IPTV業(yè)務(wù)基礎(chǔ)知識(shí)介紹

IPTV業(yè)務(wù)基礎(chǔ)知識(shí)介紹主要內(nèi)容視頻壓縮編碼技術(shù)組播原理及在IPTV中的應(yīng)用QOS原理及在IPTV中的應(yīng)用為什么需要視頻編碼壓縮傳輸效率首先，傳輸數(shù)字圖像所需的帶寬遠(yuǎn)窄于未壓縮圖像。例如，NTSC圖像以大約640x480的分辨率，24bits／象素，每秒30幀的質(zhì)量傳輸時(shí)，其數(shù)據(jù)率達(dá)28M字節(jié)／秒或221M位／秒。存儲(chǔ)效率其次，未經(jīng)壓縮的視頻占用空間驚人。以28M字節(jié)／秒的速率，15秒的未壓縮圖像將占用420M字節(jié)的內(nèi)存空間。編碼壓縮可以減少存儲(chǔ)和傳輸?shù)拇鷥r(jià)。視頻編解碼技術(shù)及發(fā)展概述1984ITUISO/IEC中國(guó)微軟1988199219941998200220041986199020001996H.261H.263H.263+H.263++MPEG-1MPEG-2MPEG-4MPEG4AVC/H.264AVSmedia7wmv8wmv9/VC1目前常用的幾種編碼格式：MPEG-2MPEG-4SP/MPEG-4ASP（AdvancedSimpleProfile）H.264/AVC(MPEG-4Part10)MicrosoftWMV-9/VC-1AVS第一代標(biāo)準(zhǔn)第二代標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于MPEG-4MPEG4由ISO/IEC制定，99年1月發(fā)布；MPEG4是一個(gè)協(xié)議簇，目前供包含19個(gè)部分。IPTV中所述MPEG-4，通常特指MPEG-4協(xié)議簇第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成立的聯(lián)合視頻工作組（JointVideoTeam）制定。H.264標(biāo)準(zhǔn)在ITU-T中的名稱為：H.264（早期被稱為H.26L）2003.05在ISO/IEC中的正式名稱為：MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)，即ISO/IEC14496-102003.10優(yōu)缺點(diǎn)更高的壓縮比和更好的信道適應(yīng)性代價(jià)是計(jì)算復(fù)雜度的大大增加關(guān)于H.264關(guān)于VC-1VC-1是微軟公司提交SMPTE申請(qǐng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼規(guī)范，目前已經(jīng)通過(guò)。VC-1在微軟流媒體系統(tǒng)中成為WMV-9，可以說(shuō)，WMV-9是VC-1的一種實(shí)現(xiàn)，二者的語(yǔ)法、語(yǔ)義完全相同。目前微軟IPTV系統(tǒng)中采用VC-1編碼格式。關(guān)于AVSAVS是由中國(guó)數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組（簡(jiǎn)稱AVS工作組）制定的具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，目前包括系統(tǒng)、視頻、音頻和版權(quán)保護(hù)四個(gè)部分。2006年2月22日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布通知：《信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼》第二部分視頻于2006年3月1日起開始實(shí)施。AVS視頻部分正式成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

2007年5月，AVS視頻部分進(jìn)入ITU-TFGIPTV工作組第四次會(huì)議(5月7~11日，斯洛文尼亞)WG6的輸出文檔，正式成為四個(gè)可選視頻編碼格式之一；雖然AVS尚未得到主流芯片供應(yīng)商支持，但國(guó)內(nèi)已研發(fā)出相關(guān)芯片。2005年3月，首款基于AVS的高清解碼芯片在北京通過(guò)專家鑒定。國(guó)外部分芯片廠家也開始支持AVS標(biāo)準(zhǔn)。主要內(nèi)容視頻壓縮編碼技術(shù)組播原理及在IPTV中的應(yīng)用QOS原理及在IPTV中的應(yīng)用什么是組播ServerRouterUnicastServerRouterMulticast單播vs.組播概括說(shuō)，組播的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：減少整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求。降低流媒體服務(wù)器的壓力。基本不受用戶流量增長(zhǎng)的影響。Example:AudioStreamingAllclientslisteningtothesame8Kbpsaudio00.20.40.60.8TrafficMbps120406080100MulticastUnicast組播的優(yōu)越性組播的局限性技術(shù)局限性基于UDP可靠性問(wèn)題，丟包、亂序、重復(fù)包缺乏流控機(jī)制業(yè)務(wù)局限性僅適用于一對(duì)多的直播業(yè)務(wù)不適用于點(diǎn)播業(yè)務(wù)組播技術(shù)相關(guān)協(xié)議成員組報(bào)告協(xié)議IGMPv1/v2/v3組播路由協(xié)議PIM-DM（密集模式）PIM-SM（稀疏模式）PIM-SSM（指定源組播）組播源發(fā)現(xiàn)協(xié)議MSDPAnycastRP二層組播IGMPsnooping/proxy主機(jī)靜靜的離開組路由器發(fā)送3個(gè)普通詢問(wèn)(60secsapart)沒(méi)有收到該組的IGMP報(bào)告組超時(shí)(最差延遲~=3minutes)H1H3H3#1GeneralQuery#2H2離開組(IGMPv1)IGMPv1主機(jī)向發(fā)送離開消息路由器向發(fā)送組特定的詢問(wèn)在3秒內(nèi)沒(méi)有IGMP報(bào)告組超時(shí)H1H3H3Leaveto224.0.0.2224.1.1.1#1GroupSpecificQueryto224.1.1.1#2H2離開組(IGMPv2)IGMPv2FastLeave！AnycastRPAnycastRPIPTV組播IPTV直播業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)分為兩階段:第一階段：少量用戶階段基本要求：PPPoE；BRAS做組播復(fù)制。實(shí)現(xiàn)方式：?jiǎn)蜳VC多session/多PVC靜態(tài)加入組播組/動(dòng)態(tài)加入組播組IGMPreport黑客支撐系統(tǒng)相關(guān)屬性1、認(rèn)證服務(wù)器中存放用戶相關(guān)業(yè)務(wù)屬性信息；2、用戶接入時(shí)，BAS從后臺(tái)認(rèn)證返回用戶組播、QOS等屬性信息；3、用戶STB發(fā)起IGMPJOIN請(qǐng)求時(shí)，BAS動(dòng)態(tài)向組播源申請(qǐng)流量，組播源將組播流推送至BAS，BAS面向用戶復(fù)制數(shù)據(jù)。BRAS組播數(shù)據(jù)radius用戶業(yè)務(wù)屬性DSLAML2SWBRAS組播復(fù)制BRAS組播復(fù)制設(shè)備要求BRAS支持PIM-SM(RFC-2362)IGMPv2(RFC2236)二層設(shè)備無(wú)特殊要求機(jī)頂盒PPPOEIGMPIPTV組播第二階段：密集用戶階段基本要求用戶采用DHCP等認(rèn)證方式；由DSLAM或者用戶接入交換機(jī)實(shí)現(xiàn)組播復(fù)制。實(shí)現(xiàn)方式單PVC/多PVCBRAS做業(yè)務(wù)控制/SR做業(yè)務(wù)控制1、使用DHCP方式提供IPTV用戶接入，與PPPOE方式上網(wǎng)的用戶在同一PVC中2、使用機(jī)頂盒內(nèi)置的DHCPOPTION60進(jìn)行用戶設(shè)備合法性認(rèn)證3、使用BAS對(duì)用戶機(jī)頂盒位置信息進(jìn)行OPTION82封裝，綁定用戶使用端口4、組播通過(guò)組播VLAN下發(fā)至DSLAM5、單播流使用IPOE方式在PVC中下發(fā)

第二階段組播試點(diǎn)方案SW8505DSLAMIPTV內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)認(rèn)證系統(tǒng)ModemDHCP服務(wù)器IPTV單播源PCSTBIPTV組播源BRAS1條PVC普通QinQDHCP地址的獲得過(guò)程Option60用戶名、密碼Option82DHCPrelayOption82加VPIVCI信息Option60Option82、60IP地址IP地址IP地址城域網(wǎng)Option82、60轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)radius報(bào)文IPTV承載方式SW8505DSLAMIPTV內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)認(rèn)證系統(tǒng)ModemDHCP服務(wù)器IPTV單播源PCSTBIPTV組播源BRAS1條PVC普通QinQIPOE組播內(nèi)vlan下發(fā)組播流Option82、60組播請(qǐng)求城域網(wǎng)DSLAM在組播vlan內(nèi)代理發(fā)起IGMP組播請(qǐng)求PPPOE組播內(nèi)vlan下發(fā)組播流組播請(qǐng)求DSLAM在組播vlan內(nèi)代理發(fā)起IGMP組播請(qǐng)求IPTV組播方式DSLAM/L2組播復(fù)制設(shè)備要求BRASPIM-SM(RFC-2362)DHCPrelay對(duì)SVLAN信息的Option82封裝IGMPDSLAM/L2SWIPDSLAM跨VLAN的IGMPProxy跨VLAN的組播轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)頂盒DHCPoption60DHCP平臺(tái)對(duì)DHCPOPTION60、82中的用戶信息進(jìn)行解析，并封裝為標(biāo)準(zhǔn)RADIUS包，送后臺(tái)進(jìn)行認(rèn)證鑒權(quán)主要內(nèi)容視頻壓縮編碼技術(shù)組播原理及在IPTV中的應(yīng)用QOS原理及在IPTV中的應(yīng)用IP流量統(tǒng)計(jì)復(fù)用和流量突發(fā)QOS的作用實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量差異化，支撐更多的應(yīng)用和業(yè)務(wù)類型，創(chuàng)造更高的利益保障網(wǎng)絡(luò)控制信息的暢通實(shí)現(xiàn)安全保障，在網(wǎng)絡(luò)遇有DOS攻擊等情況下，限定網(wǎng)絡(luò)受攻擊影響的范圍QOS并不能創(chuàng)造帶寬，但是可以有效的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源管理QOS的作用QOS技術(shù)選擇精細(xì)粒度嚴(yán)格質(zhì)量保證網(wǎng)絡(luò)的核心復(fù)雜需要路由器之間的信令擴(kuò)展性差面向連接的QoS粗略粒度相對(duì)質(zhì)量保證網(wǎng)絡(luò)的邊緣復(fù)雜不需要信令擴(kuò)展性好面向分組的QoS

IntServ

DiffServ基本思想分類標(biāo)識(shí)每一跳行為（PHB）保障優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)IP網(wǎng)無(wú)連接的特性擴(kuò)展性好，簡(jiǎn)單可實(shí)現(xiàn)缺點(diǎn)僅實(shí)現(xiàn)粗略的分等級(jí)服務(wù)組件分散，需要協(xié)同一致，統(tǒng)一策略和管理DiffServ模型將QOS需求相近的業(yè)務(wù)流分成一類，并做相應(yīng)的標(biāo)記。網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行分類和標(biāo)記分類依據(jù)：各種標(biāo)記字段、端口、源/目的IP地址、IP層協(xié)議端口、應(yīng)用層源/目的端口和BGP屬性等。

標(biāo)記字段：IPPrecedence、IPDSCP、MPLSEXP和802.1p等。

標(biāo)記字段：IPP、DSCP、MPLSEXP及內(nèi)部標(biāo)記分類和標(biāo)記不同等級(jí)的分組放入不同的隊(duì)列中，路由器按照一定的隊(duì)列調(diào)度算法，決定從哪個(gè)隊(duì)列中取出數(shù)據(jù)分組進(jìn)行服務(wù)。隊(duì)列調(diào)度算法直接影響路由器的性能和QOS效果。擁塞管理－隊(duì)列調(diào)度DiffServ流量調(diào)整示意流PQ(PriorityQueueing)：算法簡(jiǎn)單，有利于保障實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。但欠公平，可能“餓死”低等級(jí)隊(duì)列，需要對(duì)高優(yōu)先隊(duì)列進(jìn)行限速。

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

調(diào)度算法尾丟棄(TD):在隊(duì)列達(dá)到閾值深度之前，不丟包;達(dá)到后100%丟新到達(dá)的包。加權(quán)隨機(jī)早期丟包(WRED):

網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞之前便隨機(jī)丟包加大低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組的丟棄概率，而降低高優(yōu)先級(jí)的丟棄概率消除了全局同步現(xiàn)象減少擁塞對(duì)高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的影響。擁塞預(yù)防－丟棄限速將超過(guò)帶寬限額的突發(fā)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單丟棄或降