IPTV业务的下一代网络体系构架研究

IPTV是电视媒体向网络新媒体演化的重要一步，IPTV也是三网融合的产物。目前的客户机/服务器模式不能够有效支持IPTV需求，IPTV应该运营在公共互联网上才有广阔发展前途，本文介绍了支持IPTV业务的下一代网络体系构架研究的最新进展。NGN的流媒体业务不仅提供视频流业务，例如广播电视和视频点播VoD等，还可以为普通用户和商业用户提供融语音，数据和视频业务于一体的汇聚业务，如TV上的来电显示（Caller-IDonTV）。目前，ITU-TFGNGN-FRA已建立的NGNRelease1构架包括IP多媒体业务部分（包括PSTN/ISDN的模拟业务）和PSTN/ISDN仿真业务部分，但对NGN构架的流媒体和其他多媒体业务还没有更深入的研究，ITU-TSG9和有线电视实验室（CableLabs）开始定义融合语音，数据和视频业务的多媒体结构框架。本文在深入研究了国内外IPTV业务发展的基础上，综述了支持IPTV业务的下一代网络体系构架研究的最新进展。1、NGNRelease1的体系构架ITU-T在Release1中主要研究内容包括业务需求，网络构架，QoS，安全等。目前提出的NGN业务和传送层构架如图1所示。图1NGN的业务和传送层构架NGN的业务层主要包括4个部分。（1）IP多媒体业务部分。IP多媒体业务部分使用基于SIP的控制，IP多媒体部分通过基于IMS的核心网络，提供IP多媒体业务，同时提供PSTN/ISDN的模拟业务，PSTN/ISDN的模拟业务主要强调只需要实现现有PSTN/ISDN的部分业务，同时由于使用的终端与现有模拟终端不同，用户体验与现有的业务体验可以不同。（2）PSTN/ISDN的仿真业务部分。PSTN/ISDN仿真业务部分主要强调下一代网络对现有PSTN/ISDN业务的继承，一方面是要求继承现有模拟终端的接入方式。另一方面要求用户体验与现有业务体验完全一致，用户不会感知到网络侧的变化。（3）流媒体业务部分。NGN可以提供NGN第一期中定义的流媒体业务，如内容传送业务，多媒体多播和广播业务等。（4）其他多媒体业务部分。目前的NGN构架中对流媒体业务和其他多媒体业务还没有更深入的研究。正是由于此种原因，尽快发展NGN的体系构架，更好的推动IPTV业务的普及和推广是众望所归。2、一般的IPTV业务构架图2阐述了一般的、可支持数字广播电视和视频点播（VoD）的IPTV业务构架。这个构架是基于ITU建议H.610定义的综合架构和业务模型和构建在有限电视实验室的视频业务构架基础上的。IPTV构架的主要功能部分还是前端播放系统，传输网络和用户终端设备。图2一般的IPTV业务构架2.1前端播放系统对于数字电缆或数字卫星电视系统，IPTV业务需要一个视频前端播放系统，这是网络中获得线性（如广播电视）或点播（如电影）内容并格式化成帧，并由此经由IP网络分发的位置。前端播放系统可以分为两类：广播电视前端播放系统和VoD前端播放系统。广播电视前端播放系统接受各种格式的视频流，将其重新转化格式并进行封装，接入核心网，通过核心网将视频信号发送到接入网。另一方面，VoD前端播放系统这不同于线性广播电视前端播放系统，它给用户提供具有类似VCR的停止、快进、重绕等控制功能的单播数据流。前端播放系统由许多部分组成，包括中间件，MPEG编码器，VoD服务器，广播电视服务器，用户管理器，资源管理器，会话管理器和应用管理器。2.2传输网络传输网由三部分组成：核心网络、边缘网络和接入网。分组的视频码流，通过核心网发送出去，接入网连接了传输网和用户终端设备，接入网运用ADSL和VSDL的变体为用户终端设备IPTV业务的运行提供足够的带宽。已经有开始采用光纤技术如无源光网络PON接入用户，边缘网连接了核心网和接入网，传统的边缘网络支持有IP连通性的的数据业务，如接入因特网。此外，提供IPTV业务的边缘网络将会支持高级多播和QoS功能，快速频道转换和基于IP的条件接入。2.3用户终端设备用户终端是提供宽带网络终端（B-NT）功能的位置。IPTV业务的客户端（VoD客户端，广播客户端）是在用户终端处终结视频流的功能单元，它是一个进行以下功能处理的设备，包括和应用或会话管理器建立连接和QoS，视频解码，频道转换功能，用户播放控制，还有与用户使用（如电视屏幕显示）的连接。3、IPTV业务的网络构架介绍本部分旨在分析IPTV业务部分，并将其划分为不同的功能实体，流媒体业务部分可以分为广播电视和视频点播（VoD），本节将从功能或功能实体的角度来定义IPTV业务和IP多媒体业务部分，PSTN/ISDN的仿真业务部分的关系。表1概括总结了NGN功能与IPTV业务功能/部分之间的关系，图3描述了NGNRelease1的功能与IPTV业务功能/部分的映射关系，更明确的定义了IPTV业务的功能和功能实体，完善了包含IPTV业务的NGN体系构架。表1NGN业务功能和IPTV业务功能的关系图3NGNRelease1体系架构与IPTV业务功能的关系4、总结本文在深入研究了国内外IPTV发展动态的基础上，介绍了支持IPTV业务的NGN体系构架，而对NGNRelease1中定义的会话业务没有任何影响。我们不能确保IPTV业务的功能能够与NGN体系构架完美融合，毕竟这是第一次尝试。然而，鉴于IPTV业务是当今通信业市场的主流，我们有必要尽快发展NGNRelease2的体系构架，更好地推动IPTV业务的普及和推广，让我们充分享受科技进步带来的视听新生活。IPTV是电视媒体向网络新媒体演化的重要一步，IPTV也是三网融合的产物。目前的客户机/服务器模式不能够有效支持IPTV需求，IPTV应该运营在公共互联网上才有广阔发展前途，本文介绍了支持IPTV业务的下一代网络体系构架研究的最新进展。NGN的流媒体业务不仅提供视频流业务，例如广播电视和视频点播VoD等，还可以为普通用户和商业用户提供融语音，数据和视频业务于一体的汇聚业务，如TV上的来电显示（Caller-IDonTV）。目前，ITU-TFGNGN-FRA已建立的NGNRelease1构架包括IP多媒体业务部分（包括PSTN/ISDN的模拟业务）和PSTN/ISDN仿真业务部分，但对NGN构架的流媒体和其他多媒体业务还没有更深入的研究，ITU-TSG9和有线电视实验室（CableLabs）开始定义融合语音，数据和视频业务的多媒体结构框架。本文在深入研究了国内外IPTV业务发展的基础上，综述了支持IPTV业务的下一代网络体系构架研究的最新进展。1、NGNRelease1的体系构架ITU-T在Release1中主要研究内容包括业务需求，网络构架，QoS，安全等。目前提出的NGN业务和传送层构架如图1所示。图1NGN的业务和传送层构架NGN的业务层主要包括4个部分。（1）IP多媒体业务部分。IP多媒体业务部分使用基于SIP的控制，IP多媒体部分通过基于IMS的核心网络，提供IP多媒体业务，同时提供PSTN/ISDN的模拟业务，PSTN/ISDN的模拟业务主要强调只需要实现现有PSTN/ISDN的部分业务，同时由于使用的终端与现有模拟终端不同，用户体验与现有的业务体验可以不同。（2）PSTN/ISDN的仿真业务部分。PSTN/ISDN仿真业务部分主要强调下一代网络对现有PSTN/ISDN业务的继承，一方面是要求继承现有模拟终端的接入方式。另一方面要求用户体验与现有业务体验完全一致，用户不会感知到网络侧的变化。（3）流媒体业务部分。NGN可以提供NGN第一期中定义的流媒体业务，如内容传送业务，多媒体多播和广播业务等。（4）其他多媒体业务部分。目前的NGN构架中对流媒体业务和其他多媒体业务还没有更深入的研究。正是由于此种原因，尽快发展NGN的体系构架，更好的推动IPTV业务的普及和推广是众望所归。2、一般的IPTV业务构架图2阐述了一般的、可支持数字广播电视和视频点播（VoD）的IPTV业务构架。这个构架是基于ITU建议H.610定义的综合架构和业务模型和构建在有限电视实验室的视频业务构架基础上的。IPTV构架的主要功能部分还是前端播放系统，传输网络和用户终端设备。图2一般的IPTV业务构架2.1前端播放系统对于数字电缆或数字卫星电视系统，IPTV业务需要一个视频前端播放系统，这是网络中获得线性（如广播电视）或点播（如电影）内容并格式化成帧，并由此经由IP网络分发的位置。前端播放系统可以分为两类：广播电视前端播放系统和VoD前端播放系统。广播电视前端播放系统接受各种格式的视频流，将其重新转化格式并进行封装，接入核心网，通过核心网将视频信号发送到接入网。另一方面，VoD前端播放系统这不同于线性广播电视前端播放系统，它给用户提供具有类似VCR的停止、快进、重绕等控制功能的单播数据流。前端播放系统由许多部分组成，包括中间件，MPEG编码器，VoD服务器，广播电视服务器，用户管理器，资源管理器，会话管理器和应用管理器。2.2传输网络传输网由三部分组成：核心网络、边缘网络和接入网。分组的视频码流，通过核心网发送出去，接入网连接了传输网和用户终端设备，接入网运用ADSL和VSDL的变体为用户终端设备IPTV业务的运行提供足够的带宽。已经有开始采用光纤技术如无源光网络PON接入用户，边缘网连接了核心网和接入网，传统的边缘网络支持有IP连通性的的数据业务，如接入因特网。此外，提供IPTV业务的边缘网络将会支持高级多播和QoS功能，快速频道转换和基于IP的条件接入。2.3用户终端设备用户终端是提供宽带网络终端（B-NT）功能的位置。IPTV业务的客户端（VoD客户端，广播客户端）是在用户终端处终结视频流的功能单元，它是一个进行以下功能处理的设备，包括和应用或会话管理器建立连接和QoS，视频解码，频道转换功能，用户播放控制，还有与用户使用（如电视屏幕显示）的连接。3、IPTV业务的网络构架介绍本部分旨在分析IPTV业务部分，并将其划分为不同的功能实体，流媒体业务部分可以分为广播电视和视频点播（VoD），本节将从功能或功能实体的角度来定义IPTV业务和IP多媒体业务部分，PSTN/ISDN的仿真业务部分的关系。表1概括总结了NGN功能与IPTV业务功能/部分之间的关系，图3描述了NGNRelease1的功能与IPTV业务功能/部分的映射关系，更明确的定义了IPTV业务的功能和功能实体，完善了包含IPTV业务的NGN体系构架。表1NGN业务功能和IPTV业务功能的关系图3NGNRelease1体系架构与IPTV业务功能的关系4、总结本文在深入研究了国内外IPTV发展动态的基础上，介绍了支持IPTV业务的NGN体系构架，而对NGNRelease1中定义的会话业务没有任何影响。我们不能确保IPTV业务的功能能够与NGN体系构架完美融合，毕竟这是第一次尝试。然而，鉴于IPTV业务是当今通信业市场的主流，我们有必要尽快发展NGNRelease2的体系构架，更好地推动IPTV业务的普及和推广，让我们充分享受科技进步带来的视听新生活。IPTV是电视媒体向网络新媒体演化的重要一步，IPTV也是三网融合的产物。目前的客户机/服务器模式不能够有效支持IPTV需求，IPTV应该运营在公共互联网上才有广阔发展前途，本文介绍了支持IPTV业务的下一代网络体系构架研究的最新进展。NGN的流媒体业务不仅提供视频流业务，例如广播电视和视频点播VoD等，还可以为普通用户和商业用户提供融语音，数据和视频业务于一体的汇聚业务，如TV上的来电显示（Caller-IDonTV）。目前，ITU-TFGNGN-FRA已建立的NGNRelease1构架包括IP多媒体业务部分（包括PSTN/ISDN的模拟业务）和PSTN/ISDN仿真业务部分，但对NGN构架的流媒体和其他多媒体业务还没有更深入的研究，ITU-TSG9和有线电视实验室（CableLabs）开始定义融合语音，数据和视频业务的多媒体结构框架。本文在深入研究了国内外IPTV业务发展的基础上，综述了支持IPTV业务的下一代网络体系构架研究的最新进展。1