IPTV业务及系统概述

Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. IPTV业务及系统概述 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page2 前 言 目前随着 IPTV各方面运营环境日趋成熟，中国国内国家三网融合的政策推进，各地 IPTV项目将规模开局应用。 鉴于 IPTV整套业务系统的业务类型，系统组成，业务流程等与传统数据网络和业务有较多不同之处，因此希望通过该概述课程，使学员从整体上了解 IPTV业务的种类，系统部件组成和组网，业务流程等，并着重了解目前华为 IPTV解决方案中的亮点，为后继其他详细的 IPTV相关课程的进一步学习起到提纲挈领的作用。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page3 培训目标 学完本课程后，您应该能： 了解 IPTV的概念及业务种类 了解 IPTV系统的典型组成部件及功能 了解 IPTV组网典型的网络结构 了解 IPTV端到端业务流程 了解华为 IPTV解决方案的特色（ FCC/RET/iRSM/NQMS等） Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page4 目 录 1. IPTV的概念及业务种类简介 2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介 3. IPTV组网典型网络结构 简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为 IPTV解决方案的特色 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page5 目 录 1. IPTV的概念及业务种类简介 2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介 3. IPTV系统 典型网络 构架简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为 IPTV解决方案的特色 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page6 基本概念：什么是 IPTV系统 IPTV（ Internet Protocol Television）：解决了在观看电视节目时播放时间对人们的限制问题，满足了人们收看自由度方面的需求，提供了强大的交互功能，真正实现了媒体提供者和消费者之间实质性互动的功能。 IPTV基于 DVB（ Digital Video Broadcasting） over IP（ Internet Protocol）的技术框架，囊括了网络技术和媒体技术的优势，为电信业和电视业带来新的业务增长点。 IPTV在给用户带来交互式电视节目的同时，还可以非常容易地与 Internet服务、通信服务结合在一起，提供远程教育、信息服务、电视短信等增值业务。 一个完整的 IPTV系统不仅要提供业务发布、业务展示、业务控制、内容整合及管理、媒体服务等功能，还需要具备足够的开放性、可靠性、稳定性、大容量和高性能等特性，以满足 IPTV系统商业应用的需求。 IPTV系统是一个满足上述要求的、电信级、端到端的系统。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page7 视频原理与基础 无论是传统电视还是 IPTV，用户欣赏视频节目，都必须通过视频源的采集，视频传送和视频在终端的最终呈现。 IPTV相对于传统电视，最主要的变化是视频的传送技术发生了根本的变化。模拟电视从卫星接收到模拟信号之后，把这些信号通过广播的方式全部推送到用户电视机终端，终端通过选择不同的频点来选择不同的节目。数字电视的方式是把卫星接收下来的信号，通过视频压缩和数字化处理，然后再经过 QAM调制，再通过网络广播到用户终端。数字电视和模拟电视的区别是传送的内容变成了数字的方式。IPTV的重大变化是把卫星接收下来的信号，经过视频压缩处理，然后把压缩后的报文经过 IP流化，变成 IP报文，通过 IP网络传送到用户家里，因此可以充分利用 IP网络的可达性以及 IP网络传送效率的优越性。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page8 IPTV的业务种类 音视频业务 IPTV系统提供的业务包括音视频业务和增值类业务。 音视频业务主要包括： 视频点播 VOD（ Video On Demand） 直播电视 BTV（ Broadcast Television） 即时时移电视 TSTV（ Time Shift TV） 菜单时移电视 TVOD（ TV On Demand） 轮播电视 NVOD（ Near Video on Demand） cPVR Download Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page9 IPTV的业务种类 增值类业务 TVMS业务 滚动消息 交互业务消息 广告业务 游戏娱乐业务 互联网业务 多屏业务 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page10 IPTV业务分类 IPTV业务中，主要分为组播类业务和单播类业务。各种业务按单播 /组播 /其他分类如下表所示： 需要与前述业务类型对应或者增加部分该表格中业务描述 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page11 视频编码及带宽需求 IPTV 的各种业务中的流媒体业务所需的带宽要求较高。不同的节目类型、编码方式的节目，对网络带宽的需求也不同。目前主流的节目类型包括标清和高清两种，标清节目的分辨率一般为 720 480，视觉体验与 DVD相当，当前常用的标清节目编码方式为 MPGE-2和 H.264，对应带宽需求分别为3.75M和 2M；高清节目标准分为 720P和 1080i两种，视觉体验高于 DVD,分别对应分辨率为 1280 720和 1920 1080， MPGE-2编码高清节目所需带宽为12M， H.264编码高清节目所需带宽为 8M。 节目类型 编码方式 所需带宽 标清 MPEG-2 3.75M H.264 2M 高清 MPGE-2 12M H.264 8M Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page12 目 录 1. IPTV的涵义及业务种类简介 2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介 3. IPTV组网典型网络结构 简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为 IPTV解决方案的特色 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page13 IPTV业务系统的组成 IPTV系统主要包括 IPTV网管、 CMS（ Content Management System）、 BSS（ Business Support System）、 MDN（ Media Delivery Network）、 MEM（ Media Entertainment Middleware）、 IPTV报表和 STB（ Set Top Box）等子系统 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page14 IPTV业务系统的组成 此外， IPTV系统可以集成 SQM、 TVMS等子系统，提供服务质量监控、电视消息管理等扩展功能，帮助用户开展丰富的增值业务。各扩展子系统的主要功能如下： SQM SQM（ Service Quality Monitor）服务质量监控系统可以进行现网链路状态检测，为 IPTV系统提供可靠的服务质量监控功能。 为开通 IPTV业务和业务运营提供参考数据，进行前期分析。 对开通 IPTV业务后的链路情况进行监控，协助定位故障。 TVMS TVMS（ Television Message System）消息管理系统实现电视消息统一管理。运营商发布电视消息，将消息推送到 EPG页面，充分实现与用户的互动，增强用户体验。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page15 目 录 1. IPTV的概念及业务种类简介 2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介 3. IPTV系统典型 网络 构架简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为 IPTV解决方案的特色 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page16 IPTV业务整体部署架构 省骨干网 IPTV省中心 M12000 EPG CMS STB升级 中心 本地 NAS 电视直播源 IDC VNET M12000 区域中心 IP城域网 NXGE POP点 NXGE IP城域网 M12000 区域中心 POP点 NXGE ADSL MODEM DSLAM BRAS ADSL MODEM DSLAM BRAS 点播 80 点播 20 直播 /轮播 点播 直播 组播 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page17 IPTV典型网络构架 IPTV系统支持分层分级的网络架构，典型组网方式包括集中式组网、二级组网和三级组网。 集中式组网 设备集中部署在中心节点。 二级组网 设备分布式部署在中心节点、边缘节点。 三级组网 设备分布式部署在中心节点、骨干节点和边缘节点。 作为 IPTV核心部件的 MDN、 MEM都支持分层分级的分布式部署方式。MDN、 MEM设备分布式部署在各级节点上，以便就近为用户提供服务。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page18 IPTV典型网络构架 B O S S 系统统一网管平台 内容管理平台网管子系统 C M S BSSIP 承载网络M E M 子 系统M D N 子 系统头端子系统边缘节点( H M S / E P G /U pgrade)元数据注入 运营数据同步 / 授权 / 订购内容分发 元数据分发 认证 / 授权网管STB后台支撑层业务管理层业务控制层网络服务层终端展示层D S L A M D S L A M边缘节点( H M S / E P G /U pgrade)R out er R out erH o m eG a t e w a yTV报表子系统报表统计Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page19 IPTV典型网络构架 后台支撑层 后台支撑层为运营商自有的后台业务支撑系统。包括运营商的统一网管平台、 BOSS（ Business and Operation Support System）系统，以及内容提供商的内容管理平台。 IPTV系统支持与后台支撑层的多个运营管理平台对接，并通过后台支撑层提供设备管理、内容管理、业务管理、产品管理、用户管理、计费账务管理和统计报表等功能 业务管理层 业务管理层主要包括 CMS子系统、 BSS子系统、网管子系统、报表子系统。 业务管理层主要提供内容管理、业务管理、用户管理、帐务处理和计费处理和报表统计等功能。此外，业务管理层负责配置管理 IPTV核心部件，以及实时性能监控、提取设备日志、接收网元告警等。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page20 IPTV典型网络构架 业务控制层 业务控制层主要包括 MDN子系统和 MEM子系统。 在 IPTV网络架构中， MEM、 MDN采用分布式部署。位于中心节点和骨干节点的设备属于业务控制层，实现后台管理、控制和内容备份；位于边缘节点的设备属于服务网络层，提供 EPG服务、流媒体服务和 STB升级服务。 网络服务层 网络服务层包括 IPTV的边缘节点，如流媒体服务器 HMS、 EPG服务器、 STB升级服务器（ Upgrade）等。网络服务层在业务控制层的统一控制下，就近为用户提供流媒体服务、 EPG服务和 STB升级服务。 此外，网络服务层还包括接入认证服务器、宽带接入服务器等网络设备，提供接入认证的功能。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page21 IPTV典型网络构架 终端展示层由接入设备和 STB组成。 接入设备 接入设备负责为 STB提供网络接入功能。 STB STB采用一体化的软硬件集成平台，内置通用浏览器、音视频解码模块、媒体播放器，使用电视机作为显示设备，为用户提供服务。 STB通过接入设备，与 IPTV系统的各个上层平台进行交互后，通过电视机向用户展示 EPG。用户通过 EPG浏览节目信息、在线订购产品、播放音视频节目，并通过自助服务查询消费记录和帐单信息。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page22 IPTV业务承载网络 IPTV业务承载网包括家庭驻地网、接入网络、城域汇聚网络、业务POP点和骨干网络几个部分组成。 IPTV内容数据流首先在骨干网络上承载。 IP城域网的网络结构分为城域网与宽带接入网两个层面。核心层由核心路由器组成，负责对业务接入控制点设备进行汇接并提供 IP城域网到骨干网的出口；业务接入控制层由宽带接入服务器（ BRAS）与业务路由器（ Service Router）两种业务接入控制点设备组成，主要负责业务接入与控制。宽带接入网是层次上划分为汇聚层和接入层。 典型 IPTV业务承载网络如下图所示： Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page23 IPTV业务承载网络 IPTV系统通常直接接入骨干网，然后边缘 POP分发到城域网内。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page24 IPTV业务承载网络 IPTV业务系统： 一般采用中心系统、边缘系统二级分发架构，以降低部署成本以及对骨干网及城域核心层的带宽需求，主要包括 BTV编解码器、 VOD服务器、 NVOD服务器、中间件、 EPG服务器、 CA、 DHCP服务器、升级服务器等部件。 IPTV业务系统采用 1*10GE或 2*10GE方式双归连接到 VPE设备。 AAA服务器： 用于实现对终端的认证、授权和计费，全网部署一套 POP点： 包括 MSCG、 SIG和 NPE， MSCG对 PPPoE和 IPoE（ DHCP）接入终结。 POP点通常部署在汇聚网和骨干网间，主要用来汇聚该区域所有的用户业务，根据部署规模和用户区域采用分布式结构进行部署规划， POP点包含了 NPE（ SR）和 BRAS。 汇聚网： 由 UPE/PEAGG成的 IP/MPLS网络，网络拓扑是半环型汇聚网。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page25 IPTV业务承载网络 接入网： 主要包括 DSLAM， DSLAM支持 ADSL2+、 VDSL2和 GPON等接入。一般网络的接入网主要包含 MSAN、 DSLAM和 OLT等三种设备形态，其中 MSAN和 IP DSLAM采用 ADSL接入方式， OLT采用 GPON接入方式。 家庭驻地网 ：主要分为宽带接入终端（ HG）和业务终端（ IAD/可视电话、STB、 PC等）。宽带接入终端通过 ADSL2+、 VDSL2、 GPON等技术接入 AN。 家庭网络指用户家庭中各业务终端的连接组网，包括了家庭网关和业务终端，其中家庭网关包括 HG和 ONT，业务终端主要指 STB、 PC和 IAD等，目前沙特 STC家庭网主要将会提供 VOIP、 IPTV和 HSI三种业务。 一般网络的家庭网络主要以 ADSL和 GPON两种接入方式为主，在某些国家业以 Switch接入为主要的接入方式。文中 HG主要是 ADSL的家庭网关、 ONT主要是 PON的家庭网关。业务终端通常采用百兆以太网接入家庭网关。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page26 IPTV业务承载网络 在 IPTV业务系统主要架设在城域网之上。城域网的组网结构对IPTV业务的部署有直接影响。目前常见的城域网结构如下： 二层到边缘 (VPLS网络 )： 一般分为环网或者树形的网络，此网络中 VPLS主要进行 IPTV的透传承载。 VPLS网络内部模拟 LAN网络。业务终结点在 SR位置。 三层到边缘网络： 业务终结在 UPE的位置。 LAN+BRAS网络： 业务终结点在 BRAS的位置。一般采用两种方案： BRAS单播复制 -PPPOE的认证条件下。 BRAS组播复制 -IPOE认证。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page27 城域网部署全网组播方案 城域网 骨干网 终端和最后一公里 互联网 IP承载 CR HG L2汇聚 xDSL/LAN MSCG/BRAS Splitter EPON OLT HG MDU IPTV POP IPTV 区域中心 RACS L2汇聚 组播路由协议 PIM-SM/SSM 二层组播协议 IGMP、 IGMP Snooping/Proxy 可控组播 组播 VLAN 组播 VLAN IP城域网三层网络部署 PIM-SM/SSM MSDP组播路由协议 宽带接入网二层支持 IGMP Snooping/Proxy，由业务控制网关终结 IGMP处理，基于端口下发组播 接入设备（ DSLAM/MDU等）支持组播 VLAN，降低组播对带宽的占用，支持可控组播实现 IPTV业务的可运营可管理 IP骨干 /城域网核心层和业务层可选部署组播 VPN，节省带宽，解决组播地址重叠问题 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page28 组播控制点和复制点的部署方案 根据用户和设备的支持情况选择 BRAS、 DSLAM作为组播复制点 后续组播复制点尽量靠近最终用户，以提高网络带宽利用率，建议全部采用 DSLAM实现组播控制和复制； 可控组播信息通过网管下发来实现。 IPTV HG BRAS RADIUS CR L2/OLT DSLAM/MDU IPTV 区域中心 IPTV POP 组播 VLAN DHCP PS IPTV IPTV 组播 VLAN OLT IPTV OUN HG PVC BRAS IPTV IPTV BRAS下挂用户数不多， DSLAM不支持可控组播，由 BRAS面向用户复制 DSLAM/MDU支持可控组播， BRAS下挂用户数多 ,由 DSLAM/MDU面向用户复制 L2 DSLAM Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page29 IPTV接入和骨干网络带宽需求 互联网 IP承载网 DSLAM LAN MDU/ONU PC STB POTS EMS CMS 城域 骨干层 宽带 接入网 PC STB POTS 点播 三层组播 二层组播 点播 CMS至骨干路由器的带宽即城域网核心层之间最大带宽 直播流量 +点播流量 =直播频道数 x码流 +并发用户数 x点播用户比率 x码流 x未命中率 接入网上行带宽（ DSLAM/LAN/MDU复制） 并发用户数 x点播用户比率 x码流 min (直播频道数，最大并发用户数 ) x码流 EMS至汇聚路由器的带宽即城域网汇聚层之间最大带宽 =直播流量 +点播流量 =直播频道数 x码流 +并发用户数 x点播用户比率 x码流 x命中率 编码模式为 H.264， SDTV 2M， HDTV 8M带宽 EMS Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page30 IPTV用户认证方案分析 STB PC IP城域网 DSLAM BRAS/SR DHCP Server STB PC DHCP Relay/ Snoooping DHCP STB PC IP城域网 DSLAM BRAS RADIUS STB PC PPPoE Session 终结 PPPoE IP访问 PPPoE认证 IPoE/DHCP+认证 DHCP opt82 IP访问 PPPoE 运营模式成熟，业务安全性高 对业务网关处理压力大，接入设备难以处理 IPTV小规模应用时采用 组播业务简单，对业务网关处理压力小 需新部署 DHCP Server，增加安全保障 IPTV规模应用时推荐采用 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page31 引入 IPoE/DHCP+认证方案 IPTV规模发展时采用 IPoE/DHCP+认证，部署统一的 DHCP Server； IPTV机顶盒终端地址采用受限公网 IP或私网 IP，私网 IP由全省统一规划； DHCP+认证的安全性由 QinQ/Opt 82以及业务网关的 DHCP Snooping保证。 Web Portal RADIUS Policy Manager DHCP Server HG L2汇聚 xDSL/LAN MSCG/BRAS Splitter EPON OLT HG MDU RACS L2汇聚 PPPoE IPoE/DHCP 1.DHCP Request 2.业务 VLAN隔离或 采用 DHCP opt82标识用户位置 3. DHCP Relay 4. DHCP Server把 Request报文中的 Opt82和 60属性转变为 Radius报文中的附加属性，发往 Radius 6. BRAS或 SR生成相应的主机路由， DHCP Snooping 5. DHCP Server根据RADIUS结果决定是否给终端分配 IP地址 CR Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page32 目 录 1. IPTV的概念及业务种类简介 2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介 3. IPTV系统典型 网络 构架简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为 IPTV解决方案的特色 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page33 IPTV端到端业务承载简介（ VPLS组网） -单播业务 IPTV单播业务承载与 HSI业务接入方式类似，一般通过 VPN进行承载。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page34 IPTV端到端业务承载简介（ VPLS组网） -组播业务 组播业务一般通过单层 tag的组播 VLAN接入。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page35 IPTV端到端业务承载简介（ VPLS组网） VOD/VOBB/BTV业务可以采用 PPPOE或者 DHCP认证，主推 DHCP认证。 如果采用 DHCP认证，同样通过 VRRP确定 SR的主备状态。用户终端设备发起DHCP请求， DSLAM/OLT会插入 Option 82信息并添加 VLAN信息后上送到 UPE，UPE通过 VPLS网络发给 SR，两台 SR分为主备状态，只有主的 SR会添加用户侧的接口地址通过 DHCP Relay将请求报文发给 DHCP Server进行认证，如果认证通过， DHCP Server为用户分配 IP地址。 SR部署 EVRRP进行 VOD业务终结。 OLT或者 DSLAM采用双上行接入网络。可以采用 E-TRUNK进行连路破环。 UPE与两台 SR分别建立 PW， VOD/VOBB业务承载在这些 PW上。 PE AGG与 UPE之间还需要建立 VPLS PW， UPE之间依次建立 SPOKE PW（两个MSCG之间不需要建立 PW），组成菊花链，用于承载 BTV业务。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page36 IPTV端到端业务流程简介（ VPLS组网） -单播业务 单播业务处理流程： DSLAM对用户 VOBB业务或 VOD业务进行 QinQ封装，外 Q代表 DSLAM/OLT编号以及业务类型（ VOBB或 VOD）； UPE根据 VOBB或 VOD业务选择对应的 VSI，通过在 VSI内查 MAC转发，通过 PW将 QinQ报文透传到 SR； PE AGG和 SR之间为 VLAN trunk，并在 PE AGG之间绑定 VSI。 SR终结 Q or QinQ，根据 QinQ对应的子接口找到 VPN转发表（或者 IP转发表），根据目的 IP进行转发； SR收到 IP报文，查转发表后进行 QinQ封装，并通过 PW并发送到 UPE； UPE收到报文后，在对应的 VSI内查目的 MAC进行转发，转发给对应的 DSLAM/OLT； DSLAM/OLT根据 QinQ查找到对应的 PVC并将数据发送给用户。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page37 IPTV端到端业务流程简介（ VPLS组网） -组播业务 BTV业务处理流程： 两台 SR运行 PIM-SSM/PIM-SM，通过配置静态加入方式将组播流引到 SR，同时选出一台为 DR，负责向用户转发组播流，另一台为 BDR； DSLAM/OLT运行 IGMP Proxy，收到用户加入信息后，检查本地是否有该组的组播流，如有则向该用户复制，反之通过 BTV业务对应的 VLAN向 SR发送 IGMP请求报文； UPE通过 IGMP Snooping生成 MAC转发表项，同时通过 PW将 IGMP请求报文发送给相邻的 UPE， UPE通过 IGMP Snooping生成 MAC转发表项，出接口为 PW， UPE继续通过PW上传，一直到 SR； DR的 SR将对应组的组播流通过 PW下发， UPE根据通过 IGMP Snooping生成的转发表项进行转发，并通过 BTV业务对应的 VLAN转发给 DSLAM/OLT； DSLAM/OLT通过查询 IGMP Proxy生成的表项通过 PVC/GEM port将组播流发用户复制。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page38 IPTV端到端业务承载简介（ L3到边缘） 此网络下， UPE和 PE AGG对于 VOIP业务， IPTV业务进行三层终结，而不用上到网络 POP点的 SR。但是对于HSI业务而言，需要根据 MSCG的位置，如果和图中 SR位置相同，那么需要 UPE/PE AGG依然启用二层 VPLS或者 VLL通道到 MSCG。 如果网络同时希望 HSI 业务的三层终结，那么 UPE会同时完成 BRAS的功能。可以完成所有业务的三层终结。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page39 IPTV端到端业务流程简介（ L3到边缘） -单播业务 对于 IPTV的单播业务，相当于 SR直接移植到 UPE的位置。 BTV业务处理流程： OLT/DSLAM形成组播 VLAN，将组播和单播业务分流，为了完成 IP地址获取和认证，在 OLT/DSLAM上打上 Option 82 UPE之间运行 VRRP协议，终结 STB的单播报文 UPE可以选择进入 L3VPN，并在 UPE进行 DHCP Relay，发送至 DHCP Server来完成 DHCP的认证。 L3VPN到边缘业务流程简单。并带来各种业务感知，可扩展性等各个方面的优势。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page40 IPTV端到端业务流程简介（ L3到边缘） -组播业务 BTV业务处理流程： OLT/DSLAM形成组播 VLAN，将组播和单播业务分流，为了完成 IP地址获取和认证，在 OLT/DSLAM上打上 Option 82，为了节省带宽，部署 IGMP Proxy或者 IGMP Snooping。为了保证快速切换，一般通过配置 IGMP静态组播组加入将组播流引入到 OLT中。 UPE进行 DR/BDR选举，运行 BFD for PIM协议保证快速收敛。 如果部署 PIM-SSM，需要根据 STB的支持情况配置 IGMP SSM mapping。 如果部署的业务为了业务隔离部署了单播 VPN，可以在此 VPN中同时部署组播 VPN。并可以提供组播 VPN发放 Whole Sale业务。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page41 目 录 1. IPTV的概念及业务种类简介 2. IPTV系统的典型组成部件及功能简介 3. IPTV系统典型 网络 构架简介 4. IPTV端到端业务流程简介 5. 华为 IPTV解决方案的特色 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page42 华为 IPTV解决方案的特色 -视频编码基础 当前主流的视频压缩标准有 MPEG2和 H.264。 MPEG2是数字电视和以前 IPTV用的主流的压缩方式，而最新的 H.264压缩标准，在一部分的 IPTV厂商里已经支持。 H.264的压缩标准比 MPEG2更加先进，压缩效率也更高（是 MPEG2的1.5 2倍），因此选择 H.264的越来越多，尤其是高清视频的压缩。通过H.264压缩， SDTV码流能够变成 2M左右， 1080i变成 6 8M， 1080P 需要 1216M。 无论是 MPEG2还是 H.264，视频压缩的基本原理都是一样：将原始视频图像差异较小的部分编码为一组，称为 GoP（ Group of Pictures）。 GoP的信息里面包含 I， B， P 3种帧。每一个帧代表一副画面，一组连续的帧就成为一组连续的画面。每一个 GoP里面只有一个 I帧，可以有多个 B帧和 P帧。根据具体的内容， GoP的帧数可是是固定的，也可以是不固定的。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page43 华为 IPTV解决方案的特色 -视频编码基础 I帧（ I-Frame， Intra-coded Frame）是基准帧，它包含完整图像的信息。它是一个 GoP中的第一帧且一个 GoP中只有一个 I帧， I帧丢失则整个 GoP都无法显示。 I帧的信息量最大，占的信息也最多。 P帧（ P-Frame， Predicted Frame）是前向预知帧，需要根据 I帧进行图像重建，同时和 I帧同时作为重建 B帧图像的基准帧之一， P帧信息丢失也会对GoP显示造成较大影响异常。 B帧（ B-Frame， Bidirectional Frame）是双向帧，需要参考 I帧与 P帧进行图像重建。 如下图为视频编码帧之间的关系示意图。 另外，视频压缩报文里面的 MPEG-TS封装信息也非常重要。 MPEG-TS （ Transport Stream）承载 IPTV数据时，只有通过 PSI（ Program Specification Information）信息（包括 PAT， PMT）等关键信息才能解复用 TS（ Transport Stream）中的视频、音频及数据。 STB只有获取 PSI（ Program Specification Information）和 I帧等关键信息才能开始解码。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page44 华为 IPTV解决方案的特色 -视频编码基础 如下图为视频编码帧之间的关系示意图。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page45 华为 IPTV解决方案的特色 由于 IPTV系统采用的视频图像编码压缩技术，用户在切换频道时，终端设备必须等到某些关键信息（如PAT/PMT/I-Frame）才能开始解码，这样就 IPTV的频道切换时延不稳定，用户体验得不到保证。 IPTV的频道切换如果不采取特殊的措施，最长可能达到 5秒以上，严重影响用户体验。 Channel Change Latency Factor Typical Latency Cumulative Latency IGMP Leave 10 to 20 ms 20 to 50 ms IGMP Join 10 to 20 ms 30 to 70 ms DSLAM Process time 30 to 50 ms 60 to 120 ms DSL Latency 10 ms 70 to 130 ms Core/Agg Network Latency 20 to 60 ms 90 to 190 ms De-jitter buffer 100 ms to 200ms 390 to 490 ms Wait for PAT/PMT 500ms 390 to 1s Wait for I-frame 250 ms to 4s 640 ms to 5s Decode 50 ms 690ms to 5s 表 1： IPTV频道切换时延（来自 DT和 Huawei的分析） Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page46 华为 IPTV解决方案的特色 因为视频的高压缩的原因，丢一个报文就可能产生马赛克等影响，非常影响用户的体验。如下图所示，根据 DSL-Forum TR-126要求， 不同码率的视频的丢错包 PLR（ Packet Loss Ratio）要求不同，随着码率的的增加， PLR会越来越要求严格，对于高清的视频，要求小于 1.0E-07。 Copyright 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page47 华为 I