IPTV承載技術(shù)探討

陳萌+侯玉儒+王婷婷

摘要：IPTV業(yè)務(wù)擁有著數(shù)據(jù)傳輸量非常大、對于網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)靈敏等特征，所以，IPTV的重點(diǎn)存在于創(chuàng)造一個(gè)根據(jù)IP技術(shù)多業(yè)務(wù)承載的系統(tǒng)。其中的多播技術(shù)、CDN和P2P技術(shù)組成了最關(guān)鍵的根據(jù)IPTV業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：IPTV；承載網(wǎng)；組播；P2P

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）06-0045-01

隨著Internet寬帶技術(shù)的迅速發(fā)展，同時(shí)在電視領(lǐng)域內(nèi)也發(fā)生了一項(xiàng)新技術(shù)：IPTV通俗的稱作交互式網(wǎng)絡(luò)電視，它與現(xiàn)在的3個(gè)運(yùn)營網(wǎng)（廣播電視網(wǎng)、Interner與電信網(wǎng)）和它的業(yè)務(wù)有著直接關(guān)系。還可以把IPTV當(dāng)作是三重播放（話音、數(shù)據(jù)與視頻三重業(yè)務(wù)束縛）業(yè)務(wù)的一種技術(shù)完成的方式。IPTV技術(shù)把Internet、多媒體、通信等多種技術(shù)合為一個(gè)整體，運(yùn)用寬帶網(wǎng)絡(luò)來當(dāng)作基礎(chǔ)的設(shè)施，用家用的電視機(jī)、個(gè)人的電腦、手機(jī)還有個(gè)人數(shù)字助理等便攜終端當(dāng)作關(guān)鍵的顯示終端，可以通過IP協(xié)議向用戶供應(yīng)包含數(shù)字電視節(jié)目在內(nèi)的許多種交互型的多媒體業(yè)務(wù)。在IPTV業(yè)務(wù)里信源編碼與承載網(wǎng)絡(luò)是其它的重要技術(shù)。在編碼技術(shù)里MPEG-4、H.264已經(jīng)發(fā)展得非常老練，承載網(wǎng)絡(luò)目前變成限制IPTV發(fā)展的主要原因。

1 承載網(wǎng)的發(fā)展方向

接下來從兩個(gè)方面來談一下IPTV承載網(wǎng)的發(fā)展方向：一方面是傳輸平臺的提升智能光網(wǎng)絡(luò)（ASON），最根本的特征是可以伴隨著電信業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，傳輸網(wǎng)絡(luò)可以迅速供給可以訂制用戶的業(yè)務(wù)，要求可以對網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)實(shí)行十分準(zhǔn)確的操縱與分等級的服務(wù)，然后就可以達(dá)到依據(jù)用戶價(jià)值所提供的等級服務(wù)的宗旨。ASON當(dāng)作下一代的傳輸平臺，具有非常強(qiáng)的信息處理能力來處理各種各樣的網(wǎng)絡(luò)同步消息，來供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖詣?dòng)發(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)的端到端配置、SLA服務(wù)等智能的業(yè)務(wù)所帶給的許多實(shí)時(shí)信息交流，在此的同時(shí)擁有可以拓展的業(yè)務(wù)歸納接入與傳送能力還有對寬帶業(yè)務(wù)內(nèi)嵌的二層替換與流量的控制、匯集等本領(lǐng)。同時(shí)IPTV承載網(wǎng)的SDH傳輸平臺也會過渡到ASON網(wǎng)絡(luò)。

2 目前IPTV承載網(wǎng)技術(shù)的分析

傳統(tǒng)承載網(wǎng)技術(shù)是根據(jù)客戶端/服務(wù)器（C/S）模式的，這類因?yàn)槭芊?wù)器端處理能力與帶寬影響，在對大范圍用戶提供流媒體業(yè)務(wù)的時(shí)候清楚地顯現(xiàn)出“瓶頸效應(yīng)”而不符合IPTV業(yè)務(wù)。防止避免“瓶頸效應(yīng)”這種現(xiàn)象的發(fā)生，把源服務(wù)器上保存的大批媒體數(shù)據(jù)，分配到各個(gè)沿邊的服務(wù)器，沿邊的服務(wù)器把大批的數(shù)據(jù)緩沖在本地的硬盤上，供應(yīng)最終用戶的參觀，CDN技術(shù)因此而產(chǎn)生。假如說某位用戶發(fā)出一個(gè)視頻點(diǎn)播的要求，系統(tǒng)會最先確定沿邊的服務(wù)器中是否擁有用戶點(diǎn)播的內(nèi)容，如果有，便會把用戶的點(diǎn)播要求重定向到沿邊的服務(wù)器上，并且用沿邊的服務(wù)器來完成點(diǎn)播的要求。如果沒有用戶所點(diǎn)播的內(nèi)容，那么用戶的點(diǎn)播要求會通過核心的服務(wù)器來完成。可是伴隨著IPTV系統(tǒng)的運(yùn)行，CDN技術(shù)存留的問題也漸漸呈現(xiàn)出來，如果說用戶數(shù)據(jù)參觀非常集中，那么沿邊的服務(wù)器可以將集中參觀的數(shù)據(jù)緩沖到本地上，以此來達(dá)到非常高的運(yùn)行成果；可是如果用戶參觀的數(shù)據(jù)不夠集中的話，那么沿邊的服務(wù)器會把請求轉(zhuǎn)給源服務(wù)器，源服務(wù)器的負(fù)擔(dān)則會加劇，沿邊的服務(wù)器運(yùn)行速度也會飛快下降，負(fù)荷的均衡問題也會變得非常明顯。因此，各種各樣的改善辦法紛紛被提出來，如消除原來沿邊的服務(wù)器，成立一個(gè)由源服務(wù)器，葉子管理服務(wù)器與葉子服務(wù)器所構(gòu)成的三層樹狀服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。這些改善的方案盡管能在一定程度上完成對原有CDN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，可是并不可以從根本上處理它本來就有的問題，但是伴隨著近幾年來P2P大范圍的使用，可否把這類技術(shù)運(yùn)用在IPTV系統(tǒng)變成人們爭辯討論的主題。

3 可靠性的需求

為了保障用戶持續(xù)、不間斷的觀看視頻節(jié)目，我們需要保障網(wǎng)絡(luò)輸送的可靠性，在存有故障的狀況下，應(yīng)該在l

4 IPTV全網(wǎng)組播現(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用

IPTV系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是省中心-區(qū)域中心-邊緣節(jié)點(diǎn)的形式。全網(wǎng)組播應(yīng)用的形式是直播節(jié)目來組播的方式，開始是從中心節(jié)點(diǎn)流媒體發(fā)出來，經(jīng)過傳送網(wǎng)絡(luò)—省骨干網(wǎng)—城域網(wǎng)入口—城域網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)—用戶這些過程，各個(gè)區(qū)域的中心、邊緣節(jié)點(diǎn)只是當(dāng)作普通用戶接收從省中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出的直播節(jié)目來錄制的，以此用來提供時(shí)移與回看的服務(wù)。這個(gè)方法最有利的方面是全網(wǎng)都是組播，從而大大降低了源到省骨干網(wǎng)的帶寬壓力；弊端在于全網(wǎng)設(shè)備都需要支持組播，組播遮蓋的區(qū)域太大，不能順利的安排QoS/安全策略等等。IPTV項(xiàng)目采用全網(wǎng)組播的方法，就是直播節(jié)目源用組播的形式來送給省中心節(jié)點(diǎn)的華為與中興的轉(zhuǎn)碼服務(wù)器，通過轉(zhuǎn)碼服務(wù)器的處理之后，替換組播組地址之后，仍然用組播的形式發(fā)送到城域網(wǎng)上面。用戶所接收到的直播頻道即省中心節(jié)點(diǎn)所發(fā)出的組播數(shù)據(jù)。但是邊緣節(jié)點(diǎn)的流媒體服務(wù)器也接收省中心節(jié)點(diǎn)所發(fā)出的組播數(shù)據(jù)，保存之后用來提供時(shí)移的服務(wù)，如果有用戶需要回看某直播的節(jié)目，那么回看的數(shù)據(jù)便是來自于邊緣節(jié)點(diǎn)的流媒體。對其它的不是直播的服務(wù)，都是會選擇最近的流媒體用單播的方式來提供的服務(wù)。

5 P2P技術(shù)對IPTV承載網(wǎng)的影響

P2P是點(diǎn)對點(diǎn)的含義，它變?nèi)趿朔?wù)器的功能，把信息的數(shù)量、資源均朝著Internet各點(diǎn)平均分散，即“邊緣化”的趨勢解除了單個(gè)資源所帶給的障礙，能限制與實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)載荷的均衡。P2P技術(shù)不但可以憑借服務(wù)器的資源，同時(shí)還可以合理地運(yùn)用用戶的計(jì)算機(jī)的閑置資源。當(dāng)用戶在享受媒體節(jié)目的時(shí)候，也是在運(yùn)用本身的計(jì)算機(jī)所閑置的資源給其他的用戶提供服務(wù)。因此，運(yùn)用P2P技術(shù)來提供高質(zhì)量與大容量的流媒體服務(wù)系統(tǒng)變成了可能。在采用P2P技術(shù)之后，每一個(gè)流媒體點(diǎn)播的用戶都將會是一個(gè)peer的節(jié)點(diǎn)，用戶可依據(jù)他們的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)與設(shè)備能力和一個(gè)或者幾個(gè)用戶來建立起連接共同享受數(shù)據(jù)，這類連接可以大大減少服務(wù)器的負(fù)荷與提升每一個(gè)用戶的視頻質(zhì)量，即便是大批的用戶同時(shí)來參觀流媒體服務(wù)器，也不會導(dǎo)致服務(wù)器因?yàn)樨?fù)擔(dān)過重而不能正常地進(jìn)行工作。

6 結(jié)語

IPTV是一個(gè)非常具有商業(yè)前景的業(yè)務(wù)形式，通過現(xiàn)在擁有的CDN網(wǎng)絡(luò)提供的IPTV業(yè)務(wù)在面對大批用戶的時(shí)候會受到特別多的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在擁有的P2P技術(shù)也不是很成熟而且大多數(shù)是企業(yè)的私有標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的我們需要更加的敞開思想，要有更加成熟老練的P2P標(biāo)準(zhǔn)，并且把它們用在提供IPTV業(yè)務(wù)還有待時(shí)日。共享式的IPTV系統(tǒng)與創(chuàng)建專網(wǎng)的處理方案在數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的擴(kuò)展性與服務(wù)器的均衡負(fù)荷上表現(xiàn)得更加突出。伴隨著IPTV大范圍的商用接近，承載網(wǎng)技術(shù)也一定會戰(zhàn)勝各種各樣的困難來迎接一個(gè)全新的未來。

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