下一代ipv6網絡與多媒體技術

1、基于下一代網絡的大規(guī)模媒體服務,主講人 邢衛(wèi)2006年5月26日,一、應用展望,,3,需求強烈、技術合適,媒體服務滿足人們精神文化生活需求影視娛樂欣賞、新聞傳媒、圖書影像發(fā)行教育培訓、醫(yī)療衛(wèi)生、信息服務等下一代互聯網適合發(fā)展大規(guī)模遠程媒體服務地址空間更大設計更安全服務質量保障核心技術漸已成熟視頻編解碼、大規(guī)模組播、QoS保障數字版權管理、認證計費、終端播放和機頂盒,4,發(fā)展迅速、潛力巨大,國際公司積極推動網絡多媒體

2、和流媒體應用歐洲：英國電信、意大利FastWeb、法國電信等北美：美國部分電信運營商使用有線電視網和電信網相結合，提供視頻業(yè)務國內網絡流媒體業(yè)務正在穩(wěn)步發(fā)展中國電信準備IPTV商用中國網通宣稱開通大規(guī)模IPTV業(yè)務央視開播CCTV網絡電視新聞與娛樂頻道,5,市場廣泛、意義重大,市場需求與應用前景廣闊突破傳統(tǒng)模式：融合流媒體直播、錄播、點播、自主節(jié)目下載等 滲透眾多應用領域：廣電、電信、娛樂、教育、醫(yī)療、政府等部門

3、遠程媒體服務與IPv6互動發(fā)展IPv6支持流媒體發(fā)布所需QoS保證、大規(guī)模組播、安全和多業(yè)務融合等技術；大規(guī)模媒體服務將成為推動IPv6發(fā)展的重要業(yè)務,6,目前網絡技術與媒體服務存在的挑戰(zhàn),目前媒體服務、流媒體傳輸發(fā)展迅速，但是在現有Internet上存在問題Internet的無連接包轉發(fā)機制主要是為突發(fā)性數據傳輸設計的，不適合傳輸連續(xù)媒體流網絡傳輸的瓶頸問題突出 IPv4帶來的地址空間嚴重不足、數據傳輸缺乏質量保證、數據安全

4、性難以保證和對組播功能支持有限等問題安全加密、數字版權管理的問題,7,IPv6 的發(fā)展,提出IPv4定義的有限地址空間將被耗盡使用NAT技術來共享IP地址，造成私有地址網絡的連接問題妨礙互聯網的進一步發(fā)展 Internet主干網路由器有維護大型路由表的能力層次路由機制?平面路由機制需要地址配置簡單化越來越多的設備使用IP地址?地址配置自動化IP層安全需求標準的數據通信加密服務更好的實時QoS支持的需求IPv4 Q

5、oS依賴于IPv4服務類型字段、端口身份論證等只適用于局域網絡，絕大部分的實際應用設備都不支持,8,IPv6關鍵技術—基礎技術,龐大的地址空間以及層次化實現128位IP地址，即有2128-1 個地址,NAT地址轉換技術將不再需要簡化的報頭和靈活的擴展將包頭開銷降到最低，提高路由處理效率IPv6包頭之后的擴展包,僅受到整個IPv6包最大字節(jié)數的限制 網絡層的認證與加密全面支持IPSec，提供基于標準的網絡安全解決方案 服

6、務質量的滿足允許用戶對通信質量提出要求，包括使用IPSec加密的用戶在內,9,IPv6關鍵技術—基礎技術,對移動性的更好支持支持移動IP地址的自動配置、自動轉交、優(yōu)化路由選擇等高效的層次尋址及路由結構 大大降低了路由器的尋路和存儲開銷路由器不再做分段工作，分段僅由發(fā)送主機進行 增強的組播與流量控制不再有廣播地址，而是使用面向鏈路局部范圍內所有節(jié)點的組播地址 自動配置，即插即用的連網方式包括全狀態(tài)和無狀態(tài)地址配置方式

7、無狀態(tài)配置方式中，在線主機自動獲得本地路由器地址前綴等相關配置ICMPv6路由器請求和路由器發(fā)布報文 用于鄰節(jié)點交互的新協議替代了ARP請求 支持1280字節(jié)不分段數據包,10,IPv6帶給網絡媒體服務的優(yōu)點,自動配置，即插即用的連網方式簡化了流媒體系統(tǒng)的部署完善用戶管理功能基于IPSec的認證與加密技術保證了有條件接收技術中相關數據傳輸的安全性高性能的傳輸網絡IPv6的簡化報頭、高效的路由機制帶來了網絡性能的提高

8、和組網成本的降低,11,IPv6帶給網絡媒體服務的優(yōu)點,服務質量QoS在IPv4的基礎上作了一定的擴充 對各種多媒體信息根據緊急性和服務類別確定數據包的優(yōu)先級定義了專門的QoS域，大大減小rsvp的開銷,12,基于IPv6的多媒體技術的優(yōu)點,加強了組播功能實現基于組播、具有網絡性能保障的大規(guī)模視頻會議和高清晰度電視廣播的應用(高帶寬)取消了廣播使用一個“所有節(jié)點”組播地址來替代IPv4廣播地址使用有限組播地址的替代局部廣播

9、增加了標識和范圍字段 ，防止了組播地址的沖突,13,國內研究與應用現狀,我國CERNET2和CNGI-6IX項目初步開展了IPv6組播技術研究制定CERNET2組播地址分配方案進行CERNET2組播路由設計開發(fā)IPv6組播監(jiān)控系統(tǒng)調試基于IPv6 的大規(guī)模、強交互組播視頻會議系統(tǒng)開發(fā)具有HDTV和SDTV質量的組播視頻廣播系統(tǒng)在CERNET2上進行技術驗證，并投入試運行和服務浙江大學IPv6網絡 2004/12/23

10、 開通 IPv6多媒體服務網站,14,國外研究與應用現狀,韓國電子通信研究院(ETRI) 中國臺灣2002年開始的E-Taiwan計劃絕大多數ISP都支持IPv6,已有TaNet,TWAREN等實驗網絡HiNet 開展IPv6 多媒體服務歐洲 6INIT 開展的研究中，包含QoS,IPSec,VOIPv6等,二、關鍵技術工作,媒體服務系統(tǒng)總體要求和技術規(guī)范的制定網絡體系架構和組網總體方案的制定自主知識產權的成

11、套設備與軟件的研究開發(fā)示范網絡建設與業(yè)務試驗,16,總體技術規(guī)范的研究制定,（1）遠程媒體服務的范圍和服務形式流媒體直播、流媒體錄播、流媒體點播、自主節(jié)目下載、互動流媒體節(jié)目及其業(yè)務設置、操作管理、結算形式等等（2）遠程媒體服務系統(tǒng)的整體技術構成規(guī)范媒體服務中心系統(tǒng)、用戶接收終端系統(tǒng)構成對連接服務中心與用戶端系統(tǒng)的網絡的功能性能要求,17,總體技術規(guī)范的研究制定,（3）媒體服務中心的軟硬件系統(tǒng)技術規(guī)范各種業(yè)務單元設備的邏輯接

12、口、功能規(guī)范和主要性能指標編碼器、流發(fā)送器、數據發(fā)送器、節(jié)目單發(fā)送器、授權發(fā)送器、點播接入器、運行控制器等編碼器和流發(fā)送器支持的視頻編碼標準媒體服務中心系統(tǒng)內的所有協議規(guī)范媒體服務中心系統(tǒng)內部的邏輯構成和物理組網的方案,18,總體技術規(guī)范的研究制定,（4）媒體服務系統(tǒng)的網絡平臺技術規(guī)范主干傳輸網絡的技術規(guī)范，包括接口設備規(guī)范、網絡傳輸方式和性能指標（包括QoS保障性指標）接入網絡的技術規(guī)范，包括多種接口轉換設備的規(guī)范，接入網

13、絡的功能和性能指標描述網絡體系架構的技術規(guī)范，如不同接入網通過網關融合的多種協議堆棧結構,19,總體技術規(guī)范的研究制定,（5）媒體服務系統(tǒng)的用戶接收終端系統(tǒng)的技術規(guī)范不同用戶終端形式（如計算機、機頂盒＋電視機）、不同接入形式（如局域網接入、HFC直接接入等）技術規(guī)范媒體服務編碼類型，前端可能輸出各種編碼類型和參數組合終端應達到視覺質量指標（分辨率、幀率等）,20,網絡體系架構與組網總體方案,（1）以CNGI為核心的“樹網混合狀”

14、的新型網絡概念體系架構、適合遠程媒體服務“以點到面”廣播發(fā)送為主、雙向交互通信為輔的網絡傳輸服務模型（2） 研究IPv6的服務特點，開發(fā)實現面向遠程媒體服務基本傳輸基本模式（實時發(fā)布服務、可靠發(fā)布服務、實時互動服務、可靠互動服務）（3）提出以IPv6網絡為核心，融合IPv4、DVB-C等多種接入網絡的組網實現方案，包括：在IPv6基礎上的樹狀邏輯子網與網狀邏輯子網的實現；多種接入網絡與IPv6網絡的融合互聯的方案,,,21,網絡體系

15、架構與組網總體方案,（4）整個遠程媒體服務系統(tǒng)由分布式多級中心構成,,22,服務中心系統(tǒng)成套軟硬件開發(fā),（1）媒體服務中心系統(tǒng)內各種單元設備集成和研制開發(fā)集成或研制開發(fā)編碼器、流發(fā)送器、數據發(fā)送器、節(jié)目單發(fā)送器、授權發(fā)送器、流量檢測儀、點播接入器、運行控制器等（2）信源管理系統(tǒng)按照信源的物理特性、編碼格式、邏輯特性、播出計劃等因素制定信源的存儲策略、緩沖存儲策略、分類與檢索策略；開發(fā)信源存儲與檢索子系統(tǒng)、信源緩沖存儲分發(fā)與管理

16、子系統(tǒng)。,23,服務中心系統(tǒng)成套軟硬件開發(fā),（3）資源管理調度系統(tǒng)管理媒體服務中心平臺的通道劃分、帶寬劃分、時段劃分等資源分配實時優(yōu)化調度，生成推送計劃表（4）播出網絡管理與控制系統(tǒng)從推送計劃表實時動態(tài)生成節(jié)目單、授權控制信息、設備任務表等信息，管理和控制整個服務中心系統(tǒng)的各種設備運行（5）用戶管理與計費系統(tǒng)管理系統(tǒng)上的多個運營商、多種業(yè)務和用戶信息支持多用戶、多業(yè)務計費，支持點播付費，以及用戶與運營商之間、多個運營商

17、之間的結算,24,接入終端設備與軟件的開發(fā),（1）普通計算機的遠程媒體服務終端應用軟件接入方法與軟件（協議堆棧）集成、整合開發(fā)各類遠程媒體服務的界面設計研究制定操作系統(tǒng)及其應用軟件的性能保障機制，優(yōu)先級、線程管理等關鍵技術的設計和實現軟件體系結構設計保持各種業(yè)務模塊的一致性和重用性支持對多種視頻編碼標準的統(tǒng)一的支持保證解碼回放的服務性能。,25,接入終端設備與軟件的開發(fā),（2）電視機前置機頂盒嵌入式系統(tǒng)架構和嵌入式技術的

18、研究開發(fā)各類標準業(yè)務（視頻直播、視頻錄播、視頻點播、自主節(jié)目下載、互動流媒體節(jié)目）的用戶操作節(jié)目設計，特別是服務導航界面的設計和操作界面（遙控器）設計機頂盒內部支持各類業(yè)務的軟硬件體系結構研究，以及保障實時視頻業(yè)務流暢播放的軟硬件機制支持多種視頻編碼類型的軟硬件系統(tǒng)結構和實現方法的研究擇優(yōu)選擇實現方案，予以設計實現。,26,典型示范系統(tǒng),,,三、我們的工作,,28,基于IPv6、融合多種接入網絡大規(guī)模網絡媒體服務系統(tǒng),完全符合I

19、P標準的融合多種接入網絡能夠支持大容量媒體組播推送能夠支持實時信息互動,,29,系統(tǒng)特點—豐富的多媒體應用,媒體服務中心系統(tǒng)能夠向終端系統(tǒng)提供以下主要的服務形式：視頻直播：服務中心實時進行視頻的編碼和推送視頻錄播：服務中心將預先制作好的視頻節(jié)目以流媒體形式向終端推送視頻點播服務視頻交互答疑咨詢數據文件及目錄的推送和下載信息公告、通知、新聞等多媒體信息發(fā)布,30,系統(tǒng)特點—高組播帶寬,融合有線電視網與交互式IP網絡(In

20、ternet)充分利用了有線電視基礎網絡天然的組播和高帶寬特性與目前的商業(yè)寬帶互聯網有機結合初步解決了組播應用中的帶寬瓶頸,31,系統(tǒng)特點—多種網絡融合,基于融合網絡拓撲結構與組網技術，解決遠程大規(guī)模接入問題基于廣電SDH網作為IP組播傳輸主干網以商業(yè)寬帶網絡為IP交互傳輸網集成WiMax與DVB為IP接入網絡融合IP、WiMax與DVB的組網技術,32,系統(tǒng)研究內容,研究融合網絡的傳輸服務與管理控制技術高質量視音頻組播

21、技術、高效可靠多媒體信息廣播技術QoS管理技術、網絡資源自適應調度與均衡技術服務接入控制技術,33,系統(tǒng)研究內容,研究開發(fā)融合網絡平臺的服務與管理系統(tǒng)融合 WiMax、IP、DVB的網絡接入服務系統(tǒng)開發(fā)綜合DVB、WiMax的用戶接入系統(tǒng)開發(fā)融合網絡平臺的綜合管理與運行維護系統(tǒng)開發(fā),34,已開展的工作 1,承擔或完成多個相關的國家、省、市項目：浙江省信息化科技村鎮(zhèn)建設和示范（融合互聯網和有線電視網的數字媒體服務平臺），浙江省

22、科技廳重大科技攻關項目，2002年基于有線電視網和Internet網絡的多媒體綜合信息服務平臺，杭州市“5112”科技計劃項目，2002年多層次職業(yè)技術教育網絡化服務平臺，浙江省科技廳重大科技攻關項目，2003年基于IP網絡的流媒體視頻直播系統(tǒng)，浙江省信息產業(yè)廳軟件產業(yè)基金項目，2003年數字媒體網絡系統(tǒng)關鍵技術研究及應用，國家教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃項目，2004年,35,已開展的工作 2,承擔或完成多個相關的國家、省、市項目

23、：浙江省農村黨員干部現代遠程教育工程關鍵技術與設備研究及其應用，浙江省科學技術廳科技攻關項目，2004年自適應可靠安全的流媒體系統(tǒng)研究與開發(fā)，浙江省科學技術廳科技攻關項目，2004年優(yōu)質基礎教育資源網絡化服務，浙江省科學技術廳科技攻關項目，2004年數字媒體網絡系統(tǒng)及關鍵技術的研究，國家自然科學基金重點項目，2005年,36,已開展的工作 3,申請相關發(fā)明專利5項適合數字媒體發(fā)布業(yè)務的網絡結構與傳輸方法，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?0

24、0410016830.X融合IP網絡和有線電視網絡的接入方法及其設備，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?00410016829.7具有多種轉換功能的自適應視頻轉碼網關，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?00410016832.9一種融合互聯網和有線電視網絡環(huán)境下的條件接收系統(tǒng)，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?00410016828.2融合數據、語音、視頻混合編碼的多碼率編解碼及其等時傳輸方法，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?00410016827.8獲得軟件著作權4項,37,已

25、開展的工作 4,科技成果鑒定與獲獎成果4項基于有線電視網絡的多媒體遠程教育系統(tǒng)，2001年6月，浙江省科技廳鑒定為國內領先水平2002年度浙江省廣播電視局科技創(chuàng)新一等獎，2002年度國家廣播電影電視總局科技創(chuàng)新三等獎并列入04年度國家級火炬計劃項目浙江省信息化科技村鎮(zhèn)建設與示范（融合互聯網和有線電視網的數字媒體服務平臺），2005年1月，浙江省科技廳鑒定為國際先進水平多層次職業(yè)技術教育網絡平臺，2006年1月，浙江省科技廳鑒定

26、為國內領先水平基于有線電視網和互聯網的多媒體綜合信息服務平臺，2004年12月，杭州市科技局鑒定國內領先水平,38,已開展的工作 5,研發(fā)成果 “融合互聯網與有線電視網的大規(guī)模遠程媒體服務平臺”的現有應用浙江廣聯信息網絡有限公司投資建立一個可運營的“浙江省遠程綜合媒體服務平臺”，延伸到紹興、湖州、寧波、嘉興、麗水等五個地市中共浙江省委組織部利用該平臺建立了覆蓋浙江全省的“浙江省農村黨員干部現代遠程教育系統(tǒng)”四川省廣播電視網絡有限