[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 第一章概概述 1.1IIPTVV综述 宽宽带的蓬蓬勃发展展为IPP网络运运营商提提供了一一个难得得的商业业机会。各各种应用用，视频频、游戏戏、股票票、电子子商务、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，能能够吸引引各种增增值服务务提供商商在这个个平台上上提供服服务，另另一方面面，这个个平台能能够为用用户提供供一个简简单的接接受服务务的桥梁梁。因此此，IPPTV服服务作为为一种收收费增值值服务已已经具备备了市场场条件。 IIPTVV视频

2、广广播系统统主要是是以存在在了很久久Mullticcastt技术和和IGMMP协议议为基础础，针对对现有IIP城域域网络的的实际状状况和运运营商的的运营需需求，提提出管理理平台架架构及软软件架构构设计，从从理论上上解决了了从中心心到客户户端的视视频广播播的技术术问题和和管理问问题。 1.2IIPTVV的相关关概念 IIPTVV：实际际就是利利用宽带带多媒体体网络传传送清晰晰的电视视节目，其其图像音音响质量量远远高高于现在在的有线线电视的的信号质质量，可可达到DDVD环环绕立体体声伴音音效果，甚甚至是AAC-335.11声道效效果。在在传送节节目“频频道数”上上也多于于传统有有线电视视网，传传统

3、有线线电视网网最多可可传送770个左左右的模模拟频道道，而宽宽带多媒媒体网最最多可传传送2000套以以上DVVD画质质的数字字电视节节目。 直直播：是是利用UUDP协协议，采采用IPP多点传传送技术术，通过过内部局局域网或或互联网网将数字字视频节节目向桌桌面电脑脑广播，客客户可以以采用PPC机或或机顶盒盒即可实实时接受受播放，它它可以现现场直播播。 编编播：将将存储的的节目进进行时间间编排按按多路数数字视频频节目同同时在局局域网或或Intternnet上上播放，每每个用户户可在电电脑上以以使用电电视机的的方式随随意连接接、选择择、切换换、接收收所需的的节目。 1.3IIPTVV的关键键技术IP

4、P组播 考考虑IPPTV的的业务特特性，要要求网络络环境支支持IPP组播。在在视频传传输中，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，主主干带宽宽不需要要随之增增加，这这样可以以大大降降低网络络运营商商的投资资成本。 组组播是一一种允许许一个或或多个发发送者（组组播源）发发送单一一的数据据包到多多个接收收者（一一次的，同同时的）的的网络技技术。组组播源把把数据包包发送到到特定组组播组，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

5、送单一的的数据包包。它提提高了数数据传送送效率，减减少了主主干网出出现拥塞塞的可能能性。组组播组中中的主机机可以是是在同一一个物理理网络，也也可以来来自不同同的物理理网络（如如果有组组播路由由器的支支持）。其其网络模模型如下下图所示示： 图1 组播播网络模模型1.4本本文要做做的工作作 1、方案选选型 针针对省级级电信的的网络实实际状况况，传送送视频节节目分多多播Muultiicasst和单单播Unnicaast两两种方式式，提出出多播作作IPTTV更符符合现有有网络接接入带宽宽够而骨骨干带宽宽不足的的现状，多多播可以以大幅度度降低骨骨干带宽宽，而又又使每个个终端都都收到高高质量的的视频节节目

6、。 根根据电信信运营商商以省级级管理为为核心的的特点提提出管理理平台的的设计以以省级电电信运营营商为目目标，因因为地市市级电信信运营商商没有完完全的运运营权利利，所以以放弃地地市级的的方案。 根根据多播播对省级级骨干的的影响，提提出了省省级单中中心式IIPTVV的方案案和省级级分布式式IPTTV方案案，这两两种方案案在实际际应用中中都有可可能用到到，所以以本文提提出了这这两种方方案的设设计。 2、协议及及其理论论综述 根根据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。论论述IPP播技术术、UDDP协议议的构成成及相关关技术，介介绍加密密技术、密密钥技术术

7、、认证证的工作作原理。 3、IPTTV的系系统构建建 论论述IPPTV服服务的构构成极其其工作原原理。 4、IPTTV系统统构建及及IPTTV管理理系统软软件架构构设计 论论述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

8、。 IPTV服务器是在网络进行视频信号广播的专用设备，可用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

9、时候，通过给出该IPTV服务器的IP地址，来跟该IPTV服务器建立连接（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.IP

10、TV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

11、费了网络资源。在这种情况下组播（multicast）应运而生，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

12、统组成及其发展趋势2007/5/24/10:54来源：中国联通网站 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CB

13、T。 随着技术的进步和市场的选择，其中的PIM-SM协议脱颖而出，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

14、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

15、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，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。