组播技术在I PTV中应用.pdfVIP

第 1 页 共 5 页 组播技术在IPTV 中的应用 1、引言 网络电视（IPTV ) [1 ，2]是“利用宽带网的基础设施，以家用电视机（或计算机）作为主 要终端设备，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，通过互联网协议（IP ）向家庭用 户提供包括数字电视在内的多种交互式数字媒体服务的崭新技术”。它以IP机顶盒为主要终 端，以电视机为主要显示设备，以遥控器为主要输入设备，以宽带IP 网为主要传输媒介，提 供多媒体信息服务。 IPTV 既不同于传统的模拟有线电视，也有别于正在兴起的有线数字电视。IPTV 的数据 传输和接收完全依靠IP 网络，这决定了产品可以彻底地实现内容和用户之间的互动。IPTV 承载的最主要内容包括视频点播（VOD ）业务和电视（TV ）业务。视频点播业务具有个性 化、实时交互的特点；电视业务就用户而言是被动的，用户对内容选择的余地只限于所提供 的频道，是一种非交互型的业务。这两种业务的视频流在IP 网上传送属于不同的技术范畴： 视频点播业务使用点对点的通信方式；IPTV 的电视业务则需要将一个源节点产生的数据流 送到多个目的节点，即点对多点的通信。目前对点对多点的通信最有效的解决方案是组播技 术，它能有效地利用网络带宽，避免带宽资源浪费。本文主要介绍组播技术在IPTV 的电视 业务中的应用，本文下述IPTV 指IPTV 的电视业务。 2、组播技术介绍 组播[3]是指在IP 网络中，数据包以尽力传送的方式发送到所有网络节点的某个确定子 集。IP组播的基本思想是源IP主机只发送一份数据，一个或多个接收者可接收相同数据的拷 贝。组播的最大优点是节省了网络的带宽及服务器资源。不同用户如果接收同一个组播流， 服务器只需发送一份数据，网络只需在用户的分支点进行复制，在分支点以上的网络只需传 送一个数据流。 组播技术涵盖的内容非常广泛，主要有地址分配、组成员管理、组播路由三个方面。根 据协议的作用范围不同，组播协议分为主机--路由器之间的协议，即组播组成员管理协议； 路由器--路由器之间的协议，主要是各种组播路由协议。 组播组成员管理协议[4]包括IGMPvl/v2/v3 （本文只讨论IPv4 网络下的组播，IPv6 网络组 播与之类似[5] ）。通过运行IGMP （Internet组管理协议），主机通知路由器希望加入并接收来 自某个特定组播组的数据流；路由器则通过IGMP收集与维护所连网络组成员的信息。 组播路由协议可分为域内组播路由协议以及域间组播管理协议两类。域内组播路由协议 包括DVMRP （距离向量组播路由协议）、PIM-DM （密集模式独立组播协议）、PIM-SM （稀 疏模式独立组播协议）[6]等；域间组播管理协议包括MBGP （组播边界网关协议）、MSDP （组播源发现协议）等。组播路由协议的主要功能是从组播源到该组的所有成员之间建造一 棵组播分发树，组播数据将沿着该树进行复制转发。不同的组播路由协议采用不同的方式构 造组播分发树。 3 、网络电视中组播技术应用的关键问题 IPTV 的带宽需求对国内电信运营商的宽带网络性能提出了新的挑战，如果不在目前的 宽带网络上应用组播等新技术，以目前的宽带网络的性能是无法满足大规模开展商用IPTV 业务的要求的。 在网络电视体系中，每一个频道的节目作为一个组播组，分配一个组播地址，用户通 过加入该组播组收看该频道的节目。用户切换频道的过程也就是离开/加入组播组的过程。 3.1 IPTV 组网方式 有线电视网的频道切换非常快，IPTV 也应尽量减少频道切换时延，据调查，用户可接 受的电视频道切换时间为1s。为了保证IPTV 用户在不同频道之间的切换性能和普通电视接 第 2 页 共 5 页 近，网络电视的组网方式与当前现有的组网方式存在一定的差异。 首先，核心网、城域网必须支持IP组播技术，所用路由器必须支持组播路由协议。当前 一般选用标准化程度及互通性较好的PIM-SM作为主干组播路由协议。其次，用户频道切换 使用组播组成员管理协议IGMP，这就涉及到组播复制点问题[7] 。组播复制点即用户IGMP请 求的终结点。在组播复制点，网络设备根据端口是否有IGMP请求向端口复制组播流。组播 复制点越接近用