（通信與信息系統(tǒng)專業(yè)論文）下一代網(wǎng)絡(luò)中iptv業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

博士后研究工作報(bào)告 摘要 本報(bào)告描述了下一代網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu) 闡明了下一代網(wǎng)絡(luò)承載與業(yè)務(wù)分離的設(shè)計(jì)思 想 系統(tǒng)地介紹了孫r 系統(tǒng)和業(yè)務(wù)的基本概念 研究了i f i n 業(yè)務(wù)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)體系架 構(gòu) 提出了i p t v 業(yè)務(wù)提供的技術(shù)需求 研究了i f r v 業(yè)務(wù)保障問題 提出了從承載網(wǎng) 絡(luò) 內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)體驗(yàn)三個(gè)方面保障用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)的架構(gòu) 研究了i f r v 業(yè)務(wù)提供 的接納控制方案 結(jié)合公司的產(chǎn)品現(xiàn)狀提出了一個(gè)接納控制機(jī)制的實(shí)施方案 重點(diǎn)研究了 基于p 2 p 技術(shù)的i p t v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù) 分析了f 2 p 技術(shù)在i f r v 業(yè)務(wù)提供中的作用 研究了基于p 2 p 技術(shù)的i f r v 系統(tǒng)的基本架構(gòu) 提出了一種新的用于1 2 p 流媒體系統(tǒng)的內(nèi) 容調(diào)度算法 我們認(rèn)為 用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)保障對(duì)i p t v 業(yè)務(wù)提供成功的關(guān)鍵 接納控制機(jī)制 是保障用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量的基本手段 由于p 2 p 技術(shù)具有良好可擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性 p 2 p 可 以直接應(yīng)用到 業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)或作為其它技術(shù)的補(bǔ)充 關(guān)鍵詞 業(yè)務(wù)提供p 2 p 業(yè)務(wù)保障接納控制下一代網(wǎng)絡(luò) a b s t r a c t 1 k sr e p o r td e s c r i b e st h ea r c h i t e c t u r eo fn e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k so i g d e m p h a s i z i n gt h e i d e ao f s e p a r a t i n gt r a n s p o r ta n ds e r v i c ei nng n p r e s e n tt h eb a s i cc o n c e p t so f r r vs y s t e ma n d s e r v i c e si ns o m ed e t a i la n ds u m m a r i z et h et e c h n i c a lr e q u i r e m e n t so f t vs e r v i c ep r o v i d i n g b a s e d0 1 1t h es t u d yo f t vs y s t e ma n dn e t w o r ka r c h i t e c t u r e i n v e s t i g a t ei s s u e so f t vs e r v i c e a s s u i a n c ea n dp r o p o s eaf r a m e w o r ko f 皿t vs e r v i c eb s s u a l l c 詹f r o mt r a n s p o r tn e t w o r k s c o n t e n t d e l i v e r yn e t w o r k sa n du s e rs e r v i c ee x p e r i e n c e s t u d yt h ea d m i s s i 0 1 1c o n t r o im e c h a n i s mi n r r v s a v i c cp r o v i d i n g a n dd e s i g nap r a c t i c a la d m i s s i o nc o n t r o ls o l u t i o nw i t hp r o d u c t sa v a i l a b l ei n a l c a t e l l u c e n t a n o t h e rp a r ti nt h i sr e p o r ti sa b o u tt h ep 2 pb a s e d t vs i f t v i c ep r o v i d i n g t h e v a l u eo f p 2 pt e c h n i q u ef o r 剛i sa n a l y s i s e d a n dt h ea r c h i t e c t u r eo f l 2 pb a s e d 剛s y s t e mi s s t u d i e da n dan o v a lc o n t e n ts c h e d u l i n ga l g o r i t h mf o rp 2 pm e d i as t r e a m i n gi sp r e s e n t e x li no u i o p i n i s u s e rs e r v i c ee x p e r i e n c ei sc r i t i c a lt ot h e 馴瞄船o f 亞t vs e r v i c ep r o v i d i n ga n d a d m i s s i o nc o m r o lc a nt a k eak c yr o l ei ng u a r a n t e e i n g 碰m s e r v i c ee x l 材i e n c e p 2 1 t e c h n i q u e c 蠲b ee m p l o y e df o r t vs y b t e l nd e s i g nd i r e c t l yo ra sc o i l 聯(lián)l l s a t i o nd u et oi t sg o o ds c a i a b i l i t y a n dl o wc o s t k e yw o r d s i p t v s e r v i c ep r o v i d i n g 1 2 p s e r v i c ea s m n a n c e a d m i s s i o nc o n t r o l n e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k s 下一代阿絡(luò)中i f r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 i l l 博士后研究工作報(bào)告 第1 章引言 電信行業(yè)的發(fā)展正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn) 傳統(tǒng)的電信業(yè)以話音業(yè)務(wù)為主 由于其壟斷的市 場地位帶來了豐厚的利潤 i n t e m e t 的出現(xiàn)改變了這種壟斷局面 v o i p 即時(shí)通信等作為 替代技術(shù)和應(yīng)用以其低使用成本吸引了一部分用戶 更為嚴(yán)重的是大大壓縮話音服務(wù)的利 潤空間 除了i n t e m e t 帶來的影響 話音業(yè)務(wù)向移動(dòng)轉(zhuǎn)移的趨勢對(duì)于固網(wǎng)運(yùn)營商而言更是 雪上加霜 a r p u 值不斷下降 用戶離網(wǎng)率高是全世界的電信運(yùn)營商都需要解決的問題 為了擺脫當(dāng)前的困境 電信運(yùn)營商需要進(jìn)一步降低運(yùn)營成本 同時(shí)開發(fā)新業(yè)務(wù) 尋找新的 業(yè)務(wù)增長點(diǎn) 建設(shè)下一代網(wǎng)絡(luò) 提供視頻業(yè)務(wù)并加強(qiáng)多業(yè)務(wù)綁定 b u n d l i n g 是目前公認(rèn) 的有效辦法之一 下一代網(wǎng)絡(luò) n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k s n g n 是基于分組技術(shù)的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò) 能夠 提供包括傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù) 從而有效地降低過去為每種業(yè)務(wù)建立一個(gè)專用網(wǎng) 絡(luò)的建設(shè)和運(yùn)維成本 現(xiàn)階段 以話音業(yè)務(wù)為主固網(wǎng)電信運(yùn)營商正在經(jīng)歷用戶a r p u 值降 低 贏利能力下降的困擾 為了增加運(yùn)營收入 需要提供新的業(yè)務(wù)通過業(yè)務(wù)綁定提高用戶 忠誠度 i p t v 正是被寄予厚望的n g n 業(yè)務(wù) 提供融合的家庭業(yè)務(wù) 即在電視機(jī) 臺(tái)式計(jì)算機(jī) 電話和移動(dòng)設(shè)備等各種終端上提供 交互式業(yè)務(wù) 代表了電信運(yùn)營商的未來發(fā)展方向 i p t v 是當(dāng)前最熱門技術(shù)領(lǐng)域之一 主 要的電信服務(wù)提供商都在努力推出自己的妒t v 業(yè)務(wù) 簡單而言 印t v 是指在通信網(wǎng)絡(luò)基 礎(chǔ)設(shè)施上使用口協(xié)議提供數(shù)字電視業(yè)務(wù)的系統(tǒng) 的優(yōu)勢包括傳統(tǒng)電視技術(shù)所不具備 的雙向能力 它使業(yè)務(wù)提供商能夠提供用戶所需的視頻廣播和點(diǎn)播 v i d e oo l ld e m a n d v o d 及其它增值服務(wù) 廣播業(yè)務(wù)可以節(jié)約帶寬以提供更多的內(nèi)容 點(diǎn)播業(yè)務(wù)則可以滿足 用戶的互動(dòng)需求 i f r v 產(chǎn)業(yè)廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場空間正是電信運(yùn)營商所期待的新業(yè)務(wù) 國外 的電信運(yùn)營商大多以發(fā)展f i a t v 入手 提供語音視頻數(shù)據(jù)捆綁的三重播放 t r i p l ep l a y d k 務(wù) 促進(jìn)a r p u 的增長 鑒于國外的經(jīng)驗(yàn) 中國的兩大固網(wǎng)電信運(yùn)營商都在積極開展 i p t v 業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn) 力求摸索出理想的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和商業(yè)模型 正是電信運(yùn)營商對(duì)口t v 業(yè)務(wù)的巨大需求 才推動(dòng)了i p t v 的商業(yè)發(fā)展進(jìn)程 隨著中國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 內(nèi)容提供商同樣面臨產(chǎn)品市場化的問題 傳統(tǒng)單一的內(nèi)容 發(fā)行模式 容易造成內(nèi)容的滯銷 一般內(nèi)容產(chǎn)品的生產(chǎn)前期投入巨大 如果沒有廣泛的發(fā) 售渠道 很難形成良性發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 內(nèi)容提供商為了自身發(fā)展一直在努力尋找更多的 發(fā)行渠道 延長內(nèi)容產(chǎn)品的生命周期 i p t v 業(yè)務(wù)的出現(xiàn)為內(nèi)容提供商提供了一個(gè)新的展 現(xiàn)和利用內(nèi)容的平臺(tái) 因此 無論是電信運(yùn)營商還是內(nèi)容提供商 都可以從i f l n 業(yè)務(wù)提 供中獲益 對(duì)全球的電信運(yùn)營商而言 i p t v 都是個(gè)全新的業(yè)務(wù) 不僅沒有相關(guān)的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)可以 借鑒 由于需要建設(shè) 個(gè)新的業(yè)務(wù)系統(tǒng) 還面臨著很大的風(fēng)險(xiǎn) 國內(nèi)的電信運(yùn)營商也不例 外 甚至情況更加嚴(yán)重 首先 在政策層面 電信和廣電分業(yè)經(jīng)營的基本政策沒有改變 短期內(nèi)也不大可能有大的變化 另外 國內(nèi)的內(nèi)容監(jiān)管比較嚴(yán)格 上述兩個(gè)方面增加了內(nèi) 容與通信整合的困難 其次 在市場層面 由于產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境高度復(fù)雜 商業(yè)模式融合比較 下一代孵絡(luò)中i p t v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 l 博士后研究工作報(bào)告 困難 廣電領(lǐng)域和i n t e r a c t 的低資費(fèi)傳統(tǒng)使i p t v 的潛在用戶對(duì)資費(fèi)很敏感 當(dāng)前較高的機(jī) 頂盒價(jià)格也限制了業(yè)務(wù)發(fā)展 具有差異化的業(yè)務(wù)和運(yùn)營模式需要開發(fā)和檢驗(yàn) 缺乏吸引新 興用戶的節(jié)目內(nèi)容也是當(dāng)前i f r v 發(fā)展的障礙 即便是政策和商業(yè)的問題都得到了妥善解 決 i p t v 業(yè)務(wù)提供還需要解決技術(shù)方面的問題 和傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)相比 口p 1 v 有很大的區(qū)別 其中最重要的區(qū)別是引入了視頻業(yè) 務(wù) 盡管視頻業(yè)務(wù)并不是一個(gè)新業(yè)務(wù) 但在一贏由廣電行業(yè)通過專網(wǎng)提供和運(yùn)營 從技術(shù) 角度來看 視頻業(yè)務(wù)有以下幾個(gè)特點(diǎn) 1 帶寬要求高 標(biāo)準(zhǔn)清晰度視頻信號(hào)需要的2 m 帶寬 而在專網(wǎng)上提供每路話音業(yè)務(wù)需要6 4 k 帶寬 通過v o i p 提供話音所需帶寬更少 2 具有實(shí)時(shí)性要求 視頻業(yè)務(wù)不僅要提供大量的數(shù)字信號(hào) 還要求信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)要 滿足嚴(yán)格的時(shí)間要求 否則將失去作用 3 支持交互性 交互性意味著廣播方式不能滿 足需要 從而大大提高了網(wǎng)絡(luò)容量要求 交互性還要求快速響應(yīng) 對(duì)傳輸時(shí)延也有嚴(yán)格的 要求 盡管i n t e r a c t 上已經(jīng)存在一些簡單的視頻業(yè)務(wù) 但由于商業(yè)模式的不同 i n t e r n e t 上 的視頻業(yè)務(wù)只提供盡力而為的質(zhì)量保證 電信行業(yè)的目標(biāo)是提供大規(guī)模高質(zhì)量的視頻業(yè) 務(wù) 這為i f r v 業(yè)務(wù)提供帶來了很大的技術(shù)挑戰(zhàn) i p t v 業(yè)務(wù)提供至少需要解決兩個(gè)層次的問題 首先建設(shè)和改造承載網(wǎng)絡(luò) 提供足夠 的網(wǎng)絡(luò)容量 當(dāng)前 寬帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)存在 但網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏 相對(duì)于 需求 容量的大小總是相對(duì)的 增加容量意味著增加建設(shè)成本 如何加強(qiáng)管理 合理地利 用網(wǎng)絡(luò)容量是降低成本的重要手段 其次 也是更加重要的方面 建設(shè)口r v 業(yè)務(wù)系統(tǒng) 為用戶提供良好的業(yè)務(wù)體驗(yàn) 帶寬只是i f l w 業(yè)務(wù)提供最基本的要求 實(shí)現(xiàn)i f t v 業(yè)務(wù)提 供還涉及到內(nèi)容的傳送管理以及業(yè)務(wù)運(yùn)營管理系統(tǒng) 用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)是決定業(yè)務(wù)成敗的關(guān) 鍵 i f r v 的建設(shè)成本很高 運(yùn)營失敗可能對(duì)電信運(yùn)營商帶來致命性的打擊 因此需要充 分發(fā)揮各種資源的作用保障用戶的業(yè)務(wù)使用體驗(yàn) 1 1 報(bào)告的內(nèi)容安捧 本報(bào)告針對(duì)在下一代網(wǎng)絡(luò)中提供i p t v 業(yè)務(wù)存在的問題 研究了i p t v 業(yè)務(wù)提供相關(guān) 的關(guān)鍵技術(shù) 特別是基于p 2 p 技術(shù)的i p t v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù) 報(bào)告的研究內(nèi)容安排如 下 第2 章描述了下一代網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu) 闡明了下一代弼絡(luò)承載與業(yè)務(wù)分離的設(shè)計(jì)思 想 第3 章較為系統(tǒng)地介紹了口t v 系統(tǒng)和業(yè)務(wù)的基本概念 研究了i p t v 業(yè)務(wù)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò) 體系架構(gòu) 在此基礎(chǔ)上提出了i p t v 業(yè)務(wù)提供的技術(shù)需求 第4 章研究了i p t v 業(yè)務(wù)保障問 題 提出了從個(gè)承載網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)容傳送鼴絡(luò)和業(yè)務(wù)體驗(yàn)三個(gè)方面保障用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)的架構(gòu) 為后續(xù)的研究規(guī)劃了方向 第5 章研究了i p t v 業(yè)務(wù)提供的接納控制方案 接納控制是避 免網(wǎng)絡(luò)擁塞的重要手段 本章結(jié)合公司的產(chǎn)品現(xiàn)狀提出了一個(gè)接納控鋁5 機(jī)制的實(shí)施方案 對(duì)彤 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有一定的參考價(jià)值 第6 章和第7 章重點(diǎn)研究了基于p 2 p 技術(shù)的i f r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù) 第6 章比較了i f r v 業(yè)務(wù)的提供方式 分析了p 2 p 技術(shù)在彤r v 業(yè)務(wù) 提供中的價(jià)值 然后研究了基于p 2 p 技術(shù)的i f t v 系統(tǒng)的基本架構(gòu) 最后針對(duì)運(yùn)營商對(duì) f 2 p 流量的顧慮提出了p 2 p 流量管理與控制的基本策略 第7 章研究了基于p 2 p 的i f r v 系統(tǒng)的內(nèi)容調(diào)度 提出一種新的用于p 2 p 流媒體系統(tǒng)的內(nèi)容調(diào)度算法 并通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn) 行了驗(yàn)證與分析 第8 章對(duì)報(bào)告進(jìn)行了簡單的總結(jié) 指出了進(jìn)一步研究的方向 下一代網(wǎng)絡(luò)中i p r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 2 博士后研究工作報(bào)告 第2 章下一代網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)概述 第一代分組網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)迄今已有數(shù)十年的歷史 n g n 中新的應(yīng)用和部署需求帶來了 一些在第一代分組網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)難以考慮到的新需求 近年來 玎u t 一直努力致力于n g n 的標(biāo)準(zhǔn)化工作 u t 推薦標(biāo)準(zhǔn)y 2 0 0 1 1 n 凋確了n g n 中必須考慮的一些特征 此外 u t 推薦標(biāo)準(zhǔn)y 2 0 1 1 2 提供了一個(gè)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以滿足這些特征的實(shí)現(xiàn)要求 一般認(rèn)為 傳統(tǒng)電信服務(wù)與n g n 之間的主要區(qū)別在于從應(yīng)用特定的垂直集成網(wǎng)絡(luò)遷 移至可以承載任意和所有服務(wù)的單一網(wǎng)絡(luò) 對(duì)于電話業(yè)務(wù) 這種遷移包括了從電路交換基 礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)換到分組交換基礎(chǔ)設(shè)施 當(dāng)前n g n 研究的目標(biāo)是確保下一代基于口的網(wǎng)絡(luò)能夠 滿足通常部署于公用電話網(wǎng)的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn) 不僅是基本的電話服務(wù) 還包括現(xiàn)在和將來的各 種可能的多媒體應(yīng)用 鑒于i n t c m e t 的通用特性和現(xiàn)存的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施 包括地址規(guī)劃 地址分配以及域名 解析系統(tǒng)等 以及諸如電子郵件 文件傳輸 f t p 和w w w 應(yīng)用 基于口的通信系統(tǒng) 將構(gòu)成下一代網(wǎng)絡(luò) n e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k n g n 的基礎(chǔ) 然而 從商業(yè)角度來看 由 于電信與i n t e m e t 的商業(yè)模型有很大的不同 對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)需求也有一定的差異 因 此 可以認(rèn)為n g n 是經(jīng)過增強(qiáng)的滿足電信業(yè)務(wù)需要的口網(wǎng)絡(luò) 另一方面 隨著競爭環(huán)境 的變化 用戶對(duì)業(yè)務(wù)多樣性的需求更加迫切 網(wǎng)絡(luò)在電信業(yè)中的重要性逐漸下降 n g n 不僅關(guān)心承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 還需要考慮如何更加高效地開發(fā)和部署新的業(yè)務(wù) 2 1i t u t 推薦標(biāo)準(zhǔn)y 2 0 0 1 n g n 概述 y 2 0 1 1 的主要目的是給n g n 下一個(gè)通用的定義 如下文 下一代網(wǎng)絡(luò) n g n 能夠支持電信服務(wù)分組網(wǎng)絡(luò) 該網(wǎng)絡(luò)能夠利用各種具有q o s 保證的寬帶傳送技術(shù) 其中與服務(wù)相關(guān)的功能獨(dú)立于底層傳輸相關(guān)的技術(shù) 它使用戶可以 根據(jù)自己的選擇自由地接入或訪問網(wǎng)絡(luò) 具有競爭關(guān)系的服務(wù)提供商和服務(wù) 它支持一般 移動(dòng)性 能夠?qū)τ脩籼峁┮恢碌臒o所不在的服務(wù) 上述定義中明確地表明服務(wù)與承載的分離原則 并提出在口承載網(wǎng)絡(luò)中增加q o s 能 力 第二句包含了創(chuàng)新的服務(wù)提供能力 允許服務(wù)提供商自由地創(chuàng)建 用戶自由地選擇服 務(wù) 最后一句包含了在移動(dòng)與固網(wǎng)之間以及適當(dāng)條件下固網(wǎng)之間的移動(dòng)擴(kuò)展 y 2 0 0 1 還進(jìn)一步定義了n g n 的基本特征 分組傳送 控制功能從承載 呼u q 會(huì)話 應(yīng)用 業(yè)務(wù)中分離 服務(wù)提供與網(wǎng)絡(luò)傳送分離 提供開放接口 利用各基本的服務(wù)組成模塊 提供廣泛的服務(wù)和應(yīng)用 包括實(shí)時(shí) 流式 非實(shí)時(shí)及多媒 體服務(wù) 具有端到端q o s q u a l i t yo f s e r v i c e 的寬帶傳送能力 通過開放的接口規(guī)范與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通 具有一般移動(dòng)性 下一代網(wǎng)絡(luò)中i f r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 3 博士后研究工作報(bào)告 允許用戶自由地接入不同服務(wù)提供商 支持多樣化的身份識(shí)別機(jī)制 用戶對(duì)同一種服務(wù)具有統(tǒng)一的服務(wù)特征感受 融合固定與移動(dòng)服務(wù) 服務(wù)相關(guān)功能獨(dú)立于底層的傳送技術(shù) 支持各種最后一公里技術(shù) 適應(yīng)各種監(jiān)管需求 比如緊急通信 安全 隱私和合法監(jiān)聽等 2 2 i m 推薦標(biāo)準(zhǔn)y 2 0 1 1 n g n 一般原則與參考模型 y 2 0 1 1 的主要目的是為開發(fā)n g n 服務(wù)功能模型提供基礎(chǔ) 首先 它指出n g n 分層 系統(tǒng)和由m 1 推薦標(biāo)準(zhǔn)x 2 0 0 定義的7 層開放系統(tǒng)互連基本參考模型 o s ib r m 的潛 在區(qū)別 例如 考慮編號(hào)和o s ib r m7 層系統(tǒng)的特征帶來的困難 在n g n 系統(tǒng)中 可能 遇到下面列出的部分或全部情形 層數(shù)可能不是7 層 個(gè)別層的功能可能與o s ib r m 不相互對(duì)應(yīng) 某些在o s ib r m 中被確定或禁止的情形可能不再適用 涉及到的協(xié)議可能不是o s i 協(xié)議 顯著的例子是i p o s ib r m 的兼容性需求可能不再適用 y 2 0 1 l 的附錄詳細(xì)說明了o s i b r m 中適用于n g n 以及不適用于n g n 的條款 服務(wù)需要由功能來構(gòu)建 因而服務(wù)和功能之間是相關(guān)的 可以方便地將全部n g n 功 能分為兩個(gè)不同的組或平面 一個(gè)包含全部控鋁4 功能 另一個(gè)包含全部管理功能 將同類 型的功能分組便于定義同一組內(nèi)的功能相互關(guān)系和信息流 在功能分組的基礎(chǔ)上 y 2 0 1 1 進(jìn)一步考慮了各功能部分的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 特別的 它提出 了如圖2 1 所示的高層模型 圖中顯示了系統(tǒng)開發(fā)時(shí)各種功能的相互聯(lián)系 圖中的功能實(shí) 體可以進(jìn)一步細(xì)分為子組以便于分組實(shí)現(xiàn)和分布式系統(tǒng)描述 下一代弼絡(luò)中i f f v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 4 博士后研究工作報(bào)告 田2 1n 州一般功能模型 y 2 0 1 1 2 3n g n 體系結(jié)構(gòu) 本節(jié)描述i t uf g n g n f o c u sg r o u pf o rn e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k s 討論定義的n g n 體系結(jié)構(gòu) 由于n g n 的標(biāo)準(zhǔn)化工作還在進(jìn)行中 根據(jù)進(jìn)一步的研究結(jié)果 最終的描述可 能有所變化 n g n 服務(wù)包括基于會(huì)話的服務(wù)和非會(huì)話服務(wù) 其中會(huì)話服務(wù)包括m 電話 視頻會(huì) 議 視頻聊天等 非會(huì)話服務(wù)則有視頻流化和廣播等 此外 n g n 支持p s t n i s d n 替換 i t u t 稱之為p s t n 仿真 m m l a t i o n 圖2 2 顯示了n g n 體系結(jié)構(gòu)的概況 3 根據(jù)y 2 0 1 1 定義的框架 n o n 的功能被分為 服務(wù)層和傳送層 下一代同絡(luò)中i f i v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 s 博士后研究工作報(bào)告 圖2 2n 洲體系結(jié)構(gòu)撅述 端用戶的功能通過用戶網(wǎng)絡(luò)接口 u n i 連接到n g n 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)之間通過網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 接口 n n i 實(shí)現(xiàn)互連 清晰地區(qū)分u n i 和n n i 對(duì)于使用各種現(xiàn)成設(shè)備的同時(shí)保持n g n 環(huán)境中的商業(yè)邊界和分割點(diǎn)具有重要意義 對(duì)于第三方應(yīng)用提供者 應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)接口 a n d 形成一個(gè)邊界 2 3 1 傳送層功能 傳送層為n g n 各組成部分和物理上分離的組成部分提供連接 口被認(rèn)為最有希望成 為n g n 的承載技術(shù) 這樣 傳送層將為位于n g n 之外的用戶終端和位于n g n 之內(nèi)的控 制與支持服務(wù)器提供i p 連接 傳送層需求提供端到端的q o s 保證能力 這是n g n 需要的 技術(shù)特征 傳送層分為接入網(wǎng)與核心網(wǎng) 兩者相互連接 接入功能 接入功能管理端用戶訪問網(wǎng)絡(luò) 接入功能與接入技術(shù)相關(guān) 如w c d m a 和數(shù)字用戶 線 x d s l 接入網(wǎng)包括和各種接入技術(shù)相關(guān)的功能 如c a b l e d s l 技術(shù) 無線技術(shù) 以太網(wǎng)技術(shù)和光接入技術(shù)等 下一代網(wǎng)絡(luò)中i f r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 6 博士后研究工作報(bào)告 接入傳送功能 負(fù)責(zé)在接入網(wǎng)中傳送信息 接入傳送同樣需要q o s 控制機(jī)制直接處理用戶流量 包括 緩存管理 隊(duì)列管理 分組調(diào)度與過濾 流量分類 標(biāo)記 監(jiān)管及整形 網(wǎng)絡(luò)邊緣功能 用于在接入流量匯入核心網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧髁刻幚?核心傳送功能 負(fù)責(zé)確保信息穿過核心網(wǎng)絡(luò) 根據(jù)與傳送控制功能交互的結(jié)果 核心傳送提供差異化 的傳輸質(zhì)量 核心傳送也提供直接處理用戶流量的q o s 機(jī)制 包括緩存管理 隊(duì)列管理 分組調(diào)度與過濾 流量分類 標(biāo)記 監(jiān)管及整形 連接控制和防火墻等 網(wǎng)絡(luò)附屬控制功能 負(fù)責(zé)接入層面的注冊(cè)和接入n o n 服務(wù)時(shí)的終端用戶初始化 提供網(wǎng)絡(luò)層面的身份識(shí) 別與認(rèn)證 管理接入網(wǎng)絡(luò)的m 地址空間以及接入會(huì)話的認(rèn)證 該功能向端用戶通告n o n 服務(wù)的接觸點(diǎn)和應(yīng)用功能 鄞網(wǎng)絡(luò)附屬控制功能輔助用戶設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)并啟動(dòng)服務(wù) 資源與接納控制功能 r f r a c f 提供接納控制與網(wǎng)絡(luò)控制功能 包括控制網(wǎng)絡(luò)地址與端口轉(zhuǎn)換 n a p t 和區(qū) 分服務(wù)域碼點(diǎn) 接納控制涉及到通過網(wǎng)絡(luò)附屬控制功能根據(jù)用戶特征數(shù)據(jù) u s e rp r o f i l e 檢查認(rèn)證 該功能還包括結(jié)合運(yùn)營相關(guān)的策略規(guī)則和資源可用性進(jìn)行基于用戶數(shù)據(jù)的認(rèn) 證 檢查資源可用性意味著接納控制功能驗(yàn)證在當(dāng)前剩余資源的條件下 新的資源請(qǐng)求是 否可以被滿足 r a c f 與傳送功能交互控制一個(gè)或多個(gè)傳送層的功能 包括分組過濾 流 分類 標(biāo)記與監(jiān)管 帶寬預(yù)留與分配 n a p t i p 地址防偽造 a n t i s p o o f i n g n a p t f w 防火墻 穿越和用戶監(jiān)測 傳送用戶描述功能 該功能模塊在傳送層將用戶和其它控制數(shù)據(jù)編輯成單獨(dú)的用戶特征數(shù)據(jù) 該功能可以 被規(guī)范和實(shí)現(xiàn)成一組協(xié)同工作的數(shù)據(jù)庫 并且可能在n g n 的任何一部分實(shí)現(xiàn) 圈關(guān)功能 網(wǎng)關(guān)功能提供與其它網(wǎng)絡(luò)互通的能力 包括各種現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò) 如p s t n i s d n 以及 n t e r n e t 這些功能還支持與不同管理者的n g n 相通 連接其它網(wǎng)絡(luò)的n n i 接口對(duì)控制層 和傳送層同樣適用 控制與傳送層可能直接進(jìn)行交互也可能通過傳送控制功能實(shí)現(xiàn) 媒體處理功能 媒體處理系列功能為滿足服務(wù)提供需要進(jìn)行媒體資源處理 如產(chǎn)生音調(diào) t o n e 信 號(hào) 編碼轉(zhuǎn)換及會(huì)議橋接等 2 3 2 服務(wù)層功能 提供基于會(huì)話的非會(huì)話的服務(wù) 包括預(yù)訂 通告存在信息和即時(shí)消息傳遞方法 服務(wù)層 功能還提供所有和p s t n b s d n 服務(wù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)功能及與舊式用戶設(shè)備相通的能力和接 口 下一代同絡(luò)中n e r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 7 博士后研究工作報(bào)告 服務(wù)與控制功能 該功能包括會(huì)話控制功能 服務(wù)層的認(rèn)證與授權(quán)功能 還包括專用媒體資源的控制功 能 服務(wù)用戶描述功能 該功能模塊在服務(wù)層將用戶和其它控制數(shù)據(jù)編輯成單獨(dú)的用戶特征數(shù)據(jù) 該功能可以 被規(guī)范和實(shí)現(xiàn)成一組協(xié)同工作的數(shù)據(jù)庫 并且可能在n g n 的任何一部分實(shí)現(xiàn) 應(yīng)用功能 n g n 支持開放a p i 這樣第三方服務(wù)提供商可以利用n g n 的能力為n g n 用戶創(chuàng)建 增強(qiáng)的服務(wù) 所有應(yīng)用功能 可信的和非可信的 和第三方服務(wù)提供商通過服務(wù)層的服務(wù) 器或網(wǎng)關(guān)獲取n g n 服務(wù)層的能力和資源 2 3 3 管理功能 時(shí)管支持是n g n 運(yùn)營的基本要求 管理功能使n g n 運(yùn)營商管理網(wǎng)絡(luò)并提供具有可 預(yù)期質(zhì)量 安全和可靠性的n g n 服務(wù) 這些功能在各功能實(shí)體間 f e 以分布的方式分配 該功能與網(wǎng)元管理 網(wǎng)絡(luò)管理及 服務(wù)管理功能實(shí)體相互作用 管理功能包括計(jì)費(fèi)和賬單功能 這些功能在n g n 中相互作用以在n g n 中獲取計(jì)帳信 息 為n g n 運(yùn)營商提供資源使用數(shù)據(jù)從而對(duì)用戶進(jìn)行合理計(jì)費(fèi)與收費(fèi) 計(jì)費(fèi)與帳單功能 收集相關(guān)數(shù)據(jù) 支持后處理 離線計(jì)費(fèi) 和與預(yù)付費(fèi)服務(wù)的近似實(shí)時(shí)交互 在線計(jì)費(fèi) 2 3 4 端用戶功能 如圖2 所示 面向端用戶的接口同時(shí)是物理和功能 控制 接口 對(duì)于可能接入 n g n 的各種用戶接口和網(wǎng)絡(luò)沒有做任何假設(shè) n g n 支持所有的客戶設(shè)備種類 從單線的 老式電話到復(fù)雜的企業(yè)網(wǎng)絡(luò) 端用戶設(shè)備既可以是固定的也可以是移動(dòng)的 2 4 小結(jié) 本章介紹了n u t 推薦標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范的下一代網(wǎng)絡(luò) n g n 的基本原則和參考模型 文 中還檢查了n g n 功能體系結(jié)構(gòu)的最新概念 它們正在成為i t u t 的推薦標(biāo)準(zhǔn) 和傳統(tǒng)的 電信網(wǎng)絡(luò)相比 n g n 最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了承載與業(yè)務(wù)分離 在統(tǒng)一的承載網(wǎng)絡(luò)上可以支 持多種業(yè)務(wù) 當(dāng)前 口技術(shù)是承載網(wǎng)基本技術(shù) 基于m 承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)具有三重播放能力 的i p t v 業(yè)務(wù)是n g n 業(yè)務(wù)發(fā)展的重點(diǎn) 參考文獻(xiàn) 1 r r u tr e c y 2 0 0 1 g e n e r a lo v e r v i e wo f n g n 2 l n t u t r e c y 2 0 1 i g e n e r a l p r i n c i p l a n d g e n e r a l r c f c r 日l c e m o d e l f o r n e x t g e n e r a t i o n n e t w o r k 3 k k n i g h t s o n n m o r i t aa n dt t o w l e n g na r c h i t e c t u r e g e n e r i cp d n c i p l e s f u n c t i o n a la r c h i t e c t u r e a n di m p l e m e n t a t i o n i e e ec o m m m a g a z i n e 2 0 0 5 v 0 1 4 3 1 0 4 9 5 6 下一代網(wǎng)絡(luò)中 w 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 8 博士后研究工作報(bào)告 第3 章i p t v 業(yè)務(wù)提供的技術(shù)需求分析 3 1i p t y 業(yè)務(wù)的定義 根據(jù)中國通信標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的定義 f i v 是指在m 網(wǎng)絡(luò)上傳送包含視頻 音頻和數(shù) 據(jù) 提供q o s q o e 安全 交互性和可靠性的可管理的多媒體業(yè)務(wù) 其表現(xiàn)形式可以是電 視 文本或圖形等 1 彤 業(yè)務(wù)具有以下特征 i r r v 業(yè)務(wù)用于向用戶提供有q o s 保障和安全保障機(jī)制的多媒體內(nèi)容傳輸業(yè)務(wù) 這些內(nèi) 容在最終用戶的終端上播放或顯示 i p t v 業(yè)務(wù)向用戶提供流式服務(wù) 主要用于傳輸音視頻媒體流 當(dāng)然也可以攜帶傳輸文 本 數(shù)據(jù) 語音等 可以同時(shí)為眾多用戶提供業(yè)務(wù)支持 i p t v 業(yè)務(wù)能夠向用戶提供檢索能力和交互能力 交互表現(xiàn)形式為用戶能夠?qū) f y l 業(yè) 務(wù)所提供的音視頻節(jié)目進(jìn)行主觀控制 i p r v 的承載網(wǎng)絡(luò)是l p 網(wǎng)絡(luò) i p t v 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)具備內(nèi)容緩存 分發(fā)和存儲(chǔ)功能 向用戶呈現(xiàn)i p t v 業(yè)務(wù)的終端包括電視機(jī) 機(jī)項(xiàng)盒 p c 電腦 p d a 或手機(jī)等終端設(shè) 備 根據(jù)i f t v 的業(yè)務(wù)提供情況來看 i f r v 的業(yè)務(wù)參與者基本構(gòu)成如圖3 1 所示 業(yè)務(wù)流 圖3 1i p l v 的業(yè)務(wù)參與者 業(yè)務(wù)參與者包括內(nèi)容提供商 業(yè)務(wù)運(yùn)營商 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和最終用戶 其中業(yè)務(wù) 流是從內(nèi)容提供商向下游最終用戶發(fā)送的 最終用戶通過s t b t v p c 手機(jī)或其他終端系統(tǒng) 設(shè)備 接入網(wǎng)絡(luò) 獲得 服 務(wù) 下一代同絡(luò)中 w 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 9 博士后研究工作報(bào)告 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商主要負(fù)責(zé)利用自己的網(wǎng)絡(luò)將州業(yè)務(wù)運(yùn)營商所提供的內(nèi)容傳送到最終用 戶并獲取收益 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商 接入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商包括 電信 廣電 衛(wèi)星等 接入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商包括有線 無線等寬帶網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)的提供商 業(yè)務(wù)運(yùn)營商負(fù)責(zé)內(nèi)容的集成 管理 和運(yùn)營 并在自己的i p l n 平臺(tái)上將各種內(nèi)容集成 在一起 利用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)為用戶提供內(nèi)容和應(yīng)用 為了促進(jìn)業(yè)務(wù)推廣 業(yè)務(wù)運(yùn)營商 通常建設(shè)自己的接入網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)容提供商負(fù)責(zé)內(nèi)容的制作 并將所制作的內(nèi)容版權(quán)提供給業(yè)務(wù)運(yùn)營商 在職r v 業(yè) 務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈中 內(nèi)容提供商是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的源頭 這里的內(nèi)容提供商泛指向業(yè)務(wù)運(yùn)營商提供 內(nèi)容的各種機(jī)構(gòu)或組織 這些機(jī)構(gòu)或組織在某種程度上也進(jìn)行內(nèi)容運(yùn)營 但不直接面對(duì)最 終用戶 政府監(jiān)管部門主要對(duì)艫 業(yè)務(wù)在產(chǎn)生 集成 傳輸和消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控 控 制網(wǎng)上不良音視頻信息的傳播以及防止對(duì)正常節(jié)目的惡意破壞和篡改 3 2i p t v 的業(yè)務(wù)類型 目前 大部分i p r 業(yè)務(wù)解決方案可以提供基于m 網(wǎng)絡(luò)的直播電視 時(shí)移電視以及視 頻點(diǎn)播等基本業(yè)務(wù) 在基本業(yè)務(wù)之外還可以提供諸如h l t e m e t 瀏覽 在線游戲 視頻短 信 遠(yuǎn)程教學(xué) 可視電話等增值業(yè)務(wù) 孵v 系統(tǒng)通常提供以下基本業(yè)務(wù) 直播電視 直播電視類似于廣播電視 衛(wèi)星電視和有線電視所提供的服務(wù) 這是寬帶服務(wù)提供商 為與傳統(tǒng)電視運(yùn)營商進(jìn)行競爭的一種基礎(chǔ)服務(wù) 直播電視通過組播方式實(shí)現(xiàn)直播功能 時(shí)移電視 時(shí)移電視能夠讓用戶體驗(yàn)到每天實(shí)時(shí)的電視節(jié)目 或是今天可以看到昨天的電視節(jié) 日 時(shí)移電視是基于網(wǎng)絡(luò)的個(gè)人存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用 時(shí)移電視功能將用戶從傳統(tǒng)的節(jié)目時(shí)刻 表中解放出來 能夠讓用戶在收看節(jié)目的同時(shí) 實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目的暫停 后退操作 并能夠快 進(jìn)到當(dāng)前直播電視正在播放的時(shí)刻 視頻點(diǎn)播 口阿v 的視頻點(diǎn)播是真正意義上的v o d 服務(wù) 它能夠讓用戶在任何時(shí)間任何地點(diǎn)觀看 系統(tǒng)可提供的任何內(nèi)容 通過簡單易用的遙控器 讓用戶有了充分支配自己觀看時(shí)間的權(quán) 利 這種新的視頻服務(wù)方式讓傳統(tǒng)的節(jié)目播出時(shí)刻表失去意義 使用戶在想看的時(shí)候立即 得到視頻服務(wù)的樂趣 準(zhǔn)視頻點(diǎn)播 準(zhǔn)視頻點(diǎn)播是服務(wù)提供商通過組播技術(shù)將相同的視頻內(nèi)容通過時(shí)間交錯(cuò)方式在一組虛 擬頻道上實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)視頻點(diǎn)播功能 通過增加組播頻道的數(shù)量 用戶可以在電子節(jié)耳單中選擇 同一內(nèi)容的不同組播頻道 從而選擇當(dāng)前要看的節(jié)目內(nèi)容 酮n 系統(tǒng)具有三重播放的能力 且支持良好的交互性 因而能夠提供滿足用戶需求 的各種增值服務(wù) 典型應(yīng)用包括 下一代兩絡(luò)中 嚇v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 i o 博士后研究工作報(bào)告 1 一i i i 網(wǎng)絡(luò)游戲 網(wǎng)絡(luò)游戲是指在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)行的游戲 分為服務(wù)器端和客戶端 用戶安裝客戶端軟件 后 需要登錄運(yùn)營商服務(wù)器才可以進(jìn)行游戲 網(wǎng)絡(luò)游戲是一種網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 游戲者需要向運(yùn) 營商繳納一定的費(fèi)用才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)游戲 網(wǎng)絡(luò)游戲近幾年隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高得到蓬勃發(fā)展 引起政府和社會(huì)各 界廣泛關(guān)注 國家對(duì)網(wǎng)游產(chǎn)業(yè)采取積極扶植和大力支持的態(tài)度 最近由國家新聞出版總署 公布了首批 中國民族網(wǎng)絡(luò)游戲出版工程 名單 這說明我國的網(wǎng)游產(chǎn)業(yè)正向著多元化 本 土化的方向發(fā)展 已成為一個(gè)健康向上的朝陽產(chǎn)業(yè) 網(wǎng)絡(luò)游戲在今后發(fā)展中必將成為一種 規(guī)范化 標(biāo)準(zhǔn)化 產(chǎn)業(yè)化的新興行業(yè) 是未來發(fā)展不可忽視的領(lǐng)域 網(wǎng)游產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大 將徹底改變?nèi)藗兩願(yuàn)蕵贩绞?使我們的生活越來越豐富多彩 電視上兩 盡管目前個(gè)人電腦日益普及 但仍有相當(dāng)一部分人認(rèn)為電腦過于昂貴 太復(fù)雜 這個(gè) 群體的人們只是喜歡偶爾上上網(wǎng) 收發(fā)電子郵件 而不想費(fèi)神去擁有或?qū)W習(xí)使用電腦 彤r v 業(yè)務(wù)的出現(xiàn)使他們的愿望得以實(shí)現(xiàn) 他們可以利用機(jī)頂盒的無線鍵盤或遙控器在電 視機(jī)上享受定制的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù) 瀏覽網(wǎng)頁和收發(fā)電子郵件 享受高科技帶來的豐富的信息 資源 遠(yuǎn)程教育 遠(yuǎn)程教育是指通過音頻 視頻 直播或錄像 以及包括實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)在內(nèi)的課程通過計(jì) 算機(jī) 多媒體與遠(yuǎn)程通訊技術(shù)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)傳送到校園外的教育 口町v 所具有的點(diǎn)播功 能完全符合遠(yuǎn)程教育的需求 是遠(yuǎn)程教育課件點(diǎn)播很好的應(yīng)用平臺(tái) 如今國內(nèi)的砷 部署正處于初級(jí)階段 還存在許多不定的因素 特別是口t v 業(yè)務(wù) 被用戶接受和認(rèn)可的程度將決定著口t v 的成敗 因此業(yè)務(wù)將是i p r r v 業(yè)務(wù)提供商需要著 重考慮的問題 特別是電信運(yùn)營商 在部署口盯v 網(wǎng)絡(luò)的過程中 準(zhǔn)確的界定一下口町v 所涉及的業(yè)務(wù)是非常重要的 事實(shí)上 口t v 不僅僅是p 視頻 電信運(yùn)營商必須從這個(gè)角 度出發(fā) 考慮他們和傳統(tǒng)的電視運(yùn)營商之間的區(qū)別 雖然所有針對(duì)于口阻v 的框架選擇和 基礎(chǔ)技術(shù)都集中在如何開展不同的廣播和點(diǎn)播業(yè)務(wù) 但是電信所擅長語音和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 使得他們可以提供其他一些捆綁業(yè)務(wù)來作為整個(gè)i p r r v 業(yè)務(wù)的一部分 首先要部署的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)毫無疑問是視頻廣播和點(diǎn)播業(yè)務(wù) 但是通過集成語音 通信 電視商務(wù)和廣告等業(yè)務(wù)來對(duì)基本業(yè)務(wù)進(jìn)行增強(qiáng)的也應(yīng)該考慮 事實(shí)上 業(yè)務(wù)肯定是在不斷 的演進(jìn)的 無論是其定義還是涉獵的范圍 由于世界上大多數(shù)的電信運(yùn)營商仍處在口p 1 v 部署的早期階段 所以許多口 業(yè)務(wù)的定義還不清晰 隨著基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)到位和用戶 需求的進(jìn)一步了解 這些業(yè)務(wù)的含義將會(huì)更加明確 3 3 p t y 業(yè)務(wù)系統(tǒng)體系架構(gòu) 是一個(gè)全新的業(yè)務(wù) 在商業(yè)模型上有別于其它傳統(tǒng)的電信和廣電業(yè)務(wù) i p r r v 的 產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成更加復(fù)雜 包括了內(nèi)容提供商 業(yè)務(wù)提供商 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和最終用戶等主要環(huán) 節(jié) 硼r v 業(yè)務(wù)需要產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的支持才能構(gòu)成完整的業(yè)務(wù)系統(tǒng) 從技術(shù)角度 系統(tǒng)可以分為三個(gè)組成部分 口 業(yè)務(wù)平臺(tái) d 承載網(wǎng)絡(luò)和用戶終端 如圖3 2 所示 每 個(gè)組成部分由一些關(guān)鍵設(shè)備或軟件系統(tǒng)組成 完成相應(yīng)的基本功能 下一代同絡(luò)中 1 r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 1 1 博士后研究工作報(bào)告 3 3 1i p t v 業(yè)務(wù)平臺(tái) 圈3 2 口t v 系統(tǒng)體系架構(gòu) 根據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營需要 i p r 業(yè)務(wù)平臺(tái)包括內(nèi)容處理系統(tǒng) 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營管理平 臺(tái) 內(nèi)容處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)內(nèi)容的數(shù)字化 壓縮編碼以及分布式存儲(chǔ)等 視頻內(nèi)容信息極其豐 富 經(jīng)過數(shù)字化后仍將需要大量的存儲(chǔ)空間 壓縮編碼技術(shù)可以減小視頻的存儲(chǔ)容量和傳 送帶寬需求 即便經(jīng)過高度壓縮 數(shù)字化后的視頻文件仍然相當(dāng)龐大 因此存儲(chǔ)系統(tǒng)必須 具備海量的特性 由于多媒體內(nèi)容的高帶寬和實(shí)時(shí)性要求 底層的承載網(wǎng)絡(luò)通常難以滿足直接傳送視頻 內(nèi)容的需求 而需要在承載網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建設(shè)專用的i p t v 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò) 廣義麗言 內(nèi) 容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是在內(nèi)容源和用戶終端之間進(jìn)行內(nèi)容分發(fā)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)容源包括提供組播和 點(diǎn)播服務(wù)的媒體服務(wù)器 它將存儲(chǔ)系統(tǒng)中經(jīng)過數(shù)字化和壓縮處理的媒體內(nèi)容以流化的形式 推送到網(wǎng)絡(luò)中 運(yùn)營管理平臺(tái)包括用戶管理 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理以及其它運(yùn)營信息管理功能 其中用戶管 理包括對(duì)i p t v 業(yè)務(wù)用戶的認(rèn)證 計(jì)費(fèi) 授權(quán)等功能 以保證合法用戶可以得到安全高質(zhì) 量的服務(wù) 3 3 2 咿承載網(wǎng)絡(luò) 彤 承載網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)行t c p i p 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò) 包括骨干 城域網(wǎng)絡(luò)及寬帶接入網(wǎng)絡(luò) 骨干 城域網(wǎng)絡(luò)是各種業(yè)務(wù)共享的通信平臺(tái) 目前城域網(wǎng)絡(luò)主要采用千兆 萬兆以太網(wǎng)絡(luò) 而長 距離的骨干網(wǎng)絡(luò)則較多選用s d h 或d w d m 作為p 流量的傳送網(wǎng)絡(luò) 下一代網(wǎng)絡(luò)中i p t v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 1 2 博士后研究工作報(bào)告 寬帶接入網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)用戶到城域網(wǎng)絡(luò)的寬帶連接 目前常用的寬帶接入技術(shù)包括 x d s l l a n w l a n 和雙向h f c 等 可以為用戶提供數(shù)百k b p s 1 0 0 m b p s 的帶寬 3 3 3i p t v 用戶終端 i p t v 系統(tǒng)的用戶終端一般有三種類型 即p c 個(gè)人計(jì)算機(jī) 機(jī)頂盒 電視和智能移動(dòng) 終端 p c 終端包括了各種臺(tái)式計(jì)算機(jī)和筆記本式計(jì)算機(jī) 此類設(shè)備的特點(diǎn)是自身集成了 較強(qiáng)的處理能力 不僅可以獨(dú)立完成視頻解碼回顯任務(wù) 還可以安裝其它軟件完成信息交 互 自動(dòng)升級(jí)和遠(yuǎn)程管理等功能 如瀏覽器和終端管理代理等 電視機(jī)一般僅具備顯示模擬和數(shù)字視頻信號(hào)的能力 而不具備交互通信能力 機(jī)項(xiàng)盒 主要作為數(shù)字視頻信號(hào)的接收和處理設(shè)備并通過網(wǎng)絡(luò)與媒體服務(wù)器進(jìn)行交互 因此 目前 采用機(jī)頂盒 電視機(jī)的終端形式才能滿足全部的i p t v 業(yè)務(wù)要求 智能移動(dòng)終端主要是指智能手機(jī)及個(gè)人數(shù)字助理 p d a 目前 市場上具有顯示動(dòng) 態(tài)畫面功能的手機(jī)由于受網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和視頻解碼處理能力的限制還無法提供流暢的視頻 信號(hào) 因此只有在無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò) 如3 g 網(wǎng)絡(luò)投入運(yùn)營并結(jié)合更高效的編碼方案后 移動(dòng)終端才會(huì)逐步成為i i t v 的終端設(shè)備 3 4i f f v 網(wǎng)絡(luò)參考體系架構(gòu) 和傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)不同 r 業(yè)務(wù)的視頻內(nèi)容主要來源于專業(yè)的內(nèi)容提供者 服務(wù) 提供商通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)把內(nèi)容提供者與最終消費(fèi)者聯(lián)系起來 在提供i p r 服務(wù)的 過程中 盡管通信網(wǎng)絡(luò)仍然是業(yè)務(wù)提供的基礎(chǔ) 內(nèi)容已經(jīng)成為不可缺少的組成部分 圖 3 3 所示為a t i s 定義的i f f v 網(wǎng)絡(luò)的參考體系架構(gòu) 2 囝3 3i p t v 霸絡(luò)參考體系架構(gòu) 下一代兩絡(luò)中州業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 1 3 博士后研究工作報(bào)告 圖3 3 所示的i p l 網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)包括了內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)和傳送網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層面 在內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)層 面分別定義了如下結(jié)點(diǎn) 超級(jí)頭端 s u p e rh e a de n d s h e 是國家級(jí)的廣播視頻獲取與匯聚點(diǎn) 也是插入 點(diǎn)播視頻的中心點(diǎn) 廣播視頻通常通過衛(wèi)星接收并經(jīng)過處理后分發(fā)到下游結(jié)點(diǎn) 點(diǎn)播 內(nèi)容從各種渠道獲取并進(jìn)行處理 s h e 是整個(gè)i p l 網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容源 其任務(wù)包括視頻內(nèi) 容的存儲(chǔ)及區(qū)域無關(guān)內(nèi)容的傳送 視頻分發(fā)中心 v i d e oh u bo f f i c e v h o 是區(qū)域性的視頻分發(fā)點(diǎn) 它的目的是為本 地的i p r v 網(wǎng)絡(luò)提供內(nèi)容 v h o 是區(qū)域性的廣播視頻源 負(fù)責(zé)存儲(chǔ)本地媒體內(nèi)容 接 收上游的v h e 內(nèi)容并為下游用戶提供連接 本地廣告的插入也在v h o 中執(zhí)行 i p t 業(yè)務(wù)由v h o 通過匯聚 接入網(wǎng)絡(luò)提供給最終用戶 v o d 服務(wù)器和其它應(yīng)用服務(wù)器通常 置于v h o 中 視頻服務(wù)中心 v i d e os e r v i c eo f f i c e v s o 也稱為中心機(jī)房 c e n t r a lo f f i c e c o 存放和管理用于將用戶連接到i p t v 網(wǎng)絡(luò)中的所有接入系統(tǒng) 此外 匯聚設(shè)備 可以使網(wǎng)絡(luò)連接更加高效 v s o 也是匯聚設(shè)備的存放點(diǎn) 傳送網(wǎng)關(guān) d e l i v e r yn e t w o r kg a t e w a y d n g 專門服務(wù)于單個(gè)用戶 家庭 d n g 支 持連接運(yùn)營商i p 丁v 網(wǎng)絡(luò)的接口和連接家庭網(wǎng)絡(luò)的l a n 接口 在網(wǎng)絡(luò)層面 端到端的視頻業(yè)務(wù)傳送路徑上的關(guān)鍵組成部分包括 核心網(wǎng)絡(luò) 包括寬帶業(yè)務(wù)路由器 b r o a d b a n ds e r v i c et o u t e r s b s r 位于視頻分 發(fā)中 l v h o 用以連接提供音視頻源的業(yè)務(wù)后端基礎(chǔ)設(shè)施s h e 和廣域i n t e m e t 城域 匯聚網(wǎng)絡(luò) 包括寬帶業(yè)務(wù)匯聚結(jié)點(diǎn) b r o a d b a n ds e r v i c ea g g r e g a t o r s b s a 用于匯聚用戶流量并在城域范圍內(nèi)為多個(gè)業(yè)務(wù)中心機(jī)房分發(fā)流量 b s a 一般位于v s o 中 接入網(wǎng)絡(luò) 包括寬帶業(yè)務(wù)接入結(jié)點(diǎn) b r o a d b a n di n v i c ea c c e s sr o d e b s a n 在 業(yè)務(wù)中心機(jī)房 c o 提供用戶接入 家庭網(wǎng)絡(luò)部分 包括家庭網(wǎng)關(guān) r g 和機(jī)頂盒 s t b 等 用以傳送音視頻信號(hào)到 終端設(shè)備 相對(duì)于話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 視頻業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求 為了滿足用戶對(duì)i p l 業(yè) 務(wù)的期望需要考慮以下的問題 設(shè)計(jì)一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)內(nèi)在具有支持b t v 和v o d 業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展性 可靠性和q o s 需求 同時(shí)可以優(yōu)化業(yè)務(wù)提供成本并具有足夠的靈活性適應(yīng)視頻業(yè)務(wù)的 變化和將來流量的變化 規(guī)劃和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的容量 q o s 機(jī)制和資源保護(hù)機(jī)制 使得在正常情況下端到端路徑上 網(wǎng)絡(luò)擁塞最小化 下一代同絡(luò)中州業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 1 4 博士后研究工作報(bào)告 在特殊情況下 為了避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)過載采用接納控制機(jī)制 測量和驗(yàn)證用戶服務(wù)質(zhì)量的s l a 滿足情況 如有必要采取相應(yīng)的糾正行動(dòng) 3 5i v 業(yè)務(wù)提供的技術(shù)需求 d 町v 也稱為網(wǎng)絡(luò)電視 確切地說 口阿v 是利用寬帶網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)設(shè)旋 以家用電視 機(jī)或個(gè)人電腦作為主要顯示終端 利用一系列h i t 瞰戚協(xié)議承載和傳輸經(jīng)過編碼壓縮的多 媒體數(shù)字信號(hào) 為家庭用戶提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的多種交互式數(shù)字多媒體服務(wù)以及各種 增值服務(wù)的技術(shù) 人們可以通過p c 個(gè)人電腦 機(jī)頂盒 電視機(jī) 智能移動(dòng)終端等多種方式 享受f 服務(wù) 從用戶角度看 i f f v 業(yè)務(wù)可以提供具有個(gè)性化和實(shí)時(shí)交互特點(diǎn)的點(diǎn)播服 務(wù)和類似于傳統(tǒng)電視的菲交互式廣播服務(wù) 口t v 業(yè)務(wù)的突出特點(diǎn)是具有交互性和實(shí)時(shí)性 從而改變了傳統(tǒng)電視的被動(dòng)收看模 式 實(shí)現(xiàn)了無論何時(shí)何地 按需觀看 的交互式電視功能 p t v 業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程對(duì)業(yè)務(wù) 網(wǎng)絡(luò) 口承載網(wǎng) 寬帶接入 終端 以及媒體編解碼 數(shù)字版權(quán)保護(hù)等一系列技術(shù)提出了 新的要求 特別是由于視頻的高帶寬和實(shí)時(shí)性要求 視頻內(nèi)容存儲(chǔ)與分發(fā)是i p r 業(yè)務(wù)提 供的關(guān)鍵技術(shù) 礬r 是一種三重播放業(yè)務(wù) 需要同時(shí)支持視頻 語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 其系統(tǒng)架構(gòu)必須 要滿足各種復(fù)雜的技術(shù)需求 用戶需求是業(yè)務(wù)發(fā)展的基礎(chǔ) 提供良好的用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)是 i f f v 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo) 對(duì)于一個(gè)新業(yè)務(wù) 用戶希望它在提供更加豐富的影視內(nèi)容的同 時(shí) 還需要具有與傳統(tǒng)有線電視相比更加優(yōu)良的特點(diǎn) 除了與有線電視節(jié)目相當(dāng)?shù)母哔|(zhì)量 圖像效果 類似于遙控器的簡單操作方式 用戶還需要個(gè)性化節(jié)目定制 需要能夠在任何 時(shí)問和地點(diǎn)自由選擇觀看內(nèi)容的全新業(yè)務(wù)體驗(yàn) 為了滿足用戶的需求 f 業(yè)務(wù)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 計(jì)算技術(shù) 多媒體技術(shù)等都提出 了很高的要求 對(duì)傳統(tǒng)的商業(yè)模型 網(wǎng)絡(luò)融合 安全機(jī)制等也提出了許多新的挑戰(zhàn) 口t v 業(yè)務(wù)的技術(shù)需求主要有以下幾點(diǎn) 承載網(wǎng)絡(luò)需求 為確保良好的服務(wù)質(zhì)量 需要底層的坤承載網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)具有足夠的容量 并可 以靈活地管理和控制網(wǎng)絡(luò)資源 信源編解碼技術(shù)需求 要求在提供高質(zhì)量圖像畫面的同時(shí)盡量降低編碼速率 為了減少傳輸差錯(cuò)的影響 還 需要編碼具有一定的容錯(cuò)能力 業(yè)務(wù)性能需求 口t v 系統(tǒng)需要提供明晰的節(jié)目單和業(yè)務(wù)導(dǎo)航能力以及大容量內(nèi)容存儲(chǔ) 管理與分發(fā) 技術(shù) 口p 1 v 是以內(nèi)容為中心的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù) 用戶的使用目的多數(shù)是為了娛樂和消遣 因而 需要高質(zhì)量保證 一數(shù)字安全保護(hù)需求 下一代網(wǎng)絡(luò)中 1 r v 業(yè)務(wù)提供關(guān)鍵技術(shù)研究 1 5 博士后研究工作報(bào)告 出于對(duì)內(nèi)容提供商內(nèi)容資源的保護(hù) i p t v 系統(tǒng)要有良好的安全管理和版權(quán)保護(hù)措 施