中国电信IPTV业务及技术培训

中国电信IPTV业务及技术培训,中国电信股份有限公司广州研究院数据网络部业务室陈戈 chenggsta.com,汇报提纲,IPTV系统概述IPTV系统的总体介绍IPTV系统关键技术分析IPTV承载网建议,What is IPTV?,IPTV业务是指基于IP 宽带网络，以ADSL、FTTB+LAN为主要接入方式，以宽带数字机顶盒+电视机为用户终端，聚合SP 的各种视频内容和增值应用，向用户提供电信级的多种互动多媒体服务的宽带增值业务。,家庭娱乐是一项巨大的产业在中国有3.7亿台电视机在家70%的娱乐休闲时间是在看电视9600万的有线电视用户真正实现可管理的增值运营服务收入,相关背景,IPTV的定义,宽带网络的建设最终是为发展宽带增值业务，而主流的宽带应用就是流媒体；宽带用户数增长变缓，ARPU值下降。打破现有电视收看的局限性，也正是IPTV能够解决的问题。面向巨大的TV终端用户市场，IPTV能够成为电信运营商新业务的增长点。,IPTV系统支持的业务类型,视频广播类业务 广播（TV）远程教育视频点播类业务VOD广播节目预定(PVR)远程教育音乐/卡拉OK互动广告,通信类业务视频通信短信收发网络应用类互动游戏信息服务即时通信 机顶盒上网浏览,IPTV 系统应以满足用户娱乐需求为主，兼顾教育、信息等其它需求。在内容提供上，可以充分利用互联星空现有的合作资源，寻找多家、掌握特色资源的内容提供商的合作。IPTV 系统初期以视频节目的广播、点播服务为主。将来计划逐步发展网络游戏、可视电话、交互信息服务等其它应用。在业务初期目标用户发展上，应以目前已有的宽带用户、高端用户为主要目标用户群，以后逐步发展未使用宽带业务的用户。,IPTV业务发展的基本策略,IPTV系统概述IPTV系统的总体介绍IPTV系统关键技术分析IPTV承载网建议,汇报提纲,运营支撑层,业务应用层,承载层,用户终端,内容处理,内容管理,增值应用管理,点播,广播,通信服务,信息服务,流媒体服务,电子节目单,内容分发网络,运营支撑层承载网络,ADSL接入,WLAN接入,机顶盒,业务应用层承载网络,互联星空认证支付计费接口管理,用户管理,统计分析,认证授权,计费支付及结算,机顶盒管理,数字版权管理,LAN接入,Web, Ftp等服务,平台系统管理,互动游戏,汇聚层,IPTV平台总体架构,运营支撑层,运营支撑层为IPTV平台提供运营支撑，是IPTV平台的运营支撑系统。通过与互联星空的接口连接，实现认证和支付功能。运营支撑层包括：用户管理认证授权计费支付及结算统计分析平台系统管理机顶盒管理数字版权管理等模块。,业务应用层,业务应用层为IPTV平台提供业务应用服务。业务应用层包括：内容处理内容管理增值应用管理点播广播流媒体服务电子节目单通信服务互动游戏信息服务等增值应用。,承载层及用户终端,承载层为IPTV平台提供网络承载。包括：内容分发网络运营支撑层承载网络业务应用层承载网络汇聚层ADSL/LAN/WLAN宽带接入用户终端是机顶盒IPTV用户使用机顶盒，通过ADSL、LAN、WLAN等宽带接入方式接入，在电视机上实现IPTV业务。,IPTV业务流程,STB,internet,DSLAM,BAS,中心片源,交换机,边缘服务器,163后台,Vnet后台,97前台,申请IPTV用户,IPTV运营支撑系统,开户流程,接入认证流程,业务认证流程,EPG服务器,点播流程,IPTV系统概述IPTV系统的总体介绍IPTV系统关键技术分析IPTV承载网建议,汇报提纲,ITU-T H.261(1990)-H.263(1995)-H.263+(1998)-H.264（2004）ISOMPEG1(1991)-MPEG2(1994)-MPEG4(1999)Joint Video Team (JVT:VCEG/MPEG) 2001H.264/MPEG4 Part 10. 又名AVCMS VC-9VC 9(2003)-Windows Media HD(2004),关键技术一：IPTV的编码格式,主要编码参数比较,宽带视频系统编码格式对比,MPEG2与DVD编码制式一致，具有丰富的节目源；技术成熟，频道切换时间快，体验效果好带宽高，一般需要33.5M，存储空间大，处理器资源要求最低MPEG4 PART2带宽小，1M左右即可以达到近似DVD效果，处理器资源要求较低存在多个标准分支，需要考虑相互兼容的问题；很可能最后过渡到H.264（MPEG4 PART10）MPEG4 PART10（H.264）相同带宽下图像质量最好，但处理器资源要求最高（2倍于MPEG4）标准的产业化需要一定的时间，预计在2005年下旬开始商用。WMV9(VC-1)与PC用户兼容性好，微软的技术支持能力强；带宽要求与H.264稍高，比MPEG4低，处理器资源要求高（1.5倍于MPEG4）；节目缓冲时间长；私有标准，目前正在寻求成为国际公开标准。,建议选用MPEG4为视频编码标准，提供1.3M码率的标清节目（准DVD效果），并将过渡到H.264。,ADSL覆盖范围与编码格式的关系,注：1000英尺=0.3048千米,3.8KM,0.511mm,0.404 mm,条件接收系统（Conditional Access System）目前主要应用于有线电视网适合单向网络、适合广播式网络内容在服务器不加密，在传输时加密数字版权管理（Digital Right Management)目前主要应用于互联网对文件进行加密，也可实时加密适合双向网络应用,关键技术二：内容安全保护,目前内容保护的主要技术：,DRM系统关键部份,机顶盒私钥谁控制机顶盒私钥，谁即控制了用户内容密钥谁控制内容密钥，谁即控制了内容授权授权是计费的基础,内容密钥,授权,机顶盒私钥,DRM的商业模式,最理想,电信具有一定的主动性，合作不稳定,电信无法管理用户和内容，没有主动性，IPTV用户没有粘着性，风险很大,不现实,关键技术三：机顶盒,机顶盒协议和标准：保证多厂商设备的互通格式的支持：不同的格式在视频质量、压缩率方面存在差异WMV即VC9标准格式MPEG4（Part2）/H.264格式成本：良好的成本控制是IPTV业务盈利的关键因素基于x86架构的STB，成本在1000元以上基于DSP芯片的STB，成本在600-1000元基于ASIC专有芯片的STB，成本在600元左右扩展功能的支持：GamePeer to Peer视频通信,关键技术四：IPTV的承载网,核心层 指省163骨干网的相关设备，包括省网骨干路由器，省IDC路由器和交换机等汇聚层 汇聚层指从BRAS/AR等设备至播放服务器间的网络及设备范围 汇聚层网络范围指城域网的核心和汇聚层接入层接入层指从用户机顶盒到BRAS/AR等设备之间的网络及设备,核心层,汇聚层,接入层,IPTV承载网络结构,QoS 保证高带宽低丢包率优先于Internet业务支持组播，减少带宽需求组播方式提供业务CDN内容分发组播业务的管理业务的安全可控视频业务的独立性对用户业务的可控性性能组播转发能力频道快速切换,DSLAM,Internet,BAS,CDN,xDSL,承载网,BAS,MODEM,STB,PC,Home Network,Home Gateway,TV,PC,Home Network,Ethernet,L2,ES,ES,省中心,承载网的技术要求,承载网的技术要求：QoS保证,带宽：要求每个IPTV用户接入带宽达到2M(使用MPEG4或更高压缩率的编码)。频道切换时延：有线电视网的频道切换非常快，IPTV也应尽量减少端到端时延。据IPTV用户调查，用户可接受1秒的TV频道切换时间，及10秒内的VOD切换时间。,因此，必须考虑如何提高IPTV业务的QOS，如何逐步实施,业务层面考虑IPTV业务对承载网络QoS参数的敏感程度随编码格式、编码速率、承载协议的不同而有所差异，在业务设计上应尽可能适应承载网络现状；典型QoS机制：流媒体速率适应/调节机制、媒体编码冗余性、媒体缓存机制。承载层面考虑 基于IP网的端到端的QoS机制目前尚不成熟，因此分层解决IPTV业务的QoS质量保证问题； IPTV业务流量流向模型易于确定，对音视频直播类业务可使用专网传输或静态预留资源方式下抵组播业务控制点；音视频点播类业务可使用三层与二层机制,结合业务接入控制点的CAC功能完成QoS质量保证。,承载网的技术要求：QoS保证,关键技术五：IPTV的组播网,1、组播复制点问题2、组播的静态加入VS动态加入3、组播的管理问题4、组播的安全问题5、组播的QoS问题,组播复制点问题 BRAS复制,BRAS面向用户进行组播复制STB与PC分别通过不同PPPoE STB单播组播在同一PPPoE对BRAS下行带宽要求较高现网不需要改造适合小规模用户情况,组播复制点问题-IP DSLAM复制,单播与组播分别使用不同VLAN及PVCDSLAM进行面向用户组播复制DSLAM进行组播控制适合大规模发展阶段,IGMP Filter,组播复制点问题-IP DSLAM复制,面向用户组播复制点,单播与组播分别使用不同VLAN及PVCDSLAM进行面向用户组播复制DSLAM进行组播控制适合大规模发展阶段,组播复制点问题-ATM DSLAM,ADSL Modem使用双PVC上联，一条PVC承载原有的宽带上网业务，另外一条PVC承载IPTV业务 ；为了减少对ATM资源的要求，引入ES(组播服务器)组播通过P2MP进行分发；,组播复制点问题-ATM DSLAM,ATM DSLAM上行链路带宽不足的情况下，可扩容IP板；组播流从ATM DSLAM 的IP板下发到用户。,组播复制点问题LAN接入,交换机面向用户进行组播复制；交换机支持IGMP Snooping；末端交换机支持IGMP Filter及IGMP Snooping；,引入DSLAM组播的意义：DSLAM内部完成组播及视频流的复制减轻网络侧的流量压力降低对网络的IGMP协议要求组播延迟小DSLAM对组播的支持：IGMP ProxyIGMP Snooping,DSLAM组播的意义,IPTV组播需重点考虑问题,1、组播复制点问题2、组播的静态加入VS动态加入3、组播的管理问题4、组播的安全问题5、组播的QoS问题,组播的静态加入VS动态加入,组播的静态加入(静态建立特定组的组播树）容易控制组播源的接入；容易控制组播的范围；较难进行组播路径的备份；静态组播一般在路由器端口指定加入某个组播组，并拒绝其它组的加入；动态加入（组播树动态生成）控制组播源的接入较难；控制组播的范围较难，存在安全隐患；容易进行组播路径的备份；动态组播一般在路由器上启用PIM等组播路由；,IPTV组播需重点考虑问题,1、组播复制点问题2、组播的静态加入VS动态加入3、组播的管理问题4、组播的安全问题5、组播的QoS问题,组播的管理问题,组播源的准入及控制防止非法组播源假冒IPTV源防止非法组播源通过组播给用户发送节目组播范围的控制一些组只能在某个范围内传播合法用户的准入组播自身无认证功能，需网络设备控制非法用户的接入,CDN网络主要适用于VOD业务，IPTV业务需同时提供大量的直播业务（BTV）。直播业务与点播业务存在很多不同之处,IPTV承载网：可控组播方案,BTV业务流程,DSLAM,DSLAM,Multicast CA,STB,业务管理系统,EPG,CPE,HOME GATEWAY,ES,ATM/LAN SW,ES,RP,1.获取节目表,2.加入频道,4.加入组播,5.节目播放,IP城域网,骨干网络,RP/DR,0.域间组播内容分发,3.开放权限,需要承载网支持组播转发能力,需要在承载网边缘提供面向用户的组播复制和用户管理功能,承载网要提供高品质：低时延、低抖动、基本不丢包,IPTV组播需重点考虑问题,1、组播复制点问题2、组播的静态加入VS动态加入3、组播的管理问题4、组播的安全问题5、组播的QoS问题,组播的安全问题,组播源的安全IPTV是面向大众的媒体工具，要严防非法内容进入IPTV；只允许特定地址段的路由器接入组播源；尽量使用静态组播；宽带接入不允许发送组播源；,IPTV组播需重点考虑问题,1、组播复制点问题2、组播的静态加入VS动态加入3、组播的管理问题4、组播的安全问题5、组播的QoS问题,组播的QoS问题,组播是以UDP承载的，无重传机制；IPTV对质量的要求非常高，少量丢包就会造成马赛克现象；目前的解决方案是使用“应用层组播”,关键技术六：故障定位及质量分析,IPTV是实时性业务，对带宽，时延，抖动，丢包等指标要求很高。用户对业务质量要求很高，而现有的基于尽力而为的IP网路，很难保证质量目前的IPTV业务涉及环节很多，故障定位困难，对运维提出了很高的要求IPTV系统的稳定性还需要经受大规模用户的考验,IPTV故障类型,IPTV故障定位思路,质量分析思路(主动测试）,质量分析思路(被动测试）,IPTV系统概述IPTV系统的总体介绍IPTV系统关键技术分析IPTV承载网建议,汇报提纲,当前IP承载网络要解决的几大问题,一、IPTV业务对承载网络的高带宽需求单用户一般需要23M，存在长时间同时在线的特点。IPTV带宽总量计算：带宽需求 = TV节目 X 频道带宽 + 最大并发VoD X 节目带宽二、IP承载网需要提供QOS保证视频直播虽然是单向式流媒体传送，但实时性要求也比较高，对数据包时延的敏感度高，因此 QoS保证至关重要。目前IP网络（从省网、城域网、接入网）都没有差分服务，没有提供针对业务的QOS保证，瞬时拥塞也会影响到IPTV的用户接收体验！,当前IP承载网络要解决的几大问题,三、为了提供直播业务的传输效率，需提供对组播支持。要求网络能提供端到端的组播支持，包括省网、城域网、接入网、BRAS、DSLAM、MODEM。组播路由协议的支持，特别是互通性。组播管理组播管理包括用户接收数据的可控管理组播源的管理组播分发范围的管理组播计费管理组播的安全管理端到端组播QOS的支持 目前，省网(广东)和城域网都没有开通组播，存在不同厂家设备对协议互通性以及开通组播协议会影响设备的性能等诸多因素。,近期IPTV承载网方案建议,一、短期内开通IPTV业务，现网条件决定组播复制点在BRAS。ATM DSLAM的改造；这种方案成本最低。二、现阶段，IPTV用户采用PPPOE认证方式更合理。PPPoE是延续原来宽带上网的认证方式，和原有宽带网络用户接入认证体系一致。在现有网络开展IPTV业务，则在认证方式上无须做任何的改动投资，可以继续使用BRAS和统一后台RADIUS服务系统和业务管理系统。DHCP认证方式还存在很多管理维护的问题，目前需要改进。三、业务初期，用户量不大，可采用BRAS提供IPTV业务的接入控制。城域网优化没有完成，SR设备没有布放。业务初期，用户量相对较少，BRAS可以提供业务接入。直播频道数目较少，不会对BRAS造成太大的压力,近期实施方案_VOD实现,通过CDN系统把大部分用户节目推送到IPTV POP节点。IPTV终端接入方式单PVC上行双PPPOE Session使用跟宽带上网不同的帐号后缀，例如：xxxiptv.gd从IPTV POP点到用户的STB提供QOS保证。,近期IPTV直播方案拓扑,IPTV POP服务器把直播流从原来的Unicast方式改为Multicast方式发送，组播流经过少量的POP点设备到达BRAS，由BRAS面向用户复制，把组播流复制到用户的PPPOE Session中。,下一步IPTV承载网要考虑的因素,一、随着IPTV用户群不断增大，BRAS复制点成为业务发展的瓶颈。对已经承担宽带用户接入控制的BRAS，如果还要承担大规模IPTV用户的组播复制和QOS控制，将不堪负荷。组播复制点在BRAS，如果用户规模达到一定程度，二层承载网络的带宽资源利用率较差，流量将非常大。二、有效的解决办法是组播复制点下降到DSLAM层面。对大量的ATM DSLAM进行升级改造: 如增添IP上行板块，软件升级到支持组播复制和组播控制。DHCP认证方式的完善，DHCP SERVER的开发和管理。三、城域网优化完成，网络进一步完善CN2建设完成并投入使用，可作为IPTV骨干承载。城域网优化完成，SR设备已经布放，可承载大量的IPTV用户业务。直播的频道数目较多，用户量大，DSLAM支持组播复制，带宽资源利用率更高。BRAS承载少量的无法升级改造的ATM DSLAM上行的IPTV用户业务。城域网交换机支持QinQ。,后期IPTV承载网优化方案,从源到目的全程开通组播路由协议。从源到目的全程QOS保证。IPTV终端接入方式：多PVC上行、采用DHCP认证。IP DSLAM、用户二层交换机实现面向用户的组播复制,无线AP接入,宽带上网业务,IPTV家庭终端组网方式，通过无线AP接入，使安装了宽带业务的用户增加IPTV业务时，提供灵活的组网方式：,谢谢！ 恳请批评指正。,