IPTV承载网络体系结构技术规范——中国电信.ppt
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1、中国电信股份有限公司广州研究院,IPTV承载网体系结构技术规范,目,次,前,言.II,1 规范范围.12 引用文件.13 定义与缩略语.13.1 缩略语.33.2 定义.-44 IPTV 业务模型.54.1 业务分类.54.2 系统层次结构.55 IPTV 业务对承载网的要求.75.1 总体要求.75.2 带宽要求.75.3 服务质量要求.75.4 组播要求.85.5 可靠性要求.85.6 安全性要求.86 IPTV 承载网网络结构.96.1 承载网总体网络结构.96.2 城域/汇聚组网.96.3 宽带接入网组网.117 IPTV 承载网实现要求.137.1 业务隔离.137.2 组播实现.1
2、37.3 QoS 实现.157.4 用户认证和地址分配.167.5 安全性实施.177.6 可靠性部署.197.7 网络、用户和业务管理.19I,1,IPTV 承载网网络体系结构技术规范,1,规范范围,本技术规范规定IPTV承载网的网络体系架构,IPTV业务模型、IPTV业务对承载网的技术要求、IPTV业务承载网的网络结构、IPTV业务承载网实现要求以及IPTV承载网的设备技术要求。,2,引用文件,YD/T20062007(165)IEEE802.1xRFC 2132RFC 2475RFC 2516RFC 2661RPC 2764RFC 3031RFC 3046RFC 4364,IPTV平台总
3、体架构中国电信IPTV业务规范Port-based Network Access ControlVendor class identifier/Vendor Specific InformationAn Architecture for Differentiated ServicesA Method for Transmitting PPP over EthernetLayer Two Tunneling Protocl-L2TPA Framework for IP Based Virtual Private NetworksMultiprotocol Label Switching Arch
4、itectureDHCP Relay Agent Information OptionBGP/MPLS IP Virtual Private Networks,33.1,术语及缩略语术语,IPTV业务,IPTV业务是基于TV+STB的,在IP网络上开展的互动业务。IPTV业务主要包括点播、广播、游戏、信息服务、广播节目预订、通信服务、远程教育、音乐/卡拉OK、互动广告、机顶盒上网浏览等。根据功能操作特点,业务可分为四大类:通信服务类、流媒体服务类、游戏服务类和信息服务类。,IPTV系统,IPTV系统从功能平面上划分,主要包括内容制作系统、内容管理系统、流服务系统、增值业务系统、EPG服务系统、
5、OSS系统、NMS系统、DRM系统以及STB系统。,内容制作系统,2,内容制作系统把各种实时或非实时视音频节目源(包括各种格式的数字节目和模拟节目)按一定的要求编码或转码,然后输入到IPTV业务系统中,从而可以为终端用户提供相关服务。同时,内容制作系统还可以将某些增值业务内容(如游戏,信息等)进行处理后引入增值业务系统中。内容制作系统中含有DRM的加密和节目权限描述部分。,内容管理系统,内容管理系统负责对业务系统中的内容进行管理:按照一定的策略对媒体内容进行增加、删除、移动、查询和编播计划安排;通过与内容制作系统、流服务系统和EPG服务系统的接口协调这些系统进行统一协同工作;对媒体内容或增值业
6、务内容进行相关业务统计和报表生成。内容管理系统中含有DRM的密钥管理部分。,流服务系统,流服务系统主要有两个作用,流媒体内容的存储和分发,以及为用户提供直接的媒体流服务,用户可以通过遥控器完成对媒体流的播放、暂停、快进、快退等一系列控制操作。,增值业务系统,增值业务系统主要为用户提供除了基本的流媒体服务外的其他增值业务,如互联网浏览、视频通信、网络游戏、即时消息、信息服务等。这些业务一部分可以由运营商自己提供,如视频通信;另一些业务既可以由运营商自己提供,也可以由第三方提供。,EPG服务系统,EPG服务系统分为EPG系统和应用服务系统。EPG系统为用户提供业务服务的入口界面,通过此系统,用户可
7、以完成节目的浏览、节目点播和收看并可以完成一些与用户相关的自服务项目(比如查询帐户余额,服务类型修改等)。应用服务系统负责区域内用户认证、机顶盒的合法性检查并负责为区域内用户提供上层服务器的服务接口(查询节目价格、生成使用话单等)。,OSS系统,OSS系统是业务的运营支撑系统,通过此系统,运营商可以完成对用户管理,包括开户,认证与授权等;计扣费管理、定价策略管理等。OSS系统中含有DRM的授权部分。,NMS系统,NMS系统是完成对全网设备的管理,包括机顶盒和OSS设备的管理。,STB系统,STB是放置在用户家中的机顶盒设备,通过与家中的电视机相连接,使用宽带网络接口,用户可以从运营商IPTV系
8、统中获得相关服务。机顶盒系统中含有DRM的解密部分。,DRM系统,DRM负责IPTV的数字版权管理,包括内容制作时的加密与权限描述,密钥管理盒用户的权限生成与管理,以及在机顶盒上的权限代理和解密处理。数字版权管理的主要目的是保护IPTV的内容不受非法的拷贝和使用。,家庭网关,指家庭网络接入城域网的设备,STB通过RG接入城域网。RG可以是简单的二层设备、三层设备或二/三层混合设备,也可以是复杂的、支持应用层协议和内网穿越的网关。,接入节点,指DSLAM、LAN或FTTH等接入设备。AN一般是二层设备,但可感知部分三层业务。,宽带网关,指BRAS和SR等IP边缘路由器。BNG是接入网用户流量的汇
9、聚点,是二层网络和三层网络的分界点。,视频业务网关,指IPTV业务系统接入城域IP网的路由器。,家庭网络,3,在用户家庭里互联各种用户终端的、并通过RG接入城域网的网络,IPTV终端(STB)即位于家庭网络里。,接入环路:位于AN和RG之间的物理链路。,以太汇聚网:位于AN和BNG之间的汇聚网络。承载IPTV业务的城域汇聚网必须是基于以太的传送网络,为边缘的AN和BNG等设备提供标准以太接口,并在核心提供以太帧转送服务。接入网:位于RG和BNG之间的网络,包括上述的接入环路、AN和以太汇聚网。接入网一般是二层网络,但可感知部分三层业务。城域IP网:位于BNG和NSP/ASP(网络服务提供商/应
10、用服务提供商)之间的网络,在DSL论坛里称为区域宽带网络(Regional Broadband Network)。在IPTV承载网里,就是指BNG和VG之间的网络。,可控组播与组播控制/复制点,IPTV承载网需要对传统Internet组播功能进行优化改进,使之能够适应IPTV业务的运营,支持可运营、可管理的组播技术。可控组播包括对组播用户、组播源、组播组的控制,包括完备的、可扩展的计费手段和对组播网络的监控、管理手段。IPTV可控组播业务实施中,业务/网络管理系统根据用户的频道定购信息,通过标准的接口将对用户的控制信息发送到组播业务的控制设备上(简称控制点,包括BRAS、SR、DSLAM、L2
11、 Switch等)。组播控制点根据组播用户组信息,控制组播业务的复制设备实现组播报文的复制分发,仅向IPTV合法用户转发组播报文(简称复制点,包括BRAS、SR、DSLAM、L2 Switch等)。注:组播控制点和复制点可以是同一设备,也可能是不同的设备。,3.2,缩略语,AAAADSLANAPBNGBRASBSSCDNDHCPDiffServDRMDSCPDSLAMEPGFTTBIDCIGMPIPTV,Autentication Authority and Accounting 认证、授权与计费Asymmetric Digital Subscriber line非对称数字用户线路Access
12、 Node 接入节点Access Point接入点Broadband Network Gateway 宽带接入网关Broadband Network Access Server 宽带接入服务器Business Support System 业务支撑系统Content Distribution Network 内容分发网络Dynamic Host Configuration Protocol 动态主机配置协议Differentiated Services 差分服务Data Right Management 数字版权管理Differentiated Service Code Point 差分服务代
13、码点Digital Subscriber Line Access Module 数字用户线接入模块Electronic Program GUI 电子节目单Fiber to the Building 光纤到大楼International Data Center 数据中心Internet Group Management Protocol 互联网组管理协议Interent Protocol Television 互联网电视,YD/T 2006,4,L2TPLANMACMBGPMPLSNVODNMSOSSPIM-DMPIM-SM,Layer Two Tunneling Protocol 二层隧道协议
14、Local Area Network 局域网Media Access Control 媒体访问控制Multi-protocol Boarder Gate Protocol 多协议边界网关协议Multiple Protocol Label Switching 多协议标签交换Near Vedio on Demanding 准视频点播业务Network Managemeant System 网络管理系统Operation Support System 运维支撑系统Protocol Independence Multicast Density Mode 协议无关组播密集模式Protocol Indep
15、endence Multicast Sparse Mode 协议无关组播稀疏模式,PPP,Point to Point Protocol,点到点协议,PPPoEQoSRGRPRPRSMSSRSTBTSTVVDNVDSLVGVLANVODVPLSVPNWLAN,PPP over Ethernet 以太网承载PPP协议Quality of Service 服务质量Residential Gateway 家庭网关Rendezvous Point 会聚点Resilent Packet Ring 弹性分组环Service Management System 业务管理系统Service Router 业务
16、路由器Set Top Box 机顶盒Time Shifted Television 时移电视Vedio Distribution Network视频分发网络Very-high-speed Digital Subscriber line 高速数字用户线路Vedio Gateway 视频业务网关Virtual Local Area Network 虚拟局域网Vedio on Demanding 视频点播业务Virtual Private LAN Service 虚拟专用局域网业务Virtual Private Network虚拟专用网Wireless Local Area Network无线局域网
17、,44.1,IPTV 业务模型业务分类,根据中国电信IPTV业务规范定义,IPTV业务包括点播、广播、游戏、信息服务、节目预订、通信服务、远程教育、音乐/卡拉OK、互动广告、机顶盒上网浏览等。根据功能操作特点,业务可分为四大类:通信服务类、流媒体服务类、游戏服务类和信息服务类。1、通信服务类通信服务类包括语音、视频通信和短信。IPTV视频通信基于公众视讯业务提供,并由公众视讯网向用户提供集视频、音频和数据于一体的服务。IPTV机顶盒仅作为公众视讯业务的一个终端,IPTV用户通过互联网接入公众视讯网,使用公众视讯网提供的各种功能。2、流媒体服务类流媒体服务类包括点对点播放和点对多点流媒体服务。点
18、播、广播节目预定、远程教育、音乐/卡拉OK是用户按需要进行音视频流播放,是一种点对点的播放方式。IPTV点对点播放业务基于内容传送网提供,节目内容应推送到靠近用户的网络端,机顶盒通过宽带网就近访问内容传送网节点,以提高业务的服务质量。广播是节目源同时向多个用户主动推送相同音视频流的服务,是一种点对多点播放方式。IPTV广播业务适合采用组播方式向用户提供服务。节目内容通过CDN或数据网络推送到向用户服务的组播服务器,再通过组播方式向用户提供。3、游戏服务类游戏服务类包括单机游戏和联网游戏。业务发展初期,单机游戏以按场景下载然后分段分关使用的游戏为主,暂时不发展其他单机游戏。联网游戏要求能通过宽带
19、网络同游戏服务器或其他客户互动。4、信息服务类信息服务类包括信息服务、互动广告和机顶盒上网浏览等。对于机顶盒上网浏览服务,初期必须提供用于机顶盒连接的客服网站。,4.2,系统层次结构,结合IPTV业务开展目标以及IP网络现状,实现IPTV业务的系统划分为以下四个层次:支撑层、业务层、承载层和终端层,层次结构如图1所示。支撑层,运营支撑应用服务增值业务,网络管理电子节目单流媒体服务承载控制子层(资源接纳控制)承载层家庭网络(含机顶盒),数字版权内容制作内容管理,业务层承载层宽带接入网,图 1 IPTV 系统层次结构5,6,支撑层:支撑层为IPTV平台提供运营支撑,是IPTV平台的运营支撑系统。支
20、撑层包括用户管理、运,营商管理、认证授权、帐务管理、系统设备管理和数字版权管理等模块。,业务层:业务层为IPTV平台提供业务应用服务。IPTV系统可以提供基本业务,如VOD点播、直播节目等,也可以提供各种扩展业务,如可视电话、网络游戏和网络邮件等。不同的业务有不同的业务管理逻辑,业务层为这些业务的开展提供支持环境。对于基于流的相关业务,需要提供节目编码处理、节目加密、媒体存储和分发等相关支持。,承载层:承载层实现各种IPTV业务从终端层到具体业务层的网络承载服务,是承载IPTV业务的IP网络,通常包括宽带IP骨干网络,城域网络和宽带接入网络。根据业务层边缘节点所处网络位置的不同,承载层网络范围
21、可包括骨干网、城域网和宽带接入网三层,或仅包括城域网和宽带接入网两层。IPTV业务对于承载网络的要求主要有:带宽方面的要求;服务质量的要求,对于可视电话、游戏等双向交互式业务,要求网络的抖动和延时要小;对于经过压缩编码后的视频码流,其比特的前后相关性较高,因此需要网络的丢包率要低;组播支持的要求,对于直播节目,因为接收的用户会比较多,这就要求承载网络最好能支持组播。此外,为了防止对系统的恶意攻击,造成系统业务不能正常工作,网络需要有较高的安全性,和统一的IP地址规划方案等。,终端层:IPTV用户使用机顶盒,通过ADSL、LAN、WLAN、GEPON等宽带接入方式接入,在电视,机上实现IPTV业
22、务。终端包括多种形式,如STB和PC机等。,7,55.1,IPTV 业务对承载网的要求总体要求,为实现IPTV业务的承载,IPTV承载网从功能上应支持各种业务的用户接入、用户认证、内容传送、服务质量保障、安全性保障以及可靠性保障,并满足业务所需的带宽要求、服务质量要求、组播要求、可靠性要求以及安全性要求。,5.2,带宽要求,IPTV业务对承载网的带宽要求主要体现在IPTV视频流媒体业务上。根据IPTV编码技术要求,IPTV视频流媒体业务可选采用MPEG4、H.264和AVS编码标准。一个标清视频业务流,采用MPEG-4 ASP编码后的数据速率通常约为1.21.5Mbps;采用H.264编码后的
23、数据速率约为1M bps;采用AVS编码后的数据速率约为11.5Mbps。结合业务传输、协议封装开销(约为2030)、信令流及网络流量波动需求的考虑,要求IPTV承载网必须满足下列网络带宽要求:用户接入的下行网络带宽至少应达到2Mbps(视频点播/直播);用户接入的上行网络带宽至少应达到384kbps(视频会议速率);承载网络应提供对带宽的可控管理功能;承载网络容量应根据上述用户下行带宽要求进行规划,并充分考虑用户规模和分布,及业务长时间在线等各项因素的影响。IPTV业务特性决定了用户使用业务时长时间在线,且长时间占用网络带宽。因此,以上的带宽需求不是峰值速率,而是平均速率。另外,由于高清电视
24、等业务的需求,部分用户需求带宽甚至可达8M。若IPTV支持高清电视业务,则要求用户接入的下行网络带宽应达到8Mbps。,5.3,服务质量要求,IPTV业务包括多种类型的业务,由于其不同的业务特性,这些业务对承载网提出了差异化的服务质量要求,包括对承载网的时延、抖动、丢包率以及错误率等指标的要求。视频流媒体业务有两种提供方式,一种是单播方式的视频点播,另一种是组播方式的视频直播。视频点播是非交互式的流媒体应用,对实时性的要求不高,可通过设置缓存来降低对时延的敏感度。视频直播对实时性要求较高,对传送时延的敏感度高。音频电话、可视电话和视频会议业务对网络服务质量要求较高,可参照VOIP指标进行要求。
25、游戏业务也是一种双向交互式数据业务,由本身业务特性(如操作指令的响应时间)决定对网络服务质量要求较高。综合以上业务需求,参照相关标准,要求IPTV承载网端到端服务质量满足下表:表 1 IPTV 业务服务质量要求,业务类型视频直播视频点播音频电话可视电话视频会议游戏,时延1s3s150ms150ms150ms200ms,抖动1s1s50ms50ms50msN/A,丢包率0.1%0.1%0.1%0.1%0.1%N/A,错误率0.01%0.01%0.01%0.01%0.01%N/A,5.45.55.6,组播要求IPTV直播视频业务适合采用组播方式向用户提供,IPTV承载网全网应提供对组播的支持。具体
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