实现IPTV成功部署的关键技术分析

过去几年中，关于互联网协议电视(IPTV)的大事宣传和活动在半导体和网络业界掀起波澜。然而，实际的应用依然很少，还处于早期阶段，但技术的推动是值得肯定的。影响这种技术能得到多大的推动力以及这种推动力将何时出现的关键问题是“IPTV技术能否达到其所能达到的那么好”。迄今为止，这个问题还没有确定的答案。现在有一些改善IPTV业务的办法，只有改善IPTV业务，这种技术的应用才能增长。本文将论述这些旨在实现更先进的IPTV业务的技术进步。

图1：在网络处理器中的下行流管理。

　　为增进对这个题目的理解，有必要了解一些基本的背景：互联网的增长促使技术从简单的数据业务向在单一的传输基础架构上实现包括语音、数据和视频的转移，这种转移需要改变将业务带入到家庭的物理媒介，将当前的线缆或者卫星电视改变为光纤到终端(FTTP)或者xDSL。在三种业务中，视频业务特别具有挑战性，因为终端用户希望在网上冲浪或者打电话的同时能看到电视节目。

　　为实现这个目的，需要包括下面的关键IPTV功能和特点：

　　选择：终端用户应该能从大量的电视节目中选择他们喜欢的节目，这要求方便的频道选择和短的频道改变时间。

　　存储：电视内容应该能存储在一个本地存储设备上，这样用户能随时观看。一些销售商计划将新的电视节目或者电影存储到机顶盒(STB)中，这样的一个盒子能存储多达100小时的节目。

　　低成本：xDSL业务的平均每线/用户成本必须很低。

　　服务质量(QoS)：需要确保视频流的带宽以及QoS差异化，以支持各种信息流。

　　升级：在不中断业务的条件下，业务提供商应该能升级编解码器以及用户识别软件。

　　高的节目质量：在不需要对终端用户额外收费的情况下，业务提供商应该能提供高质量高分辨率的节目。

　　未来的IPTV业务将提供两种不同类型的电视业务：标准清晰度(SD)和高清晰度电视(HDTV)。SDTV带宽在1Mbps到4Mbps之间，HDTV带宽在4Mbps到13Mbps之间。

　　业务提供商通常能提供250到300个电视频道，外加10到20个HDTV频道。如果一个家庭具有大约4台电视，2到3台标清电视，1到2台高清电视，大约20Mbps的带宽就可以支持这些电视。因此，到家庭的不同流的带宽管理是至关重要的问题，即语音、数据和视频业务需要区别对待。

　　从服务质量控制的角度来看，IPTV网络中的流管理特别具有挑战性。这是因为流管理方案必须在不同控制粒度等级来实现，这些等级包括：

　　某个给定用户使用的个别业务的有效性；

　　指定用户的DSL链路负载；

　　指定线卡支持的总用户数；

　　某个指定的上行链路卡支持的总线卡数。

　　为提供不同等级的业务，如图所示的分等级信息流管理将是非常理想的方案。

　　分等级流管理有两个不同的方面：一个是下行流(从业务提供商到终端用户)，另外一个是上行流(从终端用户到业务提供商)。在下行方向，分等级流管理能为不同的用户提供不同的业务，因为每个用户得到由不同任务调度器分配的不同业务。此外，可以对终端用户在不同的通信流之间提供根据类别的通信流隔离，根据每个用户进行调度的调度器配置能映射到需要相同带宽和服务类别的其他用户。

　　在上行方向，每个用户的通信流在最低等级的分等级调度器的监控之下。来自不同用户的每类通信流可能在下一级的分等级调度器处合并到一个单独的类调度器(即语音、数据和视频)。

　　具有一个单独的调度器类将提供类隔离。另外一个好处是因为不会发生拥塞，或者拥塞很少，因此带宽具有余量。具有对每个用户调度的能力还能对终端用户分别计费以及带宽控制目的。

　　当前的电视技术把所有的电视频道发送到终端用户，通过简单地滤掉不期望的频率来改变频道。现有的电视就是使用这种机制。因为每个家庭的带宽限制原因，IPTV不能使用这种方法。因此，电信业务提供商只将被选择的电视频道发送到终端用户设备。

　　这产生了频道改变的滞后，因为频道改变信息必须通过网络传递到业务提供商。但是，如果内容/频道资源所在的位置与用户尽可能近，使用大容量背板将大大地减少频道改变滞后的问题。这意味着将所有的内容带入到DSLAM设备(该设备更靠近用户)，该设备侦测频道改变信息，而不是让内容从远端宽待接入服务器(BRAS)传递到用户。

　　很多人问的一个问题是“如果房间的所有电视都关掉，那么终端用户能否用到更高的带宽呢？”。因为允许终端用户使用他们最大的带宽，例如20Mbps，当关掉电视，终端用户应该能使用剩下的带宽来承载其他的业务。

　　这种带宽调整不需要给与保证，但是，业务提供商应该保证最低的带宽。为实现这个目的，DSLAM应该监控家庭中电视的状态。如果关掉了一个或者更多的电视，业务提供商应该在采用最好的调度技术的条件下为用户的数据业务分配更多的带宽。当电视打开，业务提供商应该降低其他业务的调度器等级。DSLAM控制器必须具有一个高性能的调度器来以这种形式动态地控制带宽。

　　另外一个加快IPTV部署的因素是降低其成本。一些DSL提供商已经尽力地将成本降低到每线1美元。这意味着将需要一个价格合理的网络处理器来提供合理的业务质量管理，以及流量管理技术的好处。改善IPTV经济性的另外一个因素是在电信提供商和有线电视提供商之间采用协同机制，如果这两个竞争者能将他们的业务进行联合，以扩展高性能业务的部署，他们将都能为用户提供更经济的IPTV。