【正文】 絡(luò)性能的主要指標(biāo)是 ： 可用性(availability)響應(yīng)時(shí)間 (response time)網(wǎng)絡(luò)利用率 (work utilization)網(wǎng) 絡(luò) 吞 吐 量 (work throughput) 網(wǎng) 絡(luò) 帶 寬 容 量 (work bandwidth capacity)。 時(shí)移電視業(yè)務(wù)采用組播方式進(jìn)行傳送。組播提高了數(shù)據(jù)傳送效率，減少了主干網(wǎng)出現(xiàn)擁塞的可能性。測(cè)試結(jié)果為： 項(xiàng)目 結(jié)果 VOD 業(yè)務(wù)丟包率 % VOD 業(yè)務(wù)平均響應(yīng)時(shí)間 TV 業(yè)務(wù)最大頻道數(shù)目 120 TV 業(yè)務(wù)頻道平均帶寬 TV 業(yè)務(wù)平均頻道切換時(shí)間 TV 業(yè)務(wù)平均頻道離開延時(shí) 可忽略 TV 業(yè)務(wù)平均頻道加入延時(shí) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 穩(wěn)定 VOD 業(yè)務(wù)最大并發(fā)流數(shù)目 與 ME 數(shù)量有關(guān) VOD 業(yè)務(wù)帶寬波動(dòng) 1ms VOD 業(yè)務(wù)所使用的平均帶寬 29 第五章 結(jié)論及展望 結(jié)論 本文針對(duì) IPTV 發(fā)展模式的需求，根據(jù) 地區(qū) 的具體情況，提出了對(duì) IPTV的應(yīng)用方案 ，采用分布式的組網(wǎng)方式，提高了 IPTV 承載網(wǎng)的 QoS。 展望 IPTV 在我國的發(fā)展勢(shì)頭不小，參與其中有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，各大傳統(tǒng)媒體，家電生產(chǎn)商，網(wǎng)絡(luò)游戲公司等，可以說這塊蛋糕具有誘人的利潤，吸引眾人的目光，IPTV 的前景是樂觀的。而且， 孫學(xué)康老師 在指導(dǎo)我的論文全過程中的誨 人不倦、循循善誘的態(tài)度，以及對(duì)治學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度都給我留下了深刻的印象，是我日后的學(xué)習(xí)當(dāng)中寶貴的財(cái)富，在此向 孫學(xué)康老師表示衷心的感謝。再次對(duì)給予我?guī)椭母魑焕蠋?、同學(xué)、和家人表示衷心的感謝和美好的祝福 ! 33 致 謝 時(shí)間飛逝， 大學(xué) 的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這 四年 的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取。在此，向所有關(guān)心幫助過我的老師、同學(xué)致以深深的謝意。中國網(wǎng)通研究院專家胡皓說， IPTV 最大的生命力是在于發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，新媒體、交互媒體是 IPTV 最有能力的運(yùn)營空間，把IM、視頻博客、即時(shí)通信結(jié)合起來，才是 IPTV 發(fā)展最大的前途。本很好的完成了 IPTV 各項(xiàng)業(yè)務(wù)管理功能。因此， IPTV 業(yè)務(wù)性能的主要測(cè)試指標(biāo)有所推送的最大頻道數(shù)目、頻道平均帶寬、平均頻道切換時(shí)間、平均頻道離開延時(shí)、平均頻道加入延時(shí)、頻道重疊時(shí)間和頻道間隔時(shí)間。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組，而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。點(diǎn)播用戶可自由控制節(jié)目的進(jìn)度，終止節(jié)目的播放，但每個(gè)點(diǎn)播用戶都需要占用一定的網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此并發(fā)用戶數(shù)受到網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)器性能的限制。由 IPPM(IP Performance Metrics)工作組來負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)性能方面的研究及性能參數(shù)的制定。對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行度量和描述的工具就是網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)?；诠?jié)目內(nèi)容的播控主要是包括直播節(jié)目在播出時(shí)的延時(shí)功能、播 出內(nèi)容的回傳監(jiān)控功能 ， 必要時(shí)中斷節(jié)目播出的功能以及在節(jié)目源故障、傳輸故障或者其他問題時(shí)調(diào)度資源一定程度保障節(jié)目播出的應(yīng)急系統(tǒng) 。信息完整性可以依靠報(bào)文鑒別機(jī)制 ， 例如哈希算法等來保障 ； 信息機(jī)密性可以依靠加密機(jī)制以及密鑰分發(fā)等來保障 ； 信息不可否認(rèn)性可以依靠數(shù)字簽名等技術(shù)保障。這點(diǎn)必須能夠做到 ， 合法的機(jī)頂盒或者計(jì)算機(jī)上的相關(guān)軟件 ， 需要對(duì)信息源進(jìn)行認(rèn)證 ， 比如利用 PKI 或者相關(guān)的技術(shù)手段 ， 非法的信息源或者通過仿冒地址等手段仿冒的信息源內(nèi)容將被丟棄。在數(shù)據(jù)平面 ，應(yīng)在資源可用性方面保障安全。上述可靠性、可用性和生存性依靠環(huán)境安全、物理安全、節(jié)點(diǎn)安全、鏈路安全、拓?fù)浒踩?、?統(tǒng)安全等方面來保障。電視是面對(duì)大量用戶長時(shí)間提供服務(wù)的業(yè)務(wù) ， 除了在技術(shù)上保證播出服務(wù)質(zhì)量外 ， 還應(yīng) 當(dāng)在靠近用戶的位置部署測(cè)量系統(tǒng) ， 在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)告警。在傳統(tǒng)廣電 ， 節(jié)目上載前需要多次審查 ， 網(wǎng)絡(luò)單向輸出 ， 演播室有嚴(yán)格的物理安全。與傳統(tǒng)的專用終端 (例如電話 )相比 ， 智能終端故障率以及配置難度都大大提高。隨著技術(shù)的發(fā)展 ， 主要路由協(xié)議都設(shè)置了認(rèn)證 ， 運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)也逐漸關(guān)注協(xié)議認(rèn)證 ， 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)控制層面安全威脅逐漸降低。 IPTV 所在網(wǎng)絡(luò)很容易受到突如其來的惡意攻擊或者突發(fā)事件帶來的流量沖擊而導(dǎo)致?lián)砣踔涟c瘓。雖然目前存在一些技術(shù)手段來解決因管理和業(yè)務(wù)無法分離帶來的問題 ， 但是由于 IP 網(wǎng)運(yùn)維管理較弱的原因 ， IPTV 網(wǎng)上網(wǎng)絡(luò)設(shè)備遭受攻擊仍然是較大的安全威脅之一。另外 DHCP Option82 功能，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (如DSLAM、接入層交換機(jī) )給用戶的 DHCP 報(bào)文打上 Option82 標(biāo)記，指示用戶的物理位置 ； 這樣在 DHCP Server 上可根據(jù) Option82 判斷 DHCP 請(qǐng)求的合法性，保證地址分配的安全性。 鑒權(quán)認(rèn)證方式 IPTV 用戶的認(rèn)證通過 DHCP 完成， DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)服務(wù)就是指每臺(tái)客戶機(jī)都沒有自己的固定 IP 地址，而這個(gè)地址是在啟動(dòng)了客戶端系統(tǒng)之后，從 DHCP 服務(wù)器上取得的、一個(gè)暫時(shí)提供給這臺(tái)機(jī)器使用的 IP 地址。在公有 IP 資源不足的城域網(wǎng)，可為 IPTV 機(jī)頂盒終端分配私有地址空間，并在城域網(wǎng)范圍內(nèi)開通所使用的私有 IP 地址段的路由支持，并相應(yīng)部署 NAT 轉(zhuǎn)換設(shè)備完成 IPTV 與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的互通。所謂時(shí)移電視即為用戶在正常的直播節(jié)目之后，一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重復(fù)收看可以快進(jìn)和后退，屬于個(gè)性化點(diǎn)播節(jié)目的范疇，應(yīng)歸為點(diǎn)播類業(yè)務(wù)。為了減輕 IPTV 業(yè) 務(wù)對(duì)骨干網(wǎng)的帶寬壓力，需要通過內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò) (CDN)將節(jié)目推送到盡量靠近用戶的 CDN邊緣節(jié)點(diǎn)，邊緣節(jié)點(diǎn)通常選擇在城域網(wǎng)邊緣的 BRAS/路由器節(jié)點(diǎn)上，直接從邊緣獲取節(jié)目內(nèi)容。 數(shù)據(jù)流量計(jì)算 每個(gè)用戶的媒體流從節(jié)目源頭到用戶 STB 之間的整個(gè)鏈路上通常需要占用2Mbps 以上的帶寬， IPTV 中的流媒體業(yè)務(wù)所需的帶寬要求較高。用戶接入設(shè)備根據(jù)靜態(tài)配置組播控制表項(xiàng)進(jìn)行組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，即執(zhí)行組播業(yè)務(wù)控制的節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行 IGMP Snooping 協(xié)議過程中，需要根據(jù)每個(gè)端口的組播權(quán)限，生成相應(yīng)的組播轉(zhuǎn)發(fā)表，以達(dá)到組播受控的目的。對(duì)中間設(shè)備的要求比較低，中間設(shè)備只需要支持標(biāo) 準(zhǔn)的組播協(xié)議，保證用戶收到組播數(shù)據(jù)后，其他的事都由客戶端軟件完成。 可控組播解決方案 對(duì)組播業(yè)務(wù)加以有效的管理和控制，就會(huì)避免在展開組播業(yè)務(wù)后，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)造成沖擊和影響，為用戶提供預(yù)期的組播業(yè)務(wù)質(zhì)量。只要路徑存在，數(shù)據(jù)流就會(huì)到達(dá)用戶端。綜上所述，在 IPTV 專用網(wǎng)中，骨干網(wǎng)推薦采用靜態(tài)配置。 2)靜態(tài)加入組播組 ， 即根據(jù)節(jié)目源， IP 組播地址映射成的 MAC 組播地址，在骨干各數(shù)據(jù)交換設(shè)備上手工預(yù)配置組播 MAC 轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，生成骨干組播路徑。邊緣節(jié)點(diǎn)在收到第一個(gè)用戶加入頻道的請(qǐng)求，即 IGMP Join 請(qǐng)求后 ，才會(huì)通過 PIM協(xié)議加入城域網(wǎng)組播組，從媒體工作站獲得節(jié)目。從而做到高碼流、高質(zhì)量、低占用。第一，網(wǎng)絡(luò)的綜合布線代替了傳統(tǒng)的視頻模擬布線，實(shí)現(xiàn)了真正的三網(wǎng)音頻、視頻、數(shù)據(jù)合一，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)即插即用，工程實(shí)施簡便，系統(tǒng)擴(kuò)充方便 ； 第二，跨區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能，特別是利用互聯(lián)網(wǎng)，圖像監(jiān)控已經(jīng)沒有距離限制，而且圖像清晰，穩(wěn)定可靠 ； 第三， 21 圖像的存儲(chǔ)、檢索十分安全、方便、可異地存儲(chǔ) ，多機(jī)備份存儲(chǔ)以及快速非線性查找等。這種方案比較適合建設(shè)全新的數(shù)字采集監(jiān)控系統(tǒng)。采用軟件來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)到監(jiān)視器的視頻矩陣切換、錄像、云臺(tái)和鏡頭的控制。這樣規(guī)劃系統(tǒng)具有最豐富的功能、較 大的擴(kuò)展性、而且投資最小、建設(shè)周期短，即適合行業(yè)性商務(wù)應(yīng)用也適合進(jìn)行業(yè)務(wù)試驗(yàn)，比較好的滿足了業(yè)務(wù)需求。 (4)增值類服務(wù) 主要指遠(yuǎn)程教育、電視購物、互動(dòng)廣告、網(wǎng)絡(luò)游戲、在線博彩、遠(yuǎn)程醫(yī)療等特色服務(wù)，為用戶的工作和生活提供方便等。 ⑤個(gè)人視頻錄像 ： 是針對(duì) VCR 模擬時(shí)代的錄像而言的數(shù)字電視錄制服務(wù)， PVR一般將視頻以 MPEG2或 MPEG4等格式錄制在硬盤上，以供后續(xù)的觀看。 18 ④時(shí)移電視 (TimeShiftTV)時(shí)移電視實(shí)質(zhì)上屬于交互式點(diǎn)播電視。 (1)視頻類服務(wù) 提供各種視頻內(nèi)容的服務(wù)類別，依據(jù)獲得視頻內(nèi)容的方式可以具體劃分為以下 幾 類 ： ①直播電視服務(wù)這種服務(wù)方式和傳統(tǒng)電視服務(wù)一樣為用戶提供各電視臺(tái)的節(jié)目直播。 (4). 降低寬帶放號(hào)的終端門檻，擺脫 PC操作和數(shù)量的限制 。 IPTV 以 ADSL、 FTTB+LAN 為主要接入方式，以寬帶數(shù)字機(jī)頂盒 +電視機(jī)為用戶終端，向用戶提供電信級(jí)的服務(wù)和使用簡便的電視式體驗(yàn)。 17 第三章 用戶業(yè)務(wù)需求分析 IPTV 業(yè)務(wù)主要提供廣播電視 (BTV)、視頻點(diǎn)播 (VOD)、時(shí)移電視 (Time Shift TV)、虛擬頻道 (VTV)、個(gè)人視頻錄播 (PVR/NPVR)以及各類增值業(yè)務(wù)。這樣的機(jī)頂盒的本質(zhì)是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，它幾乎可以實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上面實(shí)現(xiàn)的各種功能，操作系統(tǒng)使用 WinCE 或者 Linux。 2)針對(duì)中級(jí)用戶 這些用戶需要的服務(wù)比視頻業(yè)務(wù)更多一些，希望有視頻電話，相對(duì)復(fù)雜的游戲等擴(kuò)充功能。終端層主要設(shè)備是機(jī)頂盒，當(dāng)然，如果是 PC 用戶，只需要一套支持解碼和播放技術(shù)的仿真終端軟件就可以了，我們可以認(rèn)為它是一個(gè)軟件機(jī)頂盒。當(dāng)然，防止非法用戶的盜用將由各個(gè)平臺(tái)協(xié)同完成，而 數(shù)據(jù)承載層 主要是在媒體的源頭方面采取一些保護(hù)措施，主要方法是加密 。而用組播代替以后，每個(gè)頻道在任何一段網(wǎng)絡(luò)中只需要一個(gè)組播流 2Mbps，而 100 個(gè)頻道，在任何一段網(wǎng)絡(luò)中，最大的帶寬需求才 200Mbps。由于音頻需要的帶寬遠(yuǎn)低于視頻，所以，損失比較大的還是圖像的質(zhì)量。 在 數(shù)據(jù)承載層中，除了需要考慮高效存儲(chǔ)和負(fù)載均衡的媒體工作站外，還有一些其他的組件， 14 比如電視節(jié)目導(dǎo)入的內(nèi)容編碼服務(wù)器，它不停地將模擬或者數(shù)字的電視節(jié)目信號(hào)，通過壓縮編碼的方式轉(zhuǎn)化成可以用于網(wǎng)絡(luò)傳遞和存儲(chǔ)的數(shù)字格式。負(fù)載均衡技術(shù)根據(jù)實(shí)際響應(yīng)時(shí)間制定優(yōu)先響應(yīng)策略，從而提高系統(tǒng)性能，優(yōu)化流量管理，提高服務(wù)器群集性能，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的高可用性和高可靠性。負(fù)載均衡是由多臺(tái)服務(wù)器以對(duì)稱方式組成一個(gè)服務(wù)器群集，每臺(tái)服 務(wù)器都具有同等地位，均能單獨(dú)對(duì)外提供服務(wù)。這兩種存儲(chǔ)方式各有 優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵在于如何在應(yīng)用中通過各種手段，揚(yáng)長避短，既保證系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)又盡可能降低系統(tǒng)成本。每臺(tái)服務(wù)器 能夠?yàn)槎嗌儆脩舴?wù)是存在瓶頸的，瓶頸來源于兩個(gè)地方，一個(gè)是服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)帶寬 ； 另一個(gè)是服務(wù)器的處理能力（包括 I/O 能力、 CPU 處理速度和內(nèi)存大?。?。考慮到今后的業(yè)務(wù)擴(kuò)展，還會(huì)增加更多的內(nèi)容，比如說，如果增加網(wǎng)絡(luò)可視電話業(yè)務(wù)，必然還要增加相關(guān)的服務(wù)器，以負(fù)責(zé)可視電話業(yè)務(wù)的媒體流處理 ； 如果增加網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)，還需要相關(guān)的游戲服務(wù)器來處理相關(guān)事務(wù)。同時(shí)，運(yùn)營商可以利用 EPG 界面進(jìn)行一些消息公告等。 3) EPG 電子節(jié)目指南系統(tǒng) 是服務(wù)支持平臺(tái)中的關(guān)鍵組件，它是用戶接入到 IPTV 系統(tǒng)的唯一入口，其作用是為用戶享用視頻服務(wù)提供指引服務(wù)。認(rèn)證服務(wù)器是系統(tǒng)服務(wù)支持層的關(guān)鍵組件之一，它同運(yùn)營支撐平臺(tái)共同控制用戶的權(quán)限等，和運(yùn)營支撐平臺(tái)之間的交互數(shù)據(jù)將十分 12 頻繁（每一次用戶的業(yè)務(wù)接入都將進(jìn)行多次的數(shù)據(jù)接 入）。所謂 AAA 分別指 Authentication（認(rèn)證 /鑒權(quán)）、 Authorization（授權(quán)）和 Accounting（計(jì)費(fèi)），其主要任務(wù)就是對(duì)來自合法寬帶用戶發(fā)起的流媒體應(yīng)用請(qǐng)求進(jìn)行認(rèn)證，通過認(rèn)證，識(shí)別用戶是否有使用的權(quán)限，同時(shí)對(duì)該用戶進(jìn)行授權(quán)，指明它可以使用的相關(guān)資源和對(duì)應(yīng)的資費(fèi)策略。 VOD 節(jié)目資源對(duì)于系統(tǒng)來說，是相對(duì)靜止的視頻資源 ； 而直播電視由于是以組播方式源源不斷進(jìn)行傳遞的流媒體資源，其版權(quán)管理是有很大區(qū)別的。一般來說，服務(wù)支持層主要包括數(shù)字版權(quán)管理（ DRM）系統(tǒng)、認(rèn)證服務(wù)器和 EPG 服務(wù)器等組成。 OBS 支持實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)、多業(yè)務(wù)支撐和業(yè)務(wù)可擴(kuò)展等功能。 1) 媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)（ MAM） MAM 與工作流系統(tǒng)結(jié)合在一起，提供視頻媒體的數(shù)字化、分類和附加信息的輸入，以及節(jié)目編制和節(jié)目分發(fā)等。一般把網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)和運(yùn)營 支撐平臺(tái)都納入運(yùn)營支撐層。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必像采用下載方式那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢，而是只需經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)即可在用戶的計(jì)算機(jī)上利用解壓設(shè)備對(duì)壓縮的多媒體文件解壓后進(jìn)行播放和觀 看。組播組中的主機(jī)可以是在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，也可以來自小同的物理網(wǎng)絡(luò) (如果有組播路由器的支持 )。 9 第二章 IPTV 的相關(guān)技術(shù)及架構(gòu)分析 相關(guān)技術(shù)分析 組播技術(shù) 在視頻傳輸中， IP 組播技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)越性 ： 在組播網(wǎng)絡(luò)中，即使用戶數(shù)量成倍增長，主干帶寬不需要隨之增加，這樣可以大大降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的投資成本。 主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu) IPTV 的出現(xiàn)將拉動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)再次高速發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵應(yīng)用。 研究思路及方法 本文目的在于結(jié)合 IPTV 當(dāng)前的實(shí)際情況和固網(wǎng)綜合優(yōu)勢(shì)，制定 合肥 地區(qū) 的IPTV 發(fā)展戰(zhàn)略，有利于指導(dǎo)公司選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施方案，最終實(shí)現(xiàn) IPTV在的順利商用。 2020 年 6