淺析現(xiàn)階段IPTV業(yè)務(wù)的應(yīng)用及運(yùn)營(yíng)

2019-11-04 20:44:22

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供稿：網(wǎng)友

　　1 引言
　　
　　作為一項(xiàng)新的技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)，基于流媒體技術(shù)的ipTV應(yīng)該說(shuō)是剛剛起步，國(guó)內(nèi)對(duì)于IPTV的商業(yè)應(yīng)用也還處在一個(gè)探索階段。但I(xiàn)PTV作為基于寬帶網(wǎng)絡(luò)的突破性的視頻服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，具有良好的發(fā)展前景，這點(diǎn)是毋庸置疑的，其業(yè)務(wù)的種類(lèi)主要包括通信服務(wù)、互動(dòng)游戲、視頻點(diǎn)播、視頻廣播、信息服務(wù)、音樂(lè)/卡拉OK、遠(yuǎn)程教育、互動(dòng)廣告、視頻錄播等。IPTV是指通過(guò)IP寬帶城域網(wǎng)絡(luò)，利用寬帶多媒體終端，為用戶(hù)提供多方面的互動(dòng)多媒體服務(wù)的寬帶增值類(lèi)業(yè)務(wù)。寬帶多媒體終端是應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，作為寬帶接入線路的延伸，終端具有多種寬帶接入方式（ADSL、FTTB+LAN）方便用戶(hù)使用，其顯示設(shè)備可借助家庭現(xiàn)有音視頻設(shè)備，從而使寬帶應(yīng)用更大眾化，使用界面更友好化，真正讓寬帶應(yīng)用與百姓生活緊密相聯(lián)。IPTV技術(shù)是順應(yīng)家電信息化、PC娛樂(lè)化的要求而逐步發(fā)展起來(lái)的，它將寬帶網(wǎng)絡(luò)從對(duì)PC終端的關(guān)注轉(zhuǎn)向?qū)﹄娨暀C(jī)終端的關(guān)注，使寬帶網(wǎng)絡(luò)逐步進(jìn)入用戶(hù)的家庭娛樂(lè)領(lǐng)域，成為生活?yuàn)蕵?lè)的一部分。通過(guò)IPTV（IP機(jī)頂盒+普通電視）技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商可以向用戶(hù)提供各類(lèi)豐富多彩的視頻點(diǎn)播/直播節(jié)目、上網(wǎng)瀏覽等一系列增值業(yè)務(wù)服務(wù)，IPTV應(yīng)用服務(wù)也因此成為新型的純娛樂(lè)性的寬帶增值業(yè)務(wù)，有著豐富的潛在客戶(hù)、廣闊的市場(chǎng)前景和可操作的盈利模式。
　　
　　2 IPTV應(yīng)用系統(tǒng)的功能模塊
　　
　　典型的IPTV應(yīng)用系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)功能模塊：
　　
　　（1）內(nèi)容制作模塊
　　
　　內(nèi)容制作模塊的功能是把原始節(jié)目源轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)的編解碼格式的流媒體節(jié)目源，一般包括實(shí)時(shí)內(nèi)容和非實(shí)時(shí)內(nèi)容制作模塊，并且能夠?qū)χ谱骱玫墓?jié)目進(jìn)行數(shù)字版權(quán)的處理，同時(shí)具備基本的媒體制作功能（如IPG（互動(dòng)節(jié)目指南）模板制作等）。實(shí)時(shí)內(nèi)容處理是利用實(shí)時(shí)流媒體處理設(shè)備，把電視（衛(wèi)星、有線）轉(zhuǎn)播下來(lái)的節(jié)目進(jìn)行實(shí)時(shí)的音、視頻采集，并轉(zhuǎn)換成規(guī)定的流媒體格式（MPEG-4）的文件。而非實(shí)時(shí)內(nèi)容處理是把非實(shí)時(shí)的內(nèi)容，如DVD/VCD等片源，或其他格式的媒體轉(zhuǎn)換成規(guī)定的流媒體格式（MPEG-4）的文件。
　　
　　當(dāng)前主要的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)包括：由MPEG公布的MPEG-1&2&4標(biāo)準(zhǔn)；Windows Media Video標(biāo)準(zhǔn)，它是派生于MPEG-4，是一個(gè)可變碼率的編解碼技術(shù)，幾個(gè)Microsoft專(zhuān)有擴(kuò)展功能使其可在給定速率下提供更好的圖像質(zhì)量；ITU-T H.264標(biāo)準(zhǔn)是2004年剛剛發(fā)布的視頻編解碼新技術(shù)，或稱(chēng)為MPEG-4 AVC（ISO/IEC命名），即將成為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第10部分（ISO MPEG-4 Part 10）。作為下一代碼流視頻壓縮技術(shù)的代表，H.264在略低于1Mbit/s的傳輸速度下播放質(zhì)量能達(dá)到DVD水平，而MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)在同樣清楚度水平下文件大小比H.264高4倍。H.264還有望比目前根據(jù)MPEG-4實(shí)現(xiàn)的視頻格式在性能方面提高33%，普通消費(fèi)者以后就可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)寬帶連接欣賞到DVD質(zhì)量的視頻流。
　　
　　（2）IPG模塊
　　
　　IPG是消費(fèi)者獲得音視頻內(nèi)容及其他服務(wù)的平臺(tái)和窗口，它能幫助用戶(hù)全面了解音視頻內(nèi)容和其他的服務(wù)，包括內(nèi)容介紹、內(nèi)容和服務(wù)提交的時(shí)間等。IPG設(shè)計(jì)為用戶(hù)提供快捷簡(jiǎn)便的操作服務(wù)，符合原來(lái)電視用戶(hù)的操作習(xí)慣。
　　
　　IPG提供給STB（機(jī)頂盒）用戶(hù)或PC用戶(hù)一個(gè)基于Web的導(dǎo)航界面，用戶(hù)以遙控器或鍵盤(pán)鼠標(biāo)操作和IPG模塊進(jìn)行交互，如選擇要播放的媒體資源等。IPG向全體用戶(hù)提供量身定做的節(jié)目導(dǎo)航服務(wù)（即用戶(hù)界面），它動(dòng)態(tài)地根據(jù)不同用戶(hù)生成不同界面，是整個(gè)IPTV系統(tǒng)的大門(mén)。IPG由Web服務(wù)器、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提取層以及用戶(hù)界面層組成。
　　
　　（3）機(jī)頂盒客戶(hù)端（STB+TV）模塊
　　
　　機(jī)頂盒客戶(hù)端主要提供如下服務(wù)：音視頻點(diǎn)播、音視頻廣播、電子節(jié)目單、遙控器操作、網(wǎng)絡(luò)接入支持、治理與認(rèn)證、最終用戶(hù)的幫助信息。
　　
　　（4）業(yè)務(wù)治理系統(tǒng)（SMS）模塊
　　
　　主要包括機(jī)頂盒治理（實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)頂盒的治理、認(rèn)證和接入控制）、統(tǒng)計(jì)分析（進(jìn)行業(yè)務(wù)模式分析）等功能。
　　
　　3 IPTV對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的要求
　　
　　IPTV業(yè)務(wù)作為IP網(wǎng)絡(luò)上所承載的一項(xiàng)新興業(yè)務(wù)，在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)上部署時(shí)會(huì)碰到一些客觀存在的問(wèn)題，包括帶寬、QoS、組播支持等。下面對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行探討并給出其承載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建議。
　　
　　3.1 IPTV業(yè)務(wù)帶寬需求
　　
　　IPTV業(yè)務(wù)包括直播電視（live TV）、視頻點(diǎn)播（VOD）、時(shí)移電視（time-shifted TV）等多種業(yè)務(wù)。對(duì)于直播電視和時(shí)移電視業(yè)務(wù)，目前主要采用MPEG-4視頻碼流提供服務(wù)；對(duì)于視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，目前能夠采用MPEG-4和微軟的WMV9兩種視頻碼流提供服務(wù)。
　　
　　考慮到IP網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷(xiāo)和統(tǒng)計(jì)復(fù)用特性引起的流量波動(dòng)等因素，為了保證IPTV的播放質(zhì)量，建議為每一個(gè)IPTV用戶(hù)規(guī)劃3Mbit/s以上的帶寬（采用MPEG-4編碼時(shí)）。假如同時(shí)考慮PC上網(wǎng)流量，建議為每個(gè)寬帶用戶(hù)規(guī)劃4Mbit/s以上的帶寬。假如采用WMV9編碼格式的片源，則一般需要為每一寬帶用戶(hù)規(guī)劃1.5～2.5Mbit/s帶寬。
　　
　　針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)狀況，我們針對(duì)接入帶寬問(wèn)題提出以下發(fā)展建議：
　　
　　·對(duì)ADSL用戶(hù)提升接入帶寬（尤其是下行帶寬）到3Mbit/s以上。
　　
　　·對(duì)FTTB+LAN以太網(wǎng)用戶(hù)提高樓道二層以太網(wǎng)交換機(jī)的上行帶寬到100Mbit/s或N×FE。
　　
　　·將ATM DSLAM上行端口擴(kuò)容至N×155Mbit/s或用GE速率端口對(duì)無(wú)法擴(kuò)容的設(shè)備逐步替換。
　　
　　·對(duì)在網(wǎng)的IP DSLAM上行端口擴(kuò)容至N×FE或GE/N×GE，對(duì)無(wú)法擴(kuò)容的設(shè)備逐步進(jìn)行替換。
　　
　　·為節(jié)省接入層到匯聚層的網(wǎng)絡(luò)帶寬，DSLAM或以太網(wǎng)交換機(jī)需至少支持二層組播協(xié)議IGMP snooping（Internet群組治理協(xié)議探測(cè)）。對(duì)無(wú)法支持組播的接入層設(shè)備根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展逐步進(jìn)行替換。
　　
　　·新建的DSLAM設(shè)備應(yīng)該選擇支持二層組播，內(nèi)部集成了寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器（BRAS）功能，上行帶寬在1Gbit/s以上的IP DSLAM。
　　
　　·考慮到ADSL接入帶寬與距離的反比關(guān)系，應(yīng)采取FTTC方案使DSLAM設(shè)備更接近用戶(hù)，距離根據(jù)傳輸線直徑的大小會(huì)有所變化，但都應(yīng)在2.5km以?xún)?nèi)。
　　
　　盡管近年來(lái)各地DSLAM局端和用戶(hù)端設(shè)備已升級(jí)到ADSL2/ADSL2+，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，還應(yīng)采用EPON等光纖接入設(shè)備來(lái)提升接入帶寬和服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)真正的FTTH。
　　
　　針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)狀況，我們對(duì)匯聚帶寬問(wèn)題提出以下發(fā)展建議：
　　
　　·對(duì)匯聚層設(shè)備進(jìn)行上下行帶寬擴(kuò)容和升級(jí)，下行帶寬根據(jù)接入層設(shè)備升級(jí)情況進(jìn)行相應(yīng)升級(jí)，上行帶寬設(shè)計(jì)到N×GE。
　　
　　·對(duì)通過(guò)ATM核心網(wǎng)絡(luò)直連到BRAS上的ATM DSLAM，可以考慮增加路由器來(lái)終結(jié)ATM信元并旁路IPTV業(yè)務(wù)的VC連接，從而繞過(guò)BRAS瓶頸。
　　
　　·根據(jù)業(yè)務(wù)開(kāi)展進(jìn)度，逐步將ATM DSLAM替換為內(nèi)置BRAS功能的IP DSLAM。
　　
　　·匯聚層交換機(jī)/路由器應(yīng)支持二層組播協(xié)議IGMP V2和三層組播協(xié)議PIM-SM。
　　
　　·將IPTV系統(tǒng)的邊緣節(jié)點(diǎn)部署到匯聚層BRAS以下，從而使單播的視頻流量無(wú)需通過(guò)BRAS。
　　
　　假如采用分布式部署，則只有各個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）的流量經(jīng)過(guò)核心網(wǎng)，因此IPTV系統(tǒng)對(duì)核心網(wǎng)帶寬需求不高；采用集中式部署時(shí)，點(diǎn)播業(yè)務(wù)占用的帶寬較大。
　　
　　·基于此，對(duì)核心帶寬問(wèn)題考慮如下發(fā)展建議：
　　
　　·業(yè)務(wù)初期考慮到業(yè)務(wù)規(guī)模不大采用集中式部署，業(yè)務(wù)大規(guī)模推廣時(shí)，采用分布式部署。
　　
　　·核心層設(shè)備支持域內(nèi)組播協(xié)議PIM-SM和域間組播協(xié)議MBGP/MSDP。
　　
　　3.2 IPTV業(yè)務(wù)QoS需求
　　
　　由于IPTV業(yè)務(wù)中視頻碼流的實(shí)時(shí)性、連續(xù)性，希望承載網(wǎng)絡(luò)提供QoS保證，而且業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)的延時(shí)、丟包和抖動(dòng)比較敏感。其中直播類(lèi)視頻業(yè)務(wù)如直播電視對(duì)QoS的要求高于點(diǎn)播類(lèi)視頻服務(wù)如VOD。游戲類(lèi)業(yè)務(wù)是一種雙向交互式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)特性如操作命令的靈敏性決定了對(duì)數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)延要求非凡高。
　　
　　針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)狀況，我們對(duì)QoS問(wèn)題提出以下發(fā)展建議：
　　
　　·從邏輯上區(qū)分IPTV業(yè)務(wù)流和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流對(duì)IPTV業(yè)務(wù)流的影響。
　　
　　·利用分布式IPTV部署來(lái)縮短視頻流在網(wǎng)上的傳送距離，緩解QoS問(wèn)題。將IPTV服務(wù)節(jié)點(diǎn)下放到接近STB的位置簡(jiǎn)化QoS的保證。
　　
　　·在網(wǎng)絡(luò)匯聚層和核心層啟用業(yè)務(wù)服務(wù)分類(lèi)機(jī)制，統(tǒng)一規(guī)劃和定義QoS服務(wù)等級(jí)，邊緣進(jìn)行流的分類(lèi)和標(biāo)記。
　　
　　在接入層CPE和ATM DSLAM之間建立多個(gè)PVC來(lái)區(qū)分不同的業(yè)務(wù)從而形成不同的邏輯網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　啟用L3 QoS與L2 QoS之間的映射和PVC與DSCP/802.1P之間的映射。
　　
　　3.3 IPTV業(yè)務(wù)組播支持需求
　　
　　IPTV業(yè)務(wù)要求網(wǎng)絡(luò)提供端到端組播支持，以降低視頻業(yè)務(wù)對(duì)核心網(wǎng)絡(luò)、匯聚網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求，針對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)組播支持狀況，可以考慮如下發(fā)展建議：
　　
　　·對(duì)在網(wǎng)的核心層/匯聚層設(shè)備啟動(dòng)三層域內(nèi)PIM-SM/DM和域間MBGP/MSDP組播路由協(xié)議和二層IGMP組播協(xié)議，進(jìn)行組播互通測(cè)試，對(duì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)組播和組播互通的設(shè)備進(jìn)行替換。
　　
　　·對(duì)在網(wǎng)的接入路由器啟動(dòng)三層域內(nèi)PIM-SM組播協(xié)議和二層IGMP組播協(xié)議，進(jìn)行組播互通測(cè)試，對(duì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)組播和組播互通的設(shè)備進(jìn)行替換。
　　
　　·對(duì)在網(wǎng)的ATM DSLAM進(jìn)行二層IGMP組播測(cè)試，對(duì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)組播的設(shè)備視業(yè)務(wù)開(kāi)展情況逐步替換為IP DSLAM。
　　
　　·假如視頻流需經(jīng)過(guò)BRAS，則需要BRAS支持PIM-SM/DM和IGMP代理協(xié)議。
　　
　　4 運(yùn)營(yíng)模式分析
　　
　　IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式目前有三種：一是自營(yíng)模式，運(yùn)營(yíng)商自己購(gòu)買(mǎi)電視節(jié)目播映權(quán)、整合一些電視節(jié)目或者購(gòu)買(mǎi)其他內(nèi)容供給商的節(jié)目，利用自己的傳輸線路傳送給客戶(hù)；二是出租模式，運(yùn)營(yíng)商可以將自己的IPTV線路出租給不同的客戶(hù)，比如內(nèi)容提供商、廣告商、貿(mào)易商或者極具個(gè)性化的供給商；三是綜合模式，運(yùn)營(yíng)商可以同時(shí)經(jīng)營(yíng)電視節(jié)目和出

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