1、IPTV中的關鍵技術描述了IPTV在目前寬帶網絡上的具體實現方法，并結合IPTV的特點，闡述了IPTV所涉及的幾個關鍵技術，并對每種技術作了概括性介紹。    關鍵詞IPTV寬帶接入組播編碼    1、IPTV的實現方法    寬帶網絡數字電視，又稱IPTV或BTV，即交互式網絡電視，是一種利用寬帶互聯網、多媒體等多種技術于一體，向家庭用戶提供包括數字電視在內的多種交互式服務的嶄新技術。它能夠很好地適應當今網絡飛速發展的趨勢，充分有效地利用現有寬帶網絡資源。    在目前的商

2、用寬帶網絡中，用戶在家中可以通過兩種方式享受IPTV服務：    (1)計算機：在第這種方式下，用戶在通過電腦上網的同時，可以收聽廣播節目或欣賞音樂，也可以直接在電腦上收看電視或電影等視頻節目。    (2)網絡機頂盒(STB)+普通電視機。用戶家里新增網絡機頂盒(STB)，由機頂盒提供AV接口，直接和普通電視機相連，用戶通過控制機頂盒選擇收看寬帶網絡電視節目。    如圖1所示，為通過綜合接入設備(MSA)上的xDSL寬帶線路為用戶提供視頻業務的框圖。用戶既可以通過PC享受傳統的INTERNET數據服務

3、和網絡游戲，也可以通過專門的轉換設備STB，用普通的電視收看電視、電影等寬帶視頻節目。    2、IPTV中的關鍵技術    IPTV應用的實質是流媒體在寬帶網絡上的傳輸和分發，因此IPTV的應用和發展是以下幾種關鍵技術同時應用的結果。    (1)寬帶接入技術：快速發展的寬帶接入技術，為媒體流的傳送提供了通路。    在目前所使用的寬帶接入技術中，DSL是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數據業務的技術。大家常用的ADSL(AsymmetricalDigitalSubscrib

4、erLine，非對稱數字用戶環路)技術可以提供下行8M的帶寬，ITU-T的G.992.1中對ADSL的標準已經有詳細的定義。而隨著技術的快速發展，ITU-T又分別在2002年6月和2003年1月推出了兩個新一代ADSL標準：ADSL2(G.992.3)和ADSL2+(G.992.5)。ADSL2支持的最大上下行速率1.3M/15M，而ADSL2+支持的最大上下行速率可達1.3M/24M。更高的帶寬為傳輸大量的流媒體傳輸成為可能。     (2)IP組播路由技術：流媒體分發的強大支持。    IP組播路由技術實現了IP網絡中點到多點的高

5、效數據傳輸?？梢杂行У墓澕s網絡帶寬、降低網絡負載。組播是一種允許一個或多個發送者(組播源)同時發送相同的數據包給多個接受者的一種網絡技術，是一種能夠在不增加骨干網負載的情況下，成倍增加業務用戶數量的有效方案，因此成為當前大流量視頻業務的首選方案。在IPTV的應用中，利用IP組播路由技術，可以有效的分發媒體流，減少網絡流量。目前接入設備通過IGMPProxy功能，實現了用戶的按需加入、離開等功能，這樣既實現了媒體流的按需分發。而且減少了組播對帶寬的過渡占用。隨著IP組播技術在綜合接入設備上的應用，大多數的設備都支持IGMPsnooping和IGMPProxy功能。   

6、60; IGMPsnooping是解決IP組播在二層網絡設備上廣播泛濫的一種基本解決方法。通過在二層網絡設備上幀聽用戶端和組播路由設備間的IGMP協議消息，獲取組播業務的用戶列表信息，將組播數據根據當前的用戶信息進行轉發，從而達到抑制二層組播泛濫的目的。    IGMPproxy通過代理機制為二層設備的組播業務提供了一種完整的解決方案。實現了IGMPproxy的二層網絡設備，對用戶側承擔Server的角色，定期查詢用戶信息，對于網絡路由側又承擔Client的角色，在需要時將當前的用戶信息發送給網絡。不僅能夠達到抑制二層組播泛濫的目的，更能有效地獲取和控制用戶信息，

7、同時在減少網絡側協議消息以降低網絡負荷方面起到一定作用。    (3)數字編碼技術：傳輸可靠性的技術支持。    在網絡上傳輸音/視頻等多媒體信息要涉及流媒體的可靠實時傳輸。因此，數字編解碼技術是IPTV的關鍵技術之一。目前寬帶網絡環境下適用的編碼標準有：MPEG-4、AC-1和H.264等。MPEG-4是ISO/IEC標準，由MPEG制訂，目前應用的是MPEG-4Part2；H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG聯合視頻組JVT開發的視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，也是ISO/IEC的MPEG-4Pa

8、rt10；AC-1是微軟的視頻編碼標準，是WMV9向編解碼標準組織提交資料后采用的編碼標準名稱。    而網絡帶寬的不斷提升，例如應用ADSL2或ADSL2+技術，可以提高用戶的上下行速率達到1.3M/24M。而如果采用ITU-T的H.264或WMV9進行媒體流的編碼，800K的碼速率已經可以提供接近DVD畫質質量，完全滿足目前用戶的要求。因此，兩者的結合為IPTV媒體流的傳輸可靠性做出了保證。雖然，目前還沒有相應的國家標準規定IPTV采用的數字編碼技術，但無論是MPEG-4,H.264,還是WMV9編碼技術都已經達到IPTV應用的要求。如果配合新的寬帶接入技術，

9、完全可以實時傳輸任何編碼的流媒體視頻節目。    3、小結    IPTV作為一個新應用的出現，并不簡單是寬帶網絡上的一個應用。而是在網絡傳輸技術、IP組播路由技術以及流媒體編碼技術的發展下產生的，是這幾種關鍵技術有力結合應用的結果。    IPTV將為寬帶運營商和節目提供商注入新的活力。寬帶運營商除了能給用戶提供通信和資訊方面的服務外，還能通過IPTV為用戶提供豐富的、個性化的電視節目，對于吸引用戶、提高用戶滿意度有很大的幫助。組播、IGMP、IGMP Snooping通過組播，可以實現一個主機同時向組

10、內的多臺主機發送數據，節省網絡帶寬。組播ip地址范圍是224.0.0.0-239.255.255.255，其中224.0.0.0-224.0.0.255是有特殊用途的保留地址，239.0.0.0-239.255.255.255是私網地址，224.0.1.0-238.255.255.255是用于公網上的組播地址。組播有一系列的協議支持包括：1、用于主機和路由器之間的IGMP協議。實現主機加入、離開組播組等功能。2、路由器之間的組播協議有：PIM-SM、PIM-DM。實現嫁接、剪枝等功能。還有一個IGMP Snooping，用在交換機上。開啟IGMP Snooping功能的交換機可以對經過它的IM

11、GP報文進行解析，建立組播轉發表，這樣一來，交換機就可以根據組播轉發表轉發組播數據。如果沒有開啟IGMP Snooping功能，交換機只能廣播組播數據。IGMP Snooping的實際應用意義是：減少了網絡上的主機由于接受到不必要的組播報文而產生的處理負荷。IGMP Snooping并不是一個協議，只能算是一個實現細節，一種應用。IGMP Snooping分兩種，一種是passive方式的，另一種是active方式的。passive方式的只解析組播報文，不對報文進行過濾。active方式的會過濾掉一些對路由器沒有意義的組播報文。比如交換機下面有兩個主機都加入了同一個組，這樣交換機上面的路由器中

12、就會有一條表項與之對應。如果一個主機想離開這個組，它就會發送離開報文給路由器（經過交換機轉發）。但是此時，即使路由器收到了離開報文，它也并不會刪除那條表項，因為還有另一個主機在組播組中。active方式的IGMP Snooping使交換機可以過濾掉此類報文。下面說說IGMP的工作原理：IGMP目前有三個版本，分別是IGMPV1、IGMPV2、IGMPV3，功能逐漸增強IGMPV1中定義了加入報文、查詢報文、響應報文三種報文。1、當主機加入某組播組時，會向路由器發送加入報文，告訴路由器自己加入了一個組播組，路由器會記錄一條組播表項 。2、查詢路由器（IP最小的路由器）會定時從所有端口向外發送查詢

13、報文（按VLAN查詢，如果該端口加入了多個VLAN，則發送多次查詢報文），檢查這些端口下是否有主機屬于某組播組3、主機收到查詢報文后，如果自己沒有加入任何組播組，則不進行響應；如果自己已經加入了某組播組，則會發現響應報文4、主機離開組播組時，不發送任何報文，悄悄離開；路由器中紀錄的該組播的表項會因查詢超時而自動老化5、查詢報文的目的地址是224.0.0.1（表示所有路由器和支持IGMP的主機），組地址是0（表示查詢所有組播組）6、響應報文的目的地址是主機所在組的地址，組地址也是主機所在組的地址。如果網絡上有多個主機加入了同一個組，那么只有一臺主機（隨機選?。l送響應報文。由于響應報文的目的地

14、址是主機所在組的地址，所以響應報文會被發送到主機所在組內的所有主機，其他的主機在收到該報文后，發現已經有人向路由器進行報告了，于是他們就不會再額外發送響應報文了。IGMPV2中多定義了一種離開報文，當主機離開某組播組時，會向路由器發送離開報文。路由器收到離開報文后，會發送查詢報文，查詢是否還有其它的主機屬于該組播組，如果沒有就刪除組播表項，有則不刪除。需要注意的是，此時路由器發送的查詢報文的組地址已經不是0了，而是特定的組地址（發送離開報文的主機所在的組）。因為此時路由器只想知道該特定組內是否有主機存在。這一點也是IGMPV2對IGMPV1的改進，名稱叫特定組查詢，IGMPV1中沒有該功能。注

15、意：1、不論是IGMPV1還是IGMPV2，所有的加入報文和離開報文都要被上報到查詢路由器2、非查詢路由器收到查詢報文后，從所有端口轉發該報文3、非查詢路由器收到特定組查詢報文后，根據組播表進行轉發4、特定組查詢報文的目的地址是要查詢的組地址5、離開報文的目的地址是224.0.0.2（表示所有路由器）IGMP報文格式：8位報文類型-8最大響應時間-16位校驗和-32位組地址報文類型：0x11表示查詢報文，包括普通查詢和特定組查詢報文0x16表示加入報文0x17表示離開報文0x12表示IGMPV1查詢報文IGMPV3待續。二層組播協議IGMP proxy或IGMP Snooping 二層組播協議

16、IGMP proxy或IGMP Snooping，采取的基本方法是對每個組播數據包分組傳送，下面分析這兩種協議的實現方式。 一、IGMP SnoopingIGMP Snooping和IGMP協議一樣，兩者都用于組播組的管理和控制，它們都使用IGMP報文。IGMP協議運行在網絡層，而IGMP Snooping則運行在鏈路層，當二層以太網交換機收到主機和路由器之間傳遞的IGMP報文時，IGMP Snooping分析IGMP報文所帶的信息，在二層建立和維護MAC組播地址表，以后從路由器下發的組播報文就根據MAC組播地址表進行轉發。IGMP Snooping只有在收到某一端口的IGMP離開報文或者某一

17、端口的老化時間定時器超時的時候才會主動向端口發IGMP特定組查詢報文，除此之外，它不會向端口發任何IGMP報文。IGMP Snooping是靠偵聽用戶與路由器之間通信的IGMP報文維護組播地址和VLAN的對應表的對應關系，它將同一組播組的活動成員映射為一個VLAN，在收到組播數據包后，僅向該組播組所對應的VLAN成員轉發。主要操作流程如下：(1)主機與BAS進行PPPoE協商，通過PPPoE認證。(2)主機向路由器發送IGMP成員報告包，BAS監聽到該包，并從PPPoE數據包中得到組播組的地址，將該用戶添加到對應的VLAN，如果該用戶是組播組的第一個用戶，則為這個組播組產生一個組播條目，并將該

18、報文轉發至上層路由器以更新組播路由表。(3)BAS收到路由器的組播數據報文時，根據組播MAC地址和組播IP地址的對應關系，找到對應的VLAN，然后將數據包封裝成PPPoE的會話包，向VLAN內的成員轉發。(4)當收到來自主機的申請離開組播組的包時，BAS把收到該包的端口從相應的VLAN中刪除，若該用戶是組播組最后一個用戶(此時 VLAN為空)，則把該VLAN刪除，并把該包內容通過上行端口轉發出去。 IGMP Snooping的規則比較簡單，下行方向透傳查詢包，上行方向根據需要轉發加入或離開包，但要求BAS必須有3層提取功能，它對于主機和路由器是透明的。二、IGMP ProxyIGMP Proxy是靠攔截用戶和路由器之間的IGMP報文建立組播表，Proxy設備的上聯端口執行主機的角色，下聯端口執行路由器的角