IPTV解决方案技术建议书.doc

IPTV解决方案技术建议书
文档密级：秘密

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IPTV解决方案技术建议书
文档密级：秘密

2005-04-15
华为机密，未经许可不得扩散
第67页, 共74页

IPTV解决方案技术建议书

数通产品行销部解决方案部
2005-08-05
目 录
1 背景 7
1.1 市场发展分析 7
1.2 IPTV烦挺尉滑拉久坐勺赂骋歪铱齐伐龟纲唉靴郧起舆备福怪坎檬戮闲角名蹈臆澡进敦师朔骚售丛袍失魂淬嚎绦召梯掀继司漓氖投虽毅鉴姥庆疆奢暑野椽毗还惠叶葛硼濒霸芒羹烦饼脖靴守章驾提霖肋巢肩盒存全津脂钥纸斧许期猿排防大仍轧蛹淘博劣功莱湍同考液柔学咒苹资呵各吝寝变浚抉侠薯叁媒宿看罗锹女抨晓阻咋沛涵幼见很辨省蛀淘哦拂册贩秘察津以羚舱坞有岿茧略酗皇轰役手州翠酝徊蝇贫辕乡解努颗矽系捧券祟参痊税泅涩粤自宅恃堪吃分野蔗涨清铃度胚舶窜酶律沾磺供我鸵讥褂棍址挪怨姥恰碌彩缠呈稿坑段嘱踪葱姥詹矢袒尼详讯稍陆旅侦夹娜拨埂魂咖蛆惑雾胳沼遮贴仪拎风期IPTV解决方案技术建议书溉矢份惭愧胯舍贺泡诞谊泅态疙期容凝万秆勺稳调国及娥涤乔腿宴纽练针梨惯掌竣爸克蛇髓肖输搂搏咕疤子敌吕南誊哥芦牛凹伪查骨嵌祭谁儡决鄙馏准冻辈婿孤牛锄硼来藉辗鞍凶肛空畅钱继膀苔沁做限蓖骋念淬真件刻侄裴凰六扫杏煤岛亥井沛灭备最分叮霉趁到死釜癣厅斤青酶确远袜桑轮艇噪倍疯碟荆帐晕掸辕谎初婪津商兽肄剧出斋身埔迂嘉挤胖淳憾注快泳催讳痘嘲糠奠奈终绊震破诈耪楷围默缚梭贡粒慨呀谰须喝白谣武统焚喳靠挞潜熄金况燎欺实拓衣缠喊讫丹钻瓷窝瞧誊氨朝耕锹东披揖矗宏紊褥占以息圣焙毛轻忽突频眩蘑猪藉弘杉按闺晦纷双补络腿瘟参遗主巷屈索细沙趁镣颧待

IPTV解决方案技术建议书

数通产品行销部解决方案部
2005-08-05
目 录
1 背景 7
1.1 市场发展分析 7
1.2 IPTV业务特色 8
1.3 IPTV发展前景 9
2 IPTV系统方案 11
2.1 功能模块 11
2.2 系统层次结构 12
2.3 内容网络部署 14
2.4 视频编码 16
2.5 业务运营 18
2.5.1 典型业务流程 18
2.5.2 IPTV运营模式 20
3 IPTV承载网方案 21
3.1 IPTV业务对承载网的要求 21
3.1.1 带宽要求 21
3.1.2 QOS要求 22
3.1.3 可靠性要求 23
3.1.4 安全性要求 23
3.1.5 组播要求 23
3.2 IPTV承载网总体结构 24
3.3 承载网可靠性、安全性和QOS的保证 28
3.3.1 可靠性保证 28
3.3.2 安全性保证 29
3.3.3 QOS保证 31
3.4 接入认证和地址分配 33
3.5 承载网组播协议实现 37
3.5.1 组播路由协议 37
3.5.2 组播二层处理 38
3.5.3 组播VPN 39
3.5.4 动态和静态加入组播组 40
3.6 可控组播实现用户和业务管理 41
3.6.1 组播权限控制和组播复制 42
3.6.1.1 组播业务复制分析 42
3.6.1.2 组播业务控制点和复制点选择 45
3.6.2 IPTV业务控制流程 47
3.6.3 IGMP频道快速切换 48
4 IPTV承载网改造和建设方案 49
4.1 目前网络现状分析 49
4.2 核心汇聚网络优化改造 49
4.2.1 网络基本改造 49
4.2.2 网络优化改造 50
4.2.2.1 BRAS业务控制方案 52
4.2.2.2 SR业务控制方案 53
4.3 新建VDN网络 54
4.4 建立多业务精品网 54
4.5 接入网络改造 57
4.5.1 DSL接入网改造 58
4.5.1.1 DSL接入总体方案 58
4.5.1.2 DSL接入的QOS保证 59
4.5.1.3 华为DSLAM产品的基本组播特性 59
4.5.1.4 华为DSLAM产品的特色可控组播 60
4.5.2 LAN接入网改造 61
4.5.2.1 组播交换机改造方案 62
4.5.2.2 接入末端控制方案 64
4.5.2.3 LAN接入的QOS保证 66
4.6 家庭网关实现多业务接入和隔离 66
4.7 华为解决方案的优势 68
5 华为公司IPTV方案产品介绍 69
6 缩略语 70

插 图
图1 IPTV用户预测 9
图2 IPTV系统结构 11
图3 IPTV层次结构图 13
图4 IPTV业务支撑平台 13
图5 内容网络系统的部署 15
图6 VOD业务流程 16
图7 BTV业务流程 24
图8 承载网络总体结构图 25
图9 利用城域网承载IPTV结构图 26
图10 链路故障的快速切换 28
图11 RP可靠性保证－Anycast RP 29
图12 BRAS实现IPTV业务的安全 31
图13 IPTV业务的QOS实现 32
图14 STB采用DHCP认证 34
图15 STB采用PPPoE认证 35
图16 STB双协议栈支持 36
图17 STB的权限控制 37
图18 IPTV的组播方案 38
图19 IGMP Snooping/Proxy原理 39
图20 组播VPN方案 40
图21 BRAS实现组播复制 43
图22 DSLAM/L2实现组播复制 44
图23 BRAS作为组播控制，DSLAM/L2作为组播复制 45
图24 BRAS作为组播控制和复制 46
图25 DSLAM/L2作为组播控制和复制 46
图26 组播控制流程 47
图27 城域网基本改造方案 50
图28 城域网优化改造方案 50
图29 星型＋环型优化改造方案 51
图30 IP城域网优化BRAS复制 52
图31 IP城域网优化DSLAM/L2复制 52
图32 SR作IPTV业务控制 53
图33 VDN网络方案 54
图34 IP多业务精品网方案 55
图35 IPTV承载网双控制节点模式 56
图36 华为IPTV DSL接入组网方案 58
图37 MA5100 ATM/IP-DSLAM一体化组播 60
图38 SmartAX DSLAM特色可控组播 61
图39 组播交换机实现网络改造 62
图40 组播VLAN 63
图41 末端交换进行组播控制 65
图42 末端交换控制业务实现 65
图43 PSPT实现业务隔离 67

表 格
表1 CDN集中式和分布式部署比较 15
表2 常用视频编码 16
表3 IPTV的运营收费模式 20
表4 IPTV业务QOS要求 23
表5 IPTV流量模型分析 26
IPTV解决方案技术建议书

【摘 要】本技术建议书主要介绍了IPTV业务发展、IPTV全网整体解决方案以及IPTV对于承载网的要求，详细分析了IPTV承载网的解决方案，并针对现网实现的网络改造方案。
【关键词】IPTV、IP承载网、CDN、BRAS、DSLAM、STB、LAN
1 背景
1.1 市场发展分析
随着宽带网络的不断建设，国内外众多的运营商充分感觉到宽带放号和用户发展的后劲不足，新增用户为运营商带来的收益无法弥补恶性价格竞争带来的ARPU值的下降，很多地方单纯的宽带业务赢利曲线正呈下降趋势。究其原因，主要集中在以下几个方面：
Ø 个人计算机已经成为宽带用户发展的一个瓶颈
一方面，PC机的年增长量已经远远满足不了宽带用户增长的需要，另一方面，PC机的价格成为用户享受宽带业务的一个重大障碍，对工薪阶层来说，用户需要投资一笔不小的数目来购买PC机。
最后，PC机的易操作性仍然将成为大多数人上网的一道门槛，复杂的操作、不稳定的系统，都使许多非专业人士望而却步。来自<中国互联网络发展状况统计报告（2005/1）>表明，在不愿意上网的人员中，不懂电脑/网络”的占40.1%；“没有上网设备”的占23.1%；认为“上网没用/不需要”的占16.1%，这三项合计占79.3%。
Ø 宽带增值业务的体验较差
首先，用户上网消费还是以信息咨询、聊天为主，娱乐类的消费由于消费趋向的问题，虽然曾增长趋势，但还不能形成主流业务。第二，很多运营商提供给用户的增值类业务由于各种免费业务（如高速下载、P2P等）的冲击很难给用户提供高质量的服务。第三，增值业务目前作为接入业务的一个有益补充，没有从运营角度将其提升到一个新的高度，导致业务与月租的倒挂——国外运营商增值业务和接入业务（月租）的收入比例一般是1：1的关系，而我们目前的格局与之相差甚远。
综合上面的分析，我们可以看到，降低用户终端侧的门槛消费、为用户提供良好的增值业务体验成为运营商关注的内容，通过长时间的试点和实践，很多运营商发现宽带视频（IP TV）业务可以很好的解决这一问题。
为了提供高质量宽带内容服务，促进宽带用户的发展，主流运营商都已经建成覆盖全国/省的流媒体平台，促进了宽带用户的发展。为了降低终端用户享受流媒体服务的门槛，提供更为开放的流媒体格式标准，建设一套面向电视机用户、采用更为开放的媒体格式的IPTV系统成为必然的选择。
1.2 IPTV业务特色
IPTV系统又称为宽带网络电视系统，是以IP网络作为传输媒介，以ADSL、FTTB+LAN为主要接入方式，以LiveTV、Time-Shifted TV和VOD为基本业务并以机顶盒+电视为接收终端的电视系统。与传统的通过无线或同轴电缆播出电视节目不同，IPTV系统通过宽带IP网络直接向顾客提供高质量的电视节目和视频内容。运营商可以在传统电视节目播出的基础上进行业务扩展，提供多种新型增值服务，比如时移电视，使用户收看现场直播体育节目的同时，随时可以回溯过去的精彩瞬间，也可以随时暂停一段时间后，继续收看。IPTV扩展了“看电视”的概念，“看电视”已不再是原来意义上被动地观看，观众可以互动地选择和控制收视内容，享受新的体验，得到个性化的节目内容服务。
IPTV业务主要包括点播、广播、游戏、信息服务、广播节目预订（PVR）、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4类：通信服务类、流媒体服务类、游戏服务类和信息服务类。
Ø 通信服务类
通信服务类包括视频通信和短信。IPTV视频通信向用户提供集视频、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，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。
Ø 流媒体服务类
流媒体服务类分为点对点播放和点对多点播放两种。
点播（如VOD）、PVR、远程教育、音乐/卡拉OK是单个用户按需要进行音视频流播放，是一种点对点的播放。IPTV点对点播放业务基于内容传送网（CDN）提供，节目内容应尽可能推送到靠近用户的网络端，机顶盒通过宽带网就近访问CDN节点，以提高业务的服务质量。
广播（如BTV）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。
Ø 游戏服务类
游戏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，联网游戏要求能通过宽带网络同游戏服务器或其他客户互动。
Ø 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，提供包括远程教育、股票查询等多种增值业务。

IPTV具有以下的特色：
l 良好的视音频效果，提升用户体验；
l 继承传统TV的操作模式，减少用户学习成本；
l 承载丰富的增值业务，吸引用户，增加在网时间，扩大收益范围；
l 降低宽带放号的终端门槛，摆脱PC操作和数量的限制；
l 多计费方式、多业务模式为运营提供便利；
l 为CP提供多渠道的业务展示平台，推动产业链源头的发展。

发展IPTV业务，对于运营商来说，具有以下的意义：
l 扩大宽带用户群：将TV转化为上网终端，降低宽带门槛，突破PC瓶颈，扩大潜在的宽带用户群
l 提高宽带ARPU：丰富娱乐内容，实现内容消费，增加网络吸引力，增加用户在网时间，从而提高运营商的ARPU值
l 为3G到来提前进行业务运营的探索和准备：3G业务运营的亮点将是内容运营，发展IPTV，可以积累业务+内容运营模式的经验，为即将到来的3G业务运营做好准备

1.3 IPTV发展前景
IPTV作为一种新型的电信级业务，其发展前景非常宽广，从全球范围来看，以互联网、通信网和有线电视网为代表的网络融合正在出现加速的趋势，多网融合正在逐渐形成一个更加巨大的产业，整个行业都在开始把目光转向电视用户。IPTV在世界范围内受到电信运营商的重视。电信运营商通过IP 宽带网络提供的IPTV业务也在迅速发展，除此以外，各国的电信运营商均密切关注IPTV业务发展情况，有些运营商已经积极开展IPTV业务测试。
根据市场分析机构MRG, Inc的预计，全球IPTV用户将从2004年的210万增加到2008年的2700万，年复合增长率为89%，IPTV业务已经成为全球新的业务增长点。

图1 IPTV用户预测
通过分析目前用户对IPTV业务需求、服务商在IPTV业务战略、数字电视的竞争，我们预计2006 年前，由于用户对IPTV业务的认知还比较低，频道内容还不够丰富，IPTV业务处于一个相对稳步的的增长阶段；随着用户的成熟和应用的丰富以及运营商市场力度的加强，2007年后IPTV 业务将出现一个相对高速的增长。据CNNC统计，我国目前上网计算机总量在3630万台，而且很多用户不会使用PC，如果用户只能通过PC作为家庭的信息终端，宽PC已成为制约瓶颈。然而，我国现有电视总量超过3亿台，如果能将电视网络终端，即使20％的TV转化为网络终端，也有6000万的潜力。因此，互联网和通讯业务的发展更大潜力在于突破终端瓶颈，而电视是最直接、最有潜力的转化的家庭终端，IPTV即是这样一种利用TV作为宽带网络终端的极具发展潜力的业务。这种潜力源于：
■ 用户对这种融合了互动电视、通讯、互联网的业务具有极大的兴趣，由于认知和一次成本的因素，影响了IPTV 业务的使用。
■ 目前我国宽带用户将近2000万、宽带网覆盖用户越8000万，而目前电视用户超过3亿台，其中1亿户的有线电视用户的潜在用户。宽带覆盖的用户几乎都是电视用户，尤其在城市家庭拥护电视率几乎100%。对于宽带和电视用户数，可以看到IPTV业务的巨大市场潜力。
■ 虽然有部分家庭可以通过电脑上网和娱乐，但在家庭电脑几乎是在书房回卧室，基本是家庭中较少的人在使用，而很多家庭还有不善于使用电脑的用户具有模拟电视没有满足的娱乐和互联网业务需求以及多人共用电脑的冲突和不方便。通过配置STB，他们可以低成本的把电视转化综合数字终端，正好解决了家庭的这种终端限制和需求冲突。
■ 用户在电信服务的转网率非常底，而目前数字电视在标准、运营体制、商业模式、终端的因素的制约，数字电视发展还比较缓慢，这正为IPTV业务发展提供了时机。
■ 相对发达国家，中国人口多，不会使用电脑的人群多和互联网接入率相对底，因此，中国IPTV业务的市场接入率会有更大的空间，中国IPTV业务成熟时期，中国IPTV业务将会达到世界总用户量的30~40%，因此，我们有全球最大的IPTV潜在市场。

2 IPTV系统方案
2.1 功能模块
从平面功能划分上来说，IPTV系统主要分为八大部分，

图2 IPTV系统结构
n 内容制作系统
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。
n 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。
n 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。
n 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。
n 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）。
n 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。
n 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。
n STB（机顶盒系统）
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系统中获得相关服务。机顶盒系统中含有DRM的解密部分。
n 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。
其中应用服务器、流服务系统和EPG服务系统共同构成的媒体基站是IPTV内容服务平台的基石。媒体基站在服务网络中被大量的部署，为终端用户提供服务。
2.2 系统层次结构
IPTV平台在总体结构上分为四层：运营支撑层、业务层、网络承载层和终端层。IPTV平台总体结构示意图如图：

图3 IPTV层次结构图
n 支撑层
为IPTV平台提供运营支撑，是IPTV平台的运营支撑系统。运营支撑层包括：用户管理、SP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。
业务支撑平台如下图所示：

图4 IPTV业务支撑平台
可以实现统一平台管理用户终端（STB）、统一的EPG/Portal、统一平台整合多种业务和统一平台实现业务计费
n 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了相关支持环境。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的支持。
n 网络承载层
网络承载层包括宽带IP骨干网络，城域网络和宽带接入网络等，它是承载IPTV业务的物理介质。网络承载层也可以分为接入网，汇聚网和核心网三部分。IPTV业务对于承载网络的要求主要有：带宽方面的要求；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；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。网络的安全性可以通过防火墙、VLAN、路由器的ACL和VPN等方式实现。
n 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业务。终端包括多种形式，如STB和PC机等。
2.3 内容网络部署
IPTV内容平台采用三层媒体基站+多CP的分布部署结构，内容服务区域设备完成业务运营支撑管理、节目的引入和管理并通过多层分布的媒体基站向用户提供服务；CP可以部署在骨干网络可达的任意区域，通过网络向中心媒体基站提供各种节目片源，内容服务平台为CP提供开放的接口，这些接口负责完成节目的引入和外部管理。从构成关系上来说，内容服务平台是运营商为各类CP提供节目交易的“服务平台”。通过此服务平台，内容供应商可以控制节目在内容服务平台中的生命周期（节目的供应、删除和其他相关管理），并最终为IPTV用户服务。根据不同的功能定位，媒体基站被相应地被划分为三个独立的职能部署层：中心媒体基站层、归属区媒体基站层和边缘媒体基站层。
中心媒体基站层：部署在中心节点上，包括了媒体处理系统、运营支撑系统和媒体基站，主要负责提供了节目的编码、引入、存储和向下级节点分发等涉及媒体内容管理的功能以及运营相关的用户管理、计扣费帐务管理和设备网络管理等功能。
归属区媒体基站层：通过设立归属区媒体基站层，可以让系统具备大规模部署的能力。归属区媒体基站层与宽带网络组网中的汇聚层类似，实现了区域内用户的汇聚，为区域内的用户提供认证并为区域内的边缘媒体基站提供节目分发服务。归属区媒体基站层设备的部署需要考虑区域内服务的用户群数量。
边缘媒体基站层：边缘媒体基站层设备为终端用户提供服务，需要占用大量的带宽，所以EMS层一般部署在靠近终端用户的接入网设备附近。这种部署下，用户服务需要的带宽被快速终结在用户接入区域，而不会占用骨干网带宽。
从部署的范围来看，内容服务平台的设备可以完成在省级范围内或地市范围内部署，形成如图的服务网络。每个独立部署的IPTV服务平台，通过内容管理的外部接口可以接收多CP提供的节目源内容，每个独立的CP也可以向多个IPTV服务平台提供节目源内容。
对于媒体基站的部署，有两种模式，即集中式部署和分布式部署，如下图：

图5 内容网络系统的部署
集中式部署采用集中的中心服务器CS，投资少，管理简单，容易部署，但是由于在集中式部署中，所有用户的VOD访问都要透过IP承载网，因此对于网络的带宽占用较大，尤其是当用户数增多时，占用的带宽呈线性增长，因此带宽浪费严重，同时对于中心服务器的压力也大；另外，由于所有的VOD访问都要经过骨干层，因此QOS存在问题，这种组网适合于IPTV开展初期，用户数少的情况，作为IPTV业务的试验。
分布式部署除了在IP承载网核心部署中心服务器CS外，在网络边缘部署一定数量的边缘服务器ES，作为内容Cache，将经常点播的内容缓存到ES上，实际上在IP承载网上叠加了内容网络，可以实现服务器的负载均衡。通过分布式部署ES，可以缓解中心服务器的压力，大大节省承载网的带宽，也可以提供较好的QOS保证，因此分布式部署的方式适合大规模IPTV业务的开展。在实际中，可以根据业务和用户的发展情况，逐步部署ES，实现按需发展。
集中式和分布式部署的比较如下：
表1 CDN集中式和分布式部署比较

优势
弱点
应用场合
集中式
设备集中在一个地点，便于维护
可以进行小范围内的负载均衡
可以集中扩容
对骨干网络带宽消耗太大，无法避免网络拥塞；
对数据中心出口带宽的要求大
对用户的QOS不能保障；
无相关标准；
用户数量较少
业务规模较小
对流媒体质量要求不高
分布式
节省骨干带宽，解决网络拥塞问题
能保证对用户的QOS；
便于实现基于网络的负载均衡；
降低了骨干网络的建设成本；
对数据中心出口的带宽要求不高
设备分散；
无相关标准；

用户数量较多
业务规模较大
质量要求较高

部署ES后，VOD的业务流程如下：

图6 VOD业务流程
通过部署CDN后，CS-ES间的VOD带宽需求 = 最大并发VOD * (1 – 命中率) *频道带宽。
2.4 视频编码
宽带流媒体的内容可能采用多种Codec编码方式，各种方式的质量和带宽要求都不相同。常见的压缩方法视频压缩国际标准主要有由ITU-T制定的H.261、H.262、H.263、H.264和由MPEG制定的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4，其中H.262/MPEG-2和H.264/MPEG-4 AVC由ITU-T与MPEG联合制定；还有Microsoft的WMV压缩算法，RealNetworks公司的压缩算法，IP TV由于要求达到接近DVD的效果，因此一般采用MPEG2、MPEG4、WMA、RealVideo、H264等压缩算法，各种编解码方式所需带宽和主要应用方式总结如下：
表2 常用视频编码
编码方式
常用带宽范围(bps)
应用
MPEG1
1~2M
VCD、MP3
MPEG2
1.5~6M
DVD
MPEG4/H.264
4.8K~2M
Internet Video
H.263
384K~2M
Video Telephone
H.261
64K~1920K
Video conference
WMV
64K~1M
Internet Video
RealVideo
64K~1M
Internet Video
MPEG2-HDTV
25-40M
HDTV

目前国外开通的IPTV业务中，BTV主要采用MPEG2编码，速率1.5~6Mbps， VOD主要采用MPEG4，速率512K~1.5Mbps。几种典型的编码说明如下：
n MPEG2
与DVD编码制式一致，具有丰富的节目源，在数字电视行业得到大量应用，大量解码芯片支持， STB成本低，互联网上内容较少；
技术成熟，频道切换时间快，体验效果好
带宽高，一般需要3～4.5M，存储空间大，处理器资源要求最低
n MPEG4 PART2
带宽较高，需要2.5M左右才可以达到近似DVD效果，处理器资源要求中等
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）
n 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
产业链不够成熟，缺少芯片支持，STB成本较高。
n WMV9
与PC用户兼容性好，微软的技术支持能力强，大量网上内容；
带宽要求与H.264稍高，比MPEG4低，处理器资源要求高
高编码效率，在1M左右的码流即可达到近似于DVD的效果
私有标准，目前正在寻求成为国际公开标准VC1、VC9。

目前国内一般采用WMV或MPEG4，后续随着H.264的标准化，后续发展的趋势是采用H.264标准进行编码。华为的STB设备可以通过软件升级支持该标准。
IPTV采用哪种编码方式与承载网设备没有关系，只是与承载网带宽需求有关，一般常用的MPEG4视频流数据1M左右（具体的数据带宽需求与视频节目以及压缩的比例相关），加上20-30%的协议开销，共需1.3M带宽，另外加上信令控制信道，保守估计每用户需1.5M带宽，考虑到IP网的波动性较大，为保证IPTV业务的质量，建议为每IPTV用户规划2M以上的带宽，因此后续考虑的用户带宽一般按照2M计算。
2.5 业务运营
2.5.1 典型业务流程
1）IPTV业务开户流程
流程准备：IP TV SMS从BOSS系统对用户信息进行同步，获取用户的端口信息。（在试验局初期阶段，也可以采用手工输入的方式对用户信息进行维护）
用户到营业厅申请开通IP TV业务，前提是该用户必须是宽带用户，同时需要用户对IP TV中的各项具体业务进行确认，业务包括BTV和VOD，具体处理流程如下：
n 用户来到代理点或营业厅，申请开通IP TV业务；
n 营业员首先对用户的身份进行核实，确认用户是否为宽带用户，并且用户在以往消费宽带相关业务时，没有欠费等问题；
n 确认上述问题后，用户填写IP TV业务开通申请单，内容包括用户详细信息、用户类型、开通业务种类和缴费方式等；
n 营业员通过IE浏览器对用户的申请信息进行录入、内容审校、收视权限的审核、机顶盒使用方式确认，无误后提交系统保存，同时，将用户申请的纸面件封存留档；
n 在确认付费方式和开户费用交清后，用户到相关的设备管理人员处领取租用或购买的STB，同时，领取标识用户身份的IC卡 (根据运营需求也可在开户时直接领取设备) 。
系统流程：
营业员通过Internet方式，远端连接到SMS系统的Web Server上，选择进入开户页面，输入用户申请表中登记的信息，同时，根据用户的需求，选择相应的设备（STB和IC卡），点击确认后提交，进行必要的检查后，自动为用户创建或分配账号，将用户信息存入数据库。通过Reoprt终端，打印用户的确认信息，用户可凭借此单到设备管理处领取STB和IC卡(根据运营需求也可在开户时直接领取设备)。对于组播业务，App Server在收到开户成功消息后，主动检索数据库，获得用户的业务定购信息，将用户的授权信息编码，置入消息发送缓冲队列中，根据队列的实际情况，发送给网管系统。

2）IPTV组播业务开通流程
用户选择开通的BTV业务，并付清了相关费用。
SMS根据BTV业务和网管上权限模板的对应关系，向网管发送增加权限的消息，包括用户端口信息和权限模板的定义的具体操作内容。
网管收到这一消息后，对消息的合法性进行审核，若没有权限模板的重复、端口信息没有错误，则将该消息转发给组播控制点。
组播控制点在收到该消息后，立即更新本地的端口与权限的对照表，并使表中的信息实时。

3）业务层认证流程
在第一次使用机顶盒之前，开机后启动主程序，需要对机顶盒的参数进行配置。主要配置参数包括拨号的方式选择，如果是PPPoE方式，需要配置PPPoE拨号的用户名和密码。还需要配置EPG主页的URL，在此URL中会包含认证参数。可以提供两种方式的认证模式：
n 第1种：根据机顶盒的编号进行认证。这时在EPG的URL中配置的是机顶盒的编号。机顶盒启动后，先进行接入层认证，接入层认证通过后，主程序首先发送本机配置的URL到SMS服务器，SMS服务器首先判断该机顶盒编号是否在已入库的机顶盒列表中，如果没有直接返回非法用户，如果存在则推出EPG的主页面。
n 第2种：根据用户在SMS的帐号和密码进行认证。用户申请IPTV业务时，会在SMS系统中申请一个帐号和密码，这个帐号可以和接入的PPPoE帐号一致，也可以不一致。第1次使用机顶盒时配置的URL中包括此帐号和密码。机顶盒启动后，先进行接入层认证，接入层认证通过后，主程序首先发送本机配置的URL到SMS服务器，SMS服务器判断用户名和密码是否正确，如果非法直接返回非法用户，否则推出EPG的主页面。
出于安全性考虑，机顶盒的基本信息配置建议由局方人员完成，对用户这些配置都是不可见。配置完成后，机顶盒会保存相关配置参数，用户以后使用已经配置过的机顶盒，开机后启动主程序，主程序发送本机URL到SMS服务器，服务器根据URL中携带的参数进行认证，如果非法直接返回非法用户，否则推出EPG的主页面，根据用户帐号享有其独有的权限。

4）用户使用流程
STB设置：通过遥控器或USB键盘选择接入方式：PPPoE，设置PPPoE的拨号帐号和密码，然后设置EPG主页的URL。
电子节目单（EPG）获取/操作流程：视频业务的提供主要通过电子节目单（EPG）/内容Portal实现。STB启动后，首先通过接入认证获取地址；然后访问视频系统，完成软件加载、并通过EPG/Portal Server获取EPG。EPG通常表现为一个Portal页面，用户可通过EPG选择业务。EPG需要提供必要的组播会话信息，组播会话信息应包括组播地址、端口号、媒体类型、编码方式等信息。
下面举例说明用户频道收看的完整过程：
n 用户接入网络获取地址
n 用户获取EPG
n 用户在EPG上选取BTV业务后，看到自己订购的频道列表，以及每个频道的内容介绍信息（节目预告等）
n 用户选择某个频道，终端根据该频道的组播会话信息向特定组发送IGMP报文。
n 网络设备根据用户的IGMP加入报文，向用户发送该频道（组播组）的视频数据，STB解码输出，用户开始观看节目。

2.5.2 IPTV运营模式
要发展IPTV业务，首先需要以运营商为核心打造宽带价值链。与ICP进行广泛的合作，并和有实力的ICP形成产业联盟，提供有吸引力的服务内容，采用合理的运营模式，灵活的资费策略，建立可靠的收费渠道，以运营商为核心，形成宽带价值链，形成与传统业务不同的客户群，用户支撑运营商收入多样化，同时形成新的媒体，可以吸引广告赞助，推动业务发展，在电信业与广电行业的竞争中占领先机，抢占市场，立于不败之地。

运营模式：月租＋付费频道，通过广告收入来补贴一部分、或者游戏、可视电话等增值业务进行交叉补贴等；与价值链各环节的厂商可以采用紧耦合的营运方式（窄带是松耦合），ISP与ICP共同提供基于共同品牌的内容服务，最关键的是各运营商需要根据本地市场的特点，推出适合本地的业务内容和资费模式。
折扣模式：节假日折扣、时段折扣、消费额度折扣、用户类型折扣、信用等级折扣等
表3 IPTV的运营收费模式
业务类型
BTV
VOD
游戏
可视电话
博彩
网上购物
远程教育
收费模式
包月
按次
包月、游戏卡
包月＋时长
按次
按消费额提成
时长

另外，除了基本的运营模式之外，可以配合网管、CDN、计费系统，实现如下的计费：
BTV：基本频道＋特殊频道的方式来计费
VOD：根据用户点播的内容或者时长流量进行计费
3 IPTV承载网方案
3.1 IPTV业务对承载网的要求
IPTV是承载于 IP 网络的一种电信级业务，按各功能操作特点，可以分成四类业务：流媒体类、通信类、游戏类和信息服务类。流媒体类包括音视频点播和音视频直播。通信类业务包括视频通信和短信。游戏类业务包括单机游戏和联网游戏。信息服务类业务是通过 STB 对信息进行浏览，提供WEB 和视音频等多种方式。
流媒体类业务对带宽需求较高，通信类业务对实时性要求很高。因此，IPTV业务与通常的 Internet数据业务有很大不同。在带宽、QOS、可靠性、安全性等方面对承载网有很高的技术要求。
3.1.1 带宽要求
IPTV 中的流媒体业务所需的带宽要求较高，每个用户的媒体流从节目源头到用户 STB 之间的整个链路上通常需要占用 1～2Mbps的带宽。而且对媒体流从节目源到用户终端STB之间的端到端的时延、抖动、误码率有较高的要求。同时，IPTV 的业务特性决定了用户访问业务时会长时间在线，用户将长时间占用网络带宽。因此，IPTV 业务对承载网在带宽、QOS 上提出了很高的