虽然IP广播允许一个主机把一个IP报文发送给同一个网络的所有主机，但是由于不是所有的主机都需要这些报文，因而浪费了网络资源。在这种情况下组播（multicast）应运而

11、生，它的出现解决了一个主机向特定的多个接收者发送消息的方法。1989年，IETF通过RFC1112，定义了Internet上的组播方式。（见图3）图3 IP组播技术在视频数据传输方面具有很大的优势，当某个IP站点向网络中的多个IP站点发送同一视频数据时，IP组播技术可以减少不必要的重叠发送，与多次点对点的单播（Unicast）相比，减轻了系统和网络的负担，提高了CPU资源和网络带宽的利用率，极大地改善了视频数据传输的实时性。参与通信的各主机不论是源站点还是目的站点均使用同一程序，无客户机和服务器之分，从而具有对等性。图文IPTV技术、系统组成及其发展趋势2007/5/24/10:54来源：中国

12、联通网站 2.2.2成熟的IP组播组网 1.主机和组播路由器之间的组播技术 IGMP是惟一可选的协议，路由器通过使用该协议与主机进行通信，以了解局域网上的组播组，主机通过向路由器发送消息告诉路由器它希望“听”到哪个组的报文。目前，成熟的版本为2，IETF工作组正在开发版本3。 被过滤广告2.路由协议 对于大型的IP组播网，第三层的IP路由协议一般要分为域内组播协议和域间组播协议。域内由运营商或企业自行管理，域间通过共同的约定域间组播协议实现域间的组播。 （1）域内组播路由协议 包括DVMRP、PIM-DM、PIM-SM、MOSPF和CBT。 随着技术的进步和市场的选择，其中的PIM-SM协议脱

13、颖而出，成为广泛支持的组播协议。该协议的“显示加入”特性只会向需要组播报文的网络传播报文，同时组播源到接收者的网络延迟小，正是这两点因素使之成为域内组播协议的首选。另外，占有市场份额最大的Cisco仅支持PIM-SM和PIM-DM，而PIM-DM由于其带有“广播”的特点，不适合大型网络，因此Cisco也推荐使用该协议作为域内组播协议。 （2）域间路由协议 MBGP对BGP进行了一些扩展使之适合于多种协议的路由交换，但目前主要用于组播。该协议增加了路由信息的状态，每一条路由可以标记为是单播的还是组播的路由。这样就可以为组播维护其路由信息和状态，解决域间的组播路由问题。 要完成域间组播，除了要使用

14、MBGP解决路由问题，对于PIM-SM域互联还要辅助使用MSDP，该协议如其名字一样主要用于解决不同域之间的组播源的发现问题。通过组播源的发现，域之间可以互相知道存在的每一个域内的组播源，从而建立从组播源到组播接收者的组播分发树。 3.对以太网交换机的要求 组播技术的出现对以太网交换机也提出了一定的要求。在堆叠以太网交换机时，如果仅仅把组播报文当作广播报文进行泛洪式传播的话，势必造成局域网中不必要的流量。解决这个问题有两种成熟技术可供选择：IGMP窃听和CGMP。它们都是为了解决老式交换机无法知道组播组成员分布的问题。IGMP窃听是使交换机具有第三层意识，窃听主机和路由器之间发送的IGMP消息

15、，从而确定组成员所在的位置。CGMP则是通过路由器和交换机之间的协议交互而使交换机了解组成员分布，但CGMP是Cisco的专有协议。 2.3方案选型 目前根据国内各省城域网的建设情和分布式IPTV系统（省级）。 方案一：采用集中式IPTV系统 采用集中式IPTV系统的方式，对于系统管理来说可以大大减少系统的维护工作量，全省视频广播节目由省业务中心进行编码压缩，同时在中心统一进行节目单系统的维护。 省业务中心负责： 1.视频源的管理：由省中心统一负责视频源的组织，并统一对这些视频源进行编码压缩，向所有的宽带用户提供IPTV服务。 2.管理系统维护：由省中心统一负责节目单的制作与维护，视频信号的加密转发。 方案二：采用分布式IPTV系统 采用分布式IPTV系统的方式，各地市可以自己组织节目源，可以极大的丰富省级通信公司的IPTV内容。