端到端技术框架论文

端到端技术框架论文（精选4篇）

端到端技术框架论文 第1篇

关键词：DRM发射机,DRM接收机

1 广播技术发展概述

随着宽带通信网络与数字多媒体的快速发展,我们的生活变得越来越便利,但也存在众多挑战,听众对广播节目的质量也相应的新追求,传统的中波、短波广播由于采用模拟调幅调制,信道变化复杂、 宜受干扰,致使目前中短波广播的质量低于听众的收听要求,以致收听的人群逐渐减少。再一个是受到调频广播及数字广播如DRM、DAB、DMB、数字视频广播(DVB) 及卫星数字广播(DSR)等影响,(它们不仅声音质量高,而且可以进行多种数据的传输,如图1所示,图像、文本信息等。 并且人们获取信息的方式也越来越多), 传统调幅广播(AM)已经受到了越来越严峻的挑战。发展数字调幅广播DRM是必由之路。在未来几年内现行模拟声音广播必将被数字广播所替代。

在世界广播电视技术迅猛发展的今天,我们可以欣慰地回顾DRM (Digital Radio Mondiale)系统产生演变的历史。1998年,成立了“世界性数字AM广播”DRM (Digital Radio Mondiale)组织,2001年DRM系统被欧洲电信标准协会(ETSI)标准化,2002年经国际电工委员会(IEC)通过,DRM系统规范正式生效。2003年6月16日世界DRM组织在日内瓦宣布了DRM的标准。标志着数字AM的开始。在DRM标准生效之前,已有许多数字AM系统方案,如法国Thomcast天波2000系统、德国电信的数字音乐之波DMW (或T2 M系统,DTAG系统)、美国之音和喷气推进实验室系统等等,这些方案为DRM标准的提出奠定了基础。

我国大多主要是模拟调幅广播,但在DRM数字信息技术的发展方面,也走在了世界发展中国家的前列。部分发射台已装备DRM中波发射机或进行过DRM实验发射。很多发达国家将广播、电视全数字化的时间表规定为2010年,根据自身经济发展的实力,我国将关闭最后一部模拟广播、电视的时间表定为2015年。在2006年4月18日的国务院新闻发布会上,国家广电总局副局长胡占凡说,我国将于2015年停播所有的模拟广播电视节目,全部转为数字化,因而,开发、研制国产的DRM广播设备已迫在眉睫,有远见的企业已领先一步,开展了工作。在DRM系统发端的发射机开发方面,哈尔滨广播器材有限责任公司与中国传媒大学合作,在DX系列发射机、PDM系列发射机和幅相调制系列发射机DAM的基础上研发DRM发射机,走出了国内一体化DRM发射机设计研发的第一步,目前已经研制成功国内首批DX系列10kW、25kW、50kW的DRM发射机和PDM系列的1kW、3kW、DRM发射机,并且已在国内部分中波发射台投入运行,出口国外的部分中波发射机也配备了DRM功能。

在DRM系统的终端产品数字接收机方面,哈尔滨广播器材有限责任公司与成都纽斯达公司合作,成功开发了具有世界先进水平的DRM软件接收机,目前已经推出全国第一款HG-101多媒体数字接收机,解决了国内外对DRM终端产品的急需。

2 DRM发射机原理简述

现以“哈广”公司研制成功的DRM发射机为例进行介绍。DRM发射机是基于哈广DAM中波发射机系列产品基础之上进行开发的,(所以本文中涉及到DAM发射机常规未改动部分就不做赘述了)这里重点围绕编码系统、接口系统、控制系统及监测系统进行简要介绍。

2.1 DRM编码系统

DRM编码系统框图如图2所示。编码系统是由复用器模块,信道编码模块,正交频分复用器模块(OFDM)三个模块组成。

(1)源编码模块:也称数据压缩或码率压缩模块,目的是降低数字信号的数据率,对数字音频进行有效的压缩,力求以最小的码率传送最大的信息量。

(2)信道编码模块:也称差错控制编码模块。为保证通信传输的可靠性,根据一定的规律,在信源编码的数据流中,人为加入一定冗余码元组成抗干扰编码,即补充差错保护,从而提高信号的抗干扰和纠错能力。

(3)正交频分复用模块(OFDM):它是一种多载波调制技术,把数据流分解为N个独立的子载波比特流,每个子数据流将具有低得多的比特速率,用这样低比特速率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波,就构成了多个低速率符号并行发送的传输系统,即将频率上间隔相等的N个子载波信号调制并相加后同时发送,实现多个子信道同时传输信息。

2.2 传输处理系统

音频输入接口采用模拟平衡传输接口(600Ω)与数字传输接口(AES3/EBU),模拟音频信号送至音频处理器,音频处理器输出两路音频信号,一路送至DRM音频编码器接口,实现DSB调制解调。一路送至编码调制器,供DRM调制使用,数字音频信号直接送至DRM编码器,供DRM调制使用。通过开关来选择模拟发射或数字发射。

DRM编码系统产生COFDM基带I/Q信号,通过数字音频传输线送至DRM适配器,将基带I/Q信号分解为幅度变化分量和相位变化分量,分别送入“数-模转换(DAC)”电路和数字射频激励调制器。送入“数-模转换(DAC)”的一路信号生成幅度包络,并进行数字处理,送至调制编码器进行调制。送入射频激励调制器的另一路信号经处理生成相位调制的载波信号,送入射频放大电路放大。然后由发射机输出DRM信号。

2.3 控制系统

DRM发射机控制系统包括发射机的功能控制和操作控制,功能控制主要由单片机来进行控制,而操作控制是通过触摸屏对编码系统(如信源和信道编码等等)和整机(如开关机,升降功率等等)进行设置。

2.4 监测系统

DRM监测系统是对发射机发送的数字信号进行监测。从射频输出端取样回来的发射信号通过监测系统在触摸屏或显示屏上显示各种信息,同时对发射信号进行解码,通过音箱送出音频信号。可以根据监测系统来配置发射机的状态,以达到最合理的配置。

3 DRM接收机的原理简述

现以“哈广”公司研制成功的DRM接收机HG-101为例进行介绍。

HG-101 DRM数字广播接收机由主板、电源键盘板组成。主板主要负责调谐、A/D转换、解调、控制、数字音频处理等功能,电源键盘板主要负责整机供电及键盘操作等。

调谐器的滤波器组是将接收到的无线信号分别经各个不同频段进行接收,以滤除杂波,提高整个接收机的信噪比,增强灵敏度,滤波器选用椭圆函数型滤波器,其在通带和阻带内的频响都呈现等波纹特性,其主要参数为滤波器阶数为3通带内波动为0.25dB、阻带内衰减为50dB、阻抗为50Ω和插入损耗为6dB。

天线收到的无线信号先经过衰减器达到12-15db,进入高Q值的选频网络(分为2.3-5.9M、5-9M、9-16M、16-30M,)加入本振后混频到450KHz,以提高净频干扰,进入4×带通滤波器,提高邻频干扰后,在进行第二次混频,然后信号经过滤波放大送入外混频器。混频器选用PHILIPS的SA612AD芯片,将450kHz模拟信号变换到12kHz中频上。SA612AD是内部带振荡器和电压参考的双平衡混频器,它具有功耗低、集成度高的优点,其振荡器可被配置为晶体或调谐操作模式,操作灵活。A/D采样用于将12kHz模拟信号数字化,以供完成DRM信号的解调、信道解码及解复用任务,最后将结果输出到D/A转换器得到音频信号。

FM调频信号从天线接收,经过高通滤波器到87-108M后进入2×带通滤波器。中短波信号通过磁棒接收,经过LC振荡器进入多波段调谐器处理后,经音频解码器(WM8731)、音频放大电路TDA2822M电路后送入耳机和扬声器。后端控制部分主要由AU1210控制,对外设备主要包括内存、外存、CMOS集成电路、按键控制、SD卡存储和12C总线等组成。I2C当SCL为+时,SDA从高电平到低电平时,表示起始;当SCL为-时,SDA从低电平到高电平时,表示停止。一条串行数据线,一条串行时钟线,负责音频解码器WM8731LSEFL与电源管理模块MAX8662ETM之间的通信。图3是接收机从接收信号到声音输出的简单流程。

总体来说HG-101是一个基于软件的DRM接收机平台,是和现有的DRM接收机大多采用ADI模块和RadioScape模块(基于TI的DSP芯片)不同的是,HG-101采用的是来自Marvell、飞思卡尔和三星这类厂商的应用处理器,利用ARM处理器实现DRM信道、信源解码和一些控制任务,外接多频带单芯片Tuner。我们选用Linux或Win CE两种操作系统,软件和应用移植非常简单。HG-101平台构建还包括了一个提供音频解码能力的数字音频处理单元,一个2D图形加速器,适用于MPEG2/DivX/VC-1数字媒体解码器和大容量存储器接口,如图4所示。

HG-101是为DRM,FM和AM广播所设计的全新的多功能便携式数字广播接收机平台。这些特性有助于简化便携式数字收音机产品的设计过程。集成在内的RCSS引擎提供了在一个平台中集成多种数字广播信息的能力。软件定义的RCSS引擎使得在同一平台上部署多种数字广播标准成为可能。

4 DRM系统的前景展望

DRM系统是一种地面广播的灵活的数字声音广播系统,满足在30MHz以下频段开展各种电磁环境下数字广播业务的要求。DRM系统采用正交频分复用(OFDM)多载波调制方式,采用先进的信源信道编码和调制技术,具有多种传输模式,适用于多种信道和带宽传输。可同时传送多套业务(如图像,文本信息等),极大的提高了频谱的利用率。鉴于数字调幅广播具有音频质量好、覆盖范围广、支持多媒体业务等许多优点,越来越多的广播电台、广播网络运营商、广播产品制造商,开始实施DRM数字调幅广播发射实验。在DRM标准正式发布至今,全世界生产DRM发射机的厂家也越来越多,如Thales (泰雷兹)的TMW2010D的DRM中波发射机,Harris(哈里斯)的DAX系列中波DRM发射机等等。全世界以DRM运行的广播电台数量已增加到70多个,全天24小时连续播出DRM数字节目的频率有11个。

DRM是很多国家中短波(30MHz以下)音频广播数字化的唯一途径,但目前DRM市场有一个问题是,现有的DRM接收机都很昂贵,全世界都在等待便宜好用的硬件接收机的诞生。而我们哈广公司的目标就是与有关科研院所合作,在不久的将来推出低功耗、低成本的多功能的硬件DRM接收机,以推动这个市场的进一步发展”。

5 结语

数字调幅广播(DRM)系统的推广应用,必将大力推动我国声音广播产业技术升级,以及蓄势待发的全球性DRM广播市场,产业化前景十分广阔。

DRM系统工作在30MHz以下的长、中、短波段,并针对不同波段的信道传播特性传输的多媒体无线广播系统,除了可以用来传送声音广播节目外,还具有数据、文字、图像、视频等附加信息的传播功能。通过无线电波,在同一部接收机上,不仅可以收听广播,而且也可以收看报纸、电视、网络新闻,且具有MP3、MP4等功能,还可以进行打印、游戏操作等,使人们享受新一代广播带,来的无穷乐趣。

参考文献

[1]DRM官方网站:http://www/drm.org,2004.

[2]李栋.数字声音广播[M].北京:北京广播学院出版社,2001.

[3]DREAM网站:http://drm.sourceforge.net,2005.

WiMAX端到端接入策略研究 第2篇

目前,根据固定WiMAX终端的设备能力,客户端的典型接入方式有八类,即WiMAX客户端+IAD、WiMAX客户端+HUB、WiMAX客户端+IAD+HUB、WiMAX客户端+二层交换机+IAD、WiMAX客户端+二层交换机+多个IAD、WiMAX客户端+AG、WiMAX客户端+Wi-Fi AP+Wi-Fi终端(+IAD)、WiMAX客户端+Wi-Fi AP+Wi-Fi中继器+Wi-Fi终端。对于各地存在的主要应用场景,可以灵活地选择上述应用方式或组合形式来满足业务需求。

一、WiMAX客户端+IAD

该接入方式可以同时满足客户的VoIP语音和数据上网的需求,根据综合接入设备(IAD)的具体配置,可以实现4～24等多种规格的POTS接口以及1～2路10 M/100 M以太网接口,如图1所示。在应用时,需要注意的事项包括:适用于Vo IP为主要业务需求、数据业务为可选或少量需求的场所;关于IAD配置:支持VLAN划分,并需要根据各地的网络资源规划、分配IP地址;要求语音业务和数据业务分别设置成不同的VLAN,保证各类业务的QoS。该接入方式可应用于以下场景:写字楼、政府大楼、开发区或工业园区、话吧、批发市场。

二、WiMAX客户端+HUB

该接入方式可以满足客户单纯的数据上网需求,但是由于HUB属于物理层的设备,不支持VLAN划分和基于端口的业务优先级保障,出于客户体验效果和今后业务发展的考虑,在应用时,需要注意的事项包括:适用于小规模用户(10户以下)、不强调业务质量的纯上网业务或临时应用的上网业务;建议在基站侧进行IP地址的分配,如图2所示。该接入方式可应用于以下场景:写字楼、网吧、休闲场所。

三、WiMAX客户端+IAD+HUB

该接入方式可以同时满足客户的VoIP语音和数据上网的需求,根据IAD的具体配置,可以实现4～24等多种规格的POTS接口以及多路(建议8～10路以内)无业务优先级区分的数据上网业务,如图3所示。在应用时,需要注意的事项包括:适用于VoIP为主要业务需求、数据业务需求较少或对业务质量不敏感的场所;关于IAD配置:支持VLAN划分,并需要根据各地的网络资源规划,分配IP地址;要求语音业务和数据业务分别设置成不同的VLAN,保证各类业务的QoS。该接入方式可应用于以下场景:写字楼、乡镇政府大楼、网吧、话吧、休闲场所。

四、WiMAX客户端+二层交换机+IAD

如图4所示,该接入方式可以同时满足客户的VoIP语音和数据上网的需求,根据IAD的具体配置,可以实现4～24等多种规格的POTS接口以及多路可保证业务优先级的数据上网业务。在应用时,需要注意的事项包括:对VoIP语音和数据业务都有保障机制,是推荐使用的解决方案之一;关于IAD配置:支持VLAN划分,并需要根据各地的网络资源规划,分配IP地址;通过基于不同设备、不同VLAN进行业务划分,可以保证各类业务的QoS。该接入方式可应用于以下场景:新建住宅、已有住宅、写字楼、高级住宅区、电子城/专业市场、乡镇政府大楼、酒店、开发区或工业园区、网吧、休闲场所、批发市场。

五、WiMAX客户端+二层交换机+多个IAD

该接入方式可以同时满足较大规模客户的VoIP语音和数据上网的需求,该方式与接入方式D没有本质区别,一般采用接入方式D进行初期部署,随着用户渗透率的上升,采用接入方式E进行扩容以节省成本,提高固定WiMAX终端的利用率,如图5所示。该接入方式可应用于以下场景:新建住宅、已有住宅、写字楼、高级住宅区、电子城/专业市场、乡镇政府大楼、开发区或工业园区、网吧、话吧、休闲场所、批发市场、校园。

六、WiMAX客户端+AG

该接入方式主要用于满足业务量相对集中的区域的VoIP语音需求,在应用时,需要注意的事项包括:一般接入网关(AG)设备采用蓄电池进行持续供电,可以在一定程度上解决停电的问题,也是推荐使用的解决方案之一;通常将WiMAX客户端和AG都放置在小区的接入间或设备间内,WiMAX客户端与AG直接相连,通过AG对用户进行最后的铜缆布放;出于综合成本考虑,接入方式比较适用于上行并发业务量介于2 M和5Mb/s之间的服务区域。该接入方式可应用于以下场景:新建住宅、已有住宅、高级住宅区、电子城/专业市场、乡镇政府大楼、开发区或工业园区、话吧、批发市场、校园,如图6所示。

七、Wi MAX客户端+Wi-Fi AP+Wi-Fi终端(+IAD)

该接入方式主要用于满足客户的VoIP语音和数据上网的需求,在应用时,需要注意的事项包括:主要适用于用户室内布线不易实施的场景;由于接入侧存在“基站+WiMAX终端+Wi-Fi AP+Wi-Fi终端”等多个传输环节,会带来IP包传输的时延,为保证用户的业务体验效果,建议业务应用以数据上网为主,减少VoIP业务的应用比例;目前存在将Wi-FiAP内置在WiMAX终端内的设备,在选择的时候,应综合考虑性价比进行取舍。该接入方式可应用于以下场景:校园、写字楼、高级住宅区、电子城/专业市场、开发区或工业园区、休闲场所、批发市场,如图7所示。

八、Wi MAX客户端+Wi-Fi AP+Wi-Fi中继器+Wi-Fi终端

该接入方式主要用于满足客户的VoIP语音和数据上网的需求,在应用时,需要注意的事项包括:主要适用于用户室内布线不易实施的场景;由于接入侧存在“基站+WiMAX终端+Wi-Fi AP(支持Mesh功能)+Wi-Fi中继器(支持Mesh功能)+Wi-Fi终端”等繁多的传输环节,会带来IP包传输的时延,为保证用户的业务体验效果,建议业务应用以数据上网为主;使用Wi-Fi设备的注意事项:在一般的室内覆盖情况下,对于Wi-FiAP而言,单跳的距离约30米,超过该距离的覆盖,建议增加Wi-Fi中继器,在使用WiFi中继器的时候,要注意,每经过1个中继,吞吐量一般下降50%,时延增加2～3ms,因此,要跟据实际的建筑物结构作出良好的规划设计,将Wi-Fi覆盖控制在1个中继的程度内,同时要注意保证中继器的供电。由于Wi-Fi中继器采用Mesh技术,需要相关的Wi-FiAP支持Mesh功能,因而会提高网络部署的成本。该接入方式可应用于以下场景:写字楼、电子城/专业市场、酒店、批发市场、校园,如图8所示。

参考文献

[1]郎为民.WiMAX技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2008

[2]曾凯,刘永昌.WiMAX技术组网方式研究.软件导刊.2007(6):79-80

[3]刘翔宇,郑建宏.基于WiMAX技术的混合组网的研究.现代电信科技.2008(2):26-29

端到端技术框架论文 第3篇

端到端运维主要亮点

为帮助运营商解决问题定位困难、网络评价困难、语音质量保障难、用户体验难评价等VoLTE运维痛点，中兴通讯创建了VMAX大数据分析系统,辅助运维人员实现快速、高效、准确的运维诉求。

端到端快速故障定界定位

VMAX采集VoLTE无线侧和核心网侧接口数据和信令,集成业界领先的大数据挖掘算法,并结合中兴通讯运维经验积累的专家算法,实现对VoLTE网络故障的端到端自动定界定位,提高运维效率。VMAX提供用投诉处理功能,通过劣化指标分析、原始话单分解以及历史信令回溯等方法,及时准确地进行问题的定界和定位,提高投诉处理效率。

语音质量分析

VMAX利用基于媒体面的IP QoS来计算MOS分的算法,可用来评估语音业务质量。按照终端、网元、区域、话务类型等多维度分析媒体面语音质量,并提供top N分析、趋势分析、对比分析、钻取分析等多种分析手段。

VMAX支持创新的语音波形可视化分析，可更加直观地判断语音质量。VMAX抽样采集S1-U/SGI等接口媒体面数据,自动转换为波形数据。同时对杂音、单通、回声、啸叫等影响语音质量的媒体故障进行特征建模,针对主被叫的波形特征对比分析,自动识别媒体面故障并定界到网元。通过对媒体面的多维分析,还可定位到不同的区域,以进一步推断无线侧问题,辅助无线侧做问题定界定位。

网络质量分析

VMAX深入分析VoLTE各业务流程和失败原因,监测VoLTE无线侧和核心网侧网络运行情况,有效提升网络质量。VMAX符合中国移动VoLTE关键指标,对端到端业务质量建模,并采用引导式界面设计,使运维分析更加便捷易用。VMAX不仅能支持标准中定义的失败原因分析;还能支持中兴通讯网元内部详细失败原因分析。

用户感知分析

VMAX对用户体验QoE建模,提升用户满意度,防止用户流失。

VMAX大数据产品

中兴大数据产品VMAX包括探针采集层、数据共享层、分析应用层三层架构，每层都可提供开放的接口适配以方便多种数据源、平台、应用的整合,如图所示。

VMAX支持通过部署Prober探针采用分光或者端口镜像方式从PS/IMS/CS等VoLTE标准接口采集控制面和媒体面数据,同时支持从中兴无线侧网元获取MR/CDT等软采数据。VMAX系统可以对采集上来的网络原始数据进行过滤、关联以及分析,实现对网络运维和运营的支撑。

基于中兴的大数据技术积累,VMAX不仅具备强大的处理能力,且提供灵活、开放融合的能力,可助力运营商构建基于大数据技术的精细化运营平台。

IPTV业务端到端质量保障的探讨 第4篇

IPTV是一种多媒体业务, 对网络的QoS具有非常严格的要求。首先, 由于视频成分的存在, IPTV要求很高的传输带宽。其次, IPTV中的音频成分对传输时延提出了很高的要求。为了保证理想的声音质量, 端到端的传输时延应小于200毫秒, 时延抖动应小于数十毫秒。由于多种媒体成分的同时存在, 在播放时要保证各种媒体的时间同步。与用户的交互能力是IPTV业务的重要特征, 具备交互能力的同时保证良好的业务体验对IPTV业务部署提出了更高的要求。

为了保证运营商的正常运营, 端到端的业务保障是IPTV运营商的强烈需求, 但无论是视频质量管理还是IP网络资源管理, 对电信运营商而言都是全新的挑战。IPTV业务质量保障的目标是提供理想的用户体验质量。通常业务质量通过业务提供商与用户之间的服务等级约定 (SLA) 来确定。IPTV系统由多个独立的部分组成, 问题可能出现在电视机、机顶盒、内容编码/加密、用户家庭网络、接入网络或核心网络等。认真分析各个方面存在的问题并加以解决, 将会使IPTV业务端到端质量得到可靠保障, 为未来IPTV业务规模发展打下良好的基础。

二、IPTV平台保障方案

一般地, IPTV系统设计要求支持智能分发、手动分发等多种分发机制。但在实际运行过程中, 存在以下问题:内

体服务器繁忙;热片上映后, 由于未能及时下推到二级节点甚至边缘节点, 导致用户向上级节点请求服务过于频繁, 从而影响用户使用感知。为此, 可采取以下措施:

(1) 协商内容提供商, 请其下传片源应选择在业务闲时进行, 尽量避开业务高峰时段对省中心节点流媒体处理能力的占用。

(2) 主动采用手动分发策略。依靠设置阀值进行智能分发可能存在以下问题:阀值设置过低, 省中心平台FTP服务器将持续下传影片, FTP服务器持续繁忙;设置过高, 用户在二级节点未命中率提高, 同样需要到省中心平台点播, 流媒体服务器压力过大。换言之, 依靠调整阀值来解决各级几点服务器处理能力效果将不会很理想。因此, 对于热片, 应及时与百事通沟通, 采取人工干预的方式下推, 既可减轻FTP服务器的负担, 同时不会影响用户的使用感知。

三、城域网网络质量保障方案

1、组播部署

直播业务是IPTV业务最基本的业务形式之一, 应采用组播技术在IP承载网络上传送。直播节目内容推送到IPTV承载网后, 由组播源通过组播发送到业务接入控制点, 再由业务接入控制点通过宽带接入网提供给用户。

以业务接入控制点为分界点, IPTV承载网的城域/汇聚网部分应支持IP组播路由 (包括PIM-SM、PIM-SSM协议) ;宽带接入网部分应支持二层组播用户管理功能 (如IGMP snooping、IGMP proxy) ;而业务接入控制点应支持组播用户管理和相应的组播路由功能。IPTV承载网组播要求如下图所示:

IPTV承载网采用PIM-SM协议作为组播路由协议。

从BRAS/SR到核心/汇聚路由器沿途设备部署PIM-SM, 具体设备包括核心路由器、汇聚路由器、SR和BRAS上的IPTV VR。

为减少用户切换频道时的延时, SR可以静态成员的方式加入每个频道对应的组播组, 从而省去了节目由直播源到组播复制点的传输时延, 并可有效减少机顶盒缓冲时延, 进一步提高直播业务的服务质量。

IPTV承载网的直播业务中, 对各网元的组播要求如下:

●核心路由器:应支持组播路由协议PIM-SM/PIM-SSM, 建立组播转发路径。

●接入控制点:应支持组播路由协议PIM-SM/PIM-SSM, 建立组播转发路径。还应支持IGMP协议。

●汇聚节点:应支持IGMP Proxy或Snooping功能, 能够根据STB的IGMP Report消息决定是向上转发组播请求还是在本地复制组播流。

●接入节点:应支持IGMP Proxy或Snooping功能, 能够根据STB的IGMP Report消息决定是向上转发组播请求还是在本地复制组播流。还应从用户端口分离出IGMP消息转发到上行的组播VLAN里, 能把下行组播VLAN中的BTV流复制到合适的用户端口。还应具备控制用户加入组播组的权限控制功能, 仅对有权限的用户转发IGMP消息或复制组播流, 丢弃无权限用户的IGMP消息。接入节点的组播权限控制表可静态配置或动态查询, 对于动态查询到的组播权限, 并可缓存查询结果。这就要求城域网内所有设备支持以上相应组播协议, 并进行组播部署和全网测试。

2、QoS保障

IP城域网内多业务的QoS保障, 现阶段以适度轻载和静态规划相结合的方式实现。业务控制点 (BRAS/SR) 和家庭/企业网关将作为业务QoS实现的关键设备, 负责将不同用户的不同业务隔离在不同QoS属性的物理或逻辑接入通道中, 实现业务的区分、标记和优先级调度功能。城域骨干网应能根据IP优先级标记实现8个队列的优先级调度功能。二层汇聚网络可通过轻载和部署QoS进行保证, 建议能够支持3-4个队列的QoS保证。

IPTV中的流媒体业务有两种提供方式, 一种是单播方式的视频点播 (VOD业务) , 另一种是组播方式的视频直播 (BTV业务) 。VOD视频点播是非交互式的流媒体应用, 对实时性的要求不是很高, 可以通过设置缓存来降低对时延的敏感度。BTV是单向式流媒体传送, 但实时性要求比较高, 对数据包时延的敏感度高。音视频通信和联网游戏业务属于交互类的应用, 对实时性和时延的要求也比较高。

以下是IPTV视频类业务对承载网QoS保障的各种要求:

3、城域网中继带宽保障

城域网中继带宽对I P T V业务的影响主要为B A S至S R和B A S至G SR的中继带宽, 以下简单计算IP T V业务对城域网中继链路带来的新增流量, 为城域网中继带宽扩容提供参考依据。

(1) BAS-SR

BAS至SR的中继链路主要承载边缘节点至用户的点播业务流, 计算模型如下:边缘节点IPTV用户数*并发率*点播比*码流=8000*50%*50*2M=4000M, 按照每个片区SR下挂4台BAS估算, 则每台BAS至SR的中继链路新增1G流量。

可根据城域网BAS设备上行带宽和实际流量情况进行扩容。

(2) BAS-GSR

BAS至GSR的中继链路主要承载三种业务流, 分别为直播业务流、二级节点点播业务流、中心节点点播业务流, 计算模型分别如下:

1、直播业务流:直播频道数*码流=100*2M=200M。

2、二级节点点播业务流:按照每台BAS所带IPTV用户数为2000户估算, 则该部分流量=2000 (BAS所带IPTV用户数) *50% (IPTV用户并发) *50% (点播业务并发) *20% (在边缘节点点播未命中率) *2M (码流) =200M。

3、中心节点点播业务流:按照每台BAS所带IPTV用户数为2000户估算, 则该部分流量=2000 (BAS所带IPTV用户数) *50% (IPTV用户并发) *50% (点播业务并发) *10% (省中心节点10%流媒体服务能力容灾) *2M (码流) =100M。

综上, B A S至G S R新增流量合计为200+200+100=500M。

同样地, 可根据城域网BAS设备上行带宽和实际流量情况进行扩容。

四、宽带接入网网络质量保障方案

目前, 宽带接入网建设模式主要有以下几种:DSALM、LAN、FTTX和点到点光纤, 以下分别介绍。

1、DSLAM

作为目前宽带接入的主流技术, ADSL接入网络规模在各大运营商的宽带接入网络中均占有较大比例。当前DSLAM设备主要存在以下问题, 对ITV业务质量造成影响:

(1) 部分DSALM设备上行带宽不足;

(2) ATM内核的DSLAM设备不支持组播;

(3) 由于用户接入铜缆距离过长, 用户接入带宽不达标。

解决以上问题主要有以下途径:

(1) 对于新建DSLAM设备, 严格控制一个上行GE口最大不超过1920线, 建议控制在1500线以内。一方面使用户接入带宽得到保障;另一方面, 确保每用户每业务一个VLAN, 即PUPSPV, 以便在城域网实施对ITV业务的识别和业务优先级的保障。

(2) 对于原有DSLAM设备, 在ITV业务相对集中的区域, 实施上行带宽改造扩容, 采用FE口上行的DSLAM设备, 超过480线, 即需新增1条上行FE链路。

(3) 对于ATM内核的DSLAM设备, 可不急于改造, 若用户较为密集, 在机房条件许可的条件下, 可考虑新建1套IP DSLAM设备, ITV业务割接到IP DSLAM设备上来, ATM内核的DSLAM设备仅接入宽带上网用户。

(4) 对于用户接入带宽因铜缆距离过长不达标而对ITV业务质量造成影响的, 可考虑实施宽带下沉, 通过新建更靠近用户的DSALM设备或FTTX设备, 对用户带宽实施提速。

2、LAN

在L A N的建设模式下, 用户接入带宽理论上可达100M, 在用户数量不大时, 接入带宽不会成为影响ITV业务质量的因素。

目前LAN建设范围主要集中在高校学生公寓, 有少量住宅小区亦采用LAN建设。后期当这些小区ITV用户较为密集, 且并发比较高时, 影响ITV业务质量的主要因素是园区中心交换机的上行带宽, 此时可通过增加园区中心交换机的上行带宽解决。

当全网组播复制点下沉到DSLAM时, LAN小区的组播复制点亦需相应下沉到园区中心交换机, 以节约其上行带宽。

3、FTTX

当用户接入设备为A类ONU (FTTH建设模式) 和B类ONU (FTTB建设模式) 时, 用户接入带宽理论上分别可达1000M和100M, 在用户数量不大的情况下, 接入带宽同样不会成为影响ITV业务质量的因素。

当用户接入设备为C类ONU (FTTN建设模式) , 其接入设备性质本质上采用的是ADSL技术, 用户板卡一般采用ADSL2+技术, 铜缆距离对接入带宽影响较大。

采用C类ONU, 利用FTTN建设模式对中心城区以及农村地区用户接入铜缆距离过长进行光进铜退改造, 可有效缩短用户接入铜缆长度, 显著提高用户接入带宽。

当全网组播下沉到DSLAM一级时, FTTX建设方式组播复制点亦需相应下沉到OLT。

4、点到点光纤

点到点光纤理论上用户接入速率可达100M或1000M, 在用户数量不大的情况下, 接入带宽同样不会成为影响ITV业务质量的因素。影响用户接入带宽可能会在用户局域网范围内用户数量和并发比。

五、业务接入控制和网络安全保障方案

解决了网络质量, 并不能使ITV业务质量得到可靠保障, 城域网业务接入控制和网络安全同样很重要。目前, 主要通过以下途径实现:

防级联平台:建设IP业务监控分析系统, 该系统可实现的功能包括:防非法接入、P2P流量分析与监控、VOIP流量分析与监控, 等等。

规模部署DHCP平台:IPTV是对组播要求极高的业务。在组播业务中, 要保证业务的可运营、可管理, 就要通过一些必要的策略来达到业务可控的目的。组播的控制策略有很多种, 其中控制组播用户的一个重要技术手段就是对用户进行认证、授权。原有宽带网络中用户的认证多用于IP单播业务, 并不能够完全满足组播认证的要求。这就需要对原有的认证体系进行改造, 以适应IPTV业务的开展要求。

DHCP+Web采用认证流和数据流相分离的方式, 该方式决定了其对组播支持能力较强 (只要局端设备支持) , 这种方式的带宽利用率均较高, 对IPTV等宽带业务非常适用。DHCP+Web方式可以对接入的用户数量进行控制, 由于采用Portal方式, 其增值业务能力较强。从客户端支持来看, 由于DHCP+Web不需要客户端软件, 避免了放号困难及维护工作量较大的问题。

建设防DDOS攻击业务平台:目前, 由于商业竞争、政治情绪、经济勒索等因素的驱动, DDoS攻击越来越呈现出组织化、规模化、专业化的特点, 攻击流量动辄数G、数十G, 攻击频率也大有愈演愈烈之势。在这种紧迫形势下, 配合电信运营商当前的转型战略, 建设专门的DDoS攻击流量监测和清洗平台是一个必然之选。基于该平台, 一方面可以为运营商自身的生产网络提供安全保障, 有效提高生产网络的健壮性;另一方面可对IPTV的业务质量提供一定的网络保障。

建设IPTV业务质量监测系统:在条件成熟时, 可考虑建设1套IPTV业务质量检测系统。该系统是一个独立的分布式系统, 叠加在现有IPTV业务网络中, 通过部署监测代理或测试探针的方式来获得IPTV业务运行时各个网络节点的相关质量参数数据, 并由监测平台进行集中采集、分析和统计, 以获得IPTV业务总体质量情况, 从而可以及时地发现各环节存在的问题并加以解决。

六、终端保障方案

终端侧两个影响业务服务质量的因素是视频解码器差错控制隐藏机制和缓冲区大小。

视频数据在传送到终端后不可避免的产生误码和丢包现象, 在一个端到端的传输系统中, 差错控制隐藏是通过编码端的信源编码、信道编码和解码端的错误隐藏措施联合实现的。在信源编码和信道编码确定的情况下, 解码端可以利用人类感觉系统可以容忍一定程度视觉失真的特点进行差错隐藏, 这一般是通过空间和时间内差实现的。终端应能对缓冲区大小进行调节以在平滑网络抖动和由此产生的延时之间找到合理的平衡点。

摘要：IPTV是电信运营商从传统电信网络运营商向综合信息服务提供商转型的一项战略性业务, 它充分体现了“Triple-Play”的优势, 是三网融合的典型代表。由于IP网络是一个尽力而为 (BE) 的普遍服务型网络, 而IPTV是一个对实时性、音视频质量要求较高的业务, 因此, 深入分析影响IPTV业务质量的因素并有针对性地加以解决, 将有效提高IPTV业务质量, 提高IPTV业务的社会认同感, 有利于IPTV业务广泛开展。本文从IPTV平台、承载网络、终端等层面分析, 提出了IPTV业务端到端的质量保障方案。

关键词：IPTV,QoS,端到端

参考文献

[1]中国电信集团网络发展指导意见 (2008年)