下一代ipv6網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)

1、基于下一代網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模媒體服務(wù),主講人 邢衛(wèi)2006年5月26日,一、應(yīng)用展望,,3,需求強烈、技術(shù)合適,媒體服務(wù)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(xùn)、醫(yī)療衛(wèi)生、信息服務(wù)等下一代互聯(lián)網(wǎng)適合發(fā)展大規(guī)模遠(yuǎn)程媒體服務(wù)地址空間更大設(shè)計更安全服務(wù)質(zhì)量保障核心技術(shù)漸已成熟視頻編解碼、大規(guī)模組播、QoS保障數(shù)字版權(quán)管理、認(rèn)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(wǎng)絡(luò)多媒體

2、和流媒體應(yīng)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(wǎng)和電信網(wǎng)相結(jié)合，提供視頻業(yè)務(wù)國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)流媒體業(yè)務(wù)正在穩(wěn)步發(fā)展中國電信準(zhǔn)備IPTV商用中國網(wǎng)通宣稱開通大規(guī)模IPTV業(yè)務(wù)央視開播CCTV網(wǎng)絡(luò)電視新聞與娛樂頻道,5,市場廣泛、意義重大,市場需求與應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)域：廣電、電信、娛樂、教育、醫(yī)療、政府等部門

3、遠(yuǎn)程媒體服務(wù)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(wù)融合等技術(shù)；大規(guī)模媒體服務(wù)將成為推動IPv6發(fā)展的重要業(yè)務(wù),6,目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與媒體服務(wù)存在的挑戰(zhàn),目前媒體服務(wù)、流媒體傳輸發(fā)展迅速，但是在現(xiàn)有Internet上存在問題Internet的無連接包轉(zhuǎn)發(fā)機制主要是為突發(fā)性數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計的，不適合傳輸連續(xù)媒體流網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠款i問題突出 IPv4帶來的地址空間嚴(yán)重不足、數(shù)據(jù)傳輸缺乏質(zhì)量保證、數(shù)據(jù)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(shù)字版權(quán)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(shù)來共享IP地址，造成私有地址網(wǎng)絡(luò)的連接問題妨礙互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展 Internet主干網(wǎng)路由器有維護(hù)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(shè)備使用IP地址?地址配置自動化IP層安全需求標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信加密服務(wù)更好的實時QoS支持的需求IPv4 Q

5、oS依賴于IPv4服務(wù)類型字段、端口身份論證等只適用于局域網(wǎng)絡(luò)，絕大部分的實際應(yīng)用設(shè)備都不支持,8,IPv6關(guān)鍵技術(shù)—基礎(chǔ)技術(shù),龐大的地址空間以及層次化實現(xiàn)128位IP地址，即有2128-1 個地址,NAT地址轉(zhuǎn)換技術(shù)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(shù)的限制 網(wǎng)絡(luò)層的認(rèn)證與加密全面支持IPSec，提供基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案 服

6、務(wù)質(zhì)量的滿足允許用戶對通信質(zhì)量提出要求，包括使用IPSec加密的用戶在內(nèi),9,IPv6關(guān)鍵技術(shù)—基礎(chǔ)技術(shù),對移動性的更好支持支持移動IP地址的自動配置、自動轉(zhuǎn)交、優(yōu)化路由選擇等高效的層次尋址及路由結(jié)構(gòu) 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(jìn)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(nèi)所有節(jié)點的組播地址 自動配置，即插即用的連網(wǎng)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(guān)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(xié)議替代了ARP請求 支持1280字節(jié)不分段數(shù)據(jù)包,10,IPv6帶給網(wǎng)絡(luò)媒體服務(wù)的優(yōu)點,自動配置，即插即用的連網(wǎng)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(rèn)證與加密技術(shù)保證了有條件接收技術(shù)中相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩愿咝阅艿膫鬏斁W(wǎng)絡(luò)IPv6的簡化報頭、高效的路由機制帶來了網(wǎng)絡(luò)性能的提高

8、和組網(wǎng)成本的降低,11,IPv6帶給網(wǎng)絡(luò)媒體服務(wù)的優(yōu)點,服務(wù)質(zhì)量QoS在IPv4的基礎(chǔ)上作了一定的擴充 對各種多媒體信息根據(jù)緊急性和服務(wù)類別確定數(shù)據(jù)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(shù)的優(yōu)點,加強了組播功能實現(xiàn)基于組播、具有網(wǎng)絡(luò)性能保障的大規(guī)模視頻會議和高清晰度電視廣播的應(yīng)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(biāo)識和范圍字段 ，防止了組播地址的沖突,13,國內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀,我國CERNET2和CNGI-6IX項目初步開展了IPv6組播技術(shù)研究制定CERNET2組播地址分配方案進(jìn)行CERNET2組播路由設(shè)計開發(fā)IPv6組播監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)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(zhì)量的組播視頻廣播系統(tǒng)在CERNET2上進(jìn)行技術(shù)驗證，并投入試運行和服務(wù)浙江大學(xué)IPv6網(wǎng)絡(luò) 2004/12/23

10、 開通 IPv6多媒體服務(wù)網(wǎng)站,14,國外研究與應(yīng)用現(xiàn)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(shù)ISP都支持IPv6,已有TaNet,TWAREN等實驗網(wǎng)絡(luò)HiNet 開展IPv6 多媒體服務(wù)歐洲 6INIT 開展的研究中，包含QoS,IPSec,VOIPv6等,二、關(guān)鍵技術(shù)工作,媒體服務(wù)系統(tǒng)總體要求和技術(shù)規(guī)范的制定網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)和組網(wǎng)總體方案的制定自主知識產(chǎn)權(quán)的成

11、套設(shè)備與軟件的研究開發(fā)示范網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與業(yè)務(wù)試驗,16,總體技術(shù)規(guī)范的研究制定,（1）遠(yuǎn)程媒體服務(wù)的范圍和服務(wù)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(wù)設(shè)置、操作管理、結(jié)算形式等等（2）遠(yuǎn)程媒體服務(wù)系統(tǒng)的整體技術(shù)構(gòu)成規(guī)范媒體服務(wù)中心系統(tǒng)、用戶接收終端系統(tǒng)構(gòu)成對連接服務(wù)中心與用戶端系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)的功能性能要求,17,總體技術(shù)規(guī)范的研究制定,（3）媒體服務(wù)中心的軟硬件系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范各種業(yè)務(wù)單元設(shè)備的邏輯接

12、口、功能規(guī)范和主要性能指標(biāo)編碼器、流發(fā)送器、數(shù)據(jù)發(fā)送器、節(jié)目單發(fā)送器、授權(quán)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(biāo)準(zhǔn)媒體服務(wù)中心系統(tǒng)內(nèi)的所有協(xié)議規(guī)范媒體服務(wù)中心系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯構(gòu)成和物理組網(wǎng)的方案,18,總體技術(shù)規(guī)范的研究制定,（4）媒體服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)規(guī)范主干傳輸網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)規(guī)范，包括接口設(shè)備規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)傳輸方式和性能指標(biāo)（包括QoS保障性指標(biāo)）接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)規(guī)范，包括多種接口轉(zhuǎn)換設(shè)備的規(guī)范，接入網(wǎng)

13、絡(luò)的功能和性能指標(biāo)描述網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的技術(shù)規(guī)范，如不同接入網(wǎng)通過網(wǎng)關(guān)融合的多種協(xié)議堆棧結(jié)構(gòu),19,總體技術(shù)規(guī)范的研究制定,（5）媒體服務(wù)系統(tǒng)的用戶接收終端系統(tǒng)的技術(shù)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(wǎng)接入、HFC直接接入等）技術(shù)規(guī)范媒體服務(wù)編碼類型，前端可能輸出各種編碼類型和參數(shù)組合終端應(yīng)達(dá)到視覺質(zhì)量指標(biāo)（分辨率、幀率等）,20,網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)與組網(wǎng)總體方案,（1）以CNGI為核心的“樹網(wǎng)混合狀”

14、的新型網(wǎng)絡(luò)概念體系架構(gòu)、適合遠(yuǎn)程媒體服務(wù)“以點到面”廣播發(fā)送為主、雙向交互通信為輔的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)模型（2） 研究IPv6的服務(wù)特點，開發(fā)實現(xiàn)面向遠(yuǎn)程媒體服務(wù)基本傳輸基本模式（實時發(fā)布服務(wù)、可靠發(fā)布服務(wù)、實時互動服務(wù)、可靠互動服務(wù)）（3）提出以IPv6網(wǎng)絡(luò)為核心，融合IPv4、DVB-C等多種接入網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)實現(xiàn)方案，包括：在IPv6基礎(chǔ)上的樹狀邏輯子網(wǎng)與網(wǎng)狀邏輯子網(wǎng)的實現(xiàn)；多種接入網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的融合互聯(lián)的方案,,,21,網(wǎng)絡(luò)體系

15、架構(gòu)與組網(wǎng)總體方案,（4）整個遠(yuǎn)程媒體服務(wù)系統(tǒng)由分布式多級中心構(gòu)成,,22,服務(wù)中心系統(tǒng)成套軟硬件開發(fā),（1）媒體服務(wù)中心系統(tǒng)內(nèi)各種單元設(shè)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(shù)據(jù)發(fā)送器、節(jié)目單發(fā)送器、授權(quán)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(wù)中心系統(tǒng)成套軟硬件開發(fā),（3）資源管理調(diào)度系統(tǒng)管理媒體服務(wù)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(diào)度，生成推送計劃表（4）播出網(wǎng)絡(luò)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(quán)控制信息、設(shè)備任務(wù)表等信息，管理和控制整個服務(wù)中心系統(tǒng)的各種設(shè)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(wù)和用戶信息支持多用戶、多業(yè)務(wù)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(jié)算,24,接入終端設(shè)備與軟件的開發(fā),（1）普通計算機的遠(yuǎn)程媒體服務(wù)終端應(yīng)用軟件接入方法與軟件（協(xié)議堆棧）集成、整合開發(fā)各類遠(yuǎn)程媒體服務(wù)的界面設(shè)計研究制定操作系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的性能保障機制，優(yōu)先級、線程管理等關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計和實現(xiàn)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計保持各種業(yè)務(wù)模塊的一致性和重用性支持對多種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一的支持保證解碼回放的服務(wù)性能。,25,接入終端設(shè)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(gòu)和嵌入式技術(shù)的

18、研究開發(fā)各類標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)（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(shè)計，特別是服務(wù)導(dǎo)航界面的設(shè)計和操作界面（遙控器）設(shè)計機頂盒內(nèi)部支持各類業(yè)務(wù)的軟硬件體系結(jié)構(gòu)研究，以及保障實時視頻業(yè)務(wù)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(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法的研究擇優(yōu)選擇實現(xiàn)方案，予以設(shè)計實現(xiàn)。,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(wǎng)絡(luò)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)媒體服務(wù)系統(tǒng),完全符合I

19、P標(biāo)準(zhǔn)的融合多種接入網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用,媒體服務(wù)中心系統(tǒng)能夠向終端系統(tǒng)提供以下主要的服務(wù)形式：視頻直播：服務(wù)中心實時進(jìn)行視頻的編碼和推送視頻錄播：服務(wù)中心將預(yù)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(wù)視頻交互答疑咨詢數(shù)據(jù)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(wǎng)與交互式IP網(wǎng)絡(luò)(In

20、ternet)充分利用了有線電視基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)天然的組播和高帶寬特性與目前的商業(yè)寬帶互聯(lián)網(wǎng)有機結(jié)合初步解決了組播應(yīng)用中的帶寬瓶頸,31,系統(tǒng)特點—多種網(wǎng)絡(luò)融合,基于融合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與組網(wǎng)技術(shù)，解決遠(yuǎn)程大規(guī)模接入問題基于廣電SDH網(wǎng)作為IP組播傳輸主干網(wǎng)以商業(yè)寬帶網(wǎng)絡(luò)為IP交互傳輸網(wǎng)集成WiMax與DVB為IP接入網(wǎng)絡(luò)融合IP、WiMax與DVB的組網(wǎng)技術(shù),32,系統(tǒng)研究內(nèi)容,研究融合網(wǎng)絡(luò)的傳輸服務(wù)與管理控制技術(shù)高質(zhì)量視音頻組播

21、技術(shù)、高效可靠多媒體信息廣播技術(shù)QoS管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源自適應(yīng)調(diào)度與均衡技術(shù)服務(wù)接入控制技術(shù),33,系統(tǒng)研究內(nèi)容,研究開發(fā)融合網(wǎng)絡(luò)平臺的服務(wù)與管理系統(tǒng)融合 WiMax、IP、DVB的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)系統(tǒng)開發(fā)綜合DVB、WiMax的用戶接入系統(tǒng)開發(fā)融合網(wǎng)絡(luò)平臺的綜合管理與運行維護(hù)系統(tǒng)開發(fā),34,已開展的工作 1,承擔(dān)或完成多個相關(guān)的國家、省、市項目：浙江省信息化科技村鎮(zhèn)建設(shè)和示范（融合互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的數(shù)字媒體服務(wù)平臺），浙江省

22、科技廳重大科技攻關(guān)項目，2002年基于有線電視網(wǎng)和Internet網(wǎng)絡(luò)的多媒體綜合信息服務(wù)平臺，杭州市“5112”科技計劃項目，2002年多層次職業(yè)技術(shù)教育網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)平臺，浙江省科技廳重大科技攻關(guān)項目，2003年基于IP網(wǎng)絡(luò)的流媒體視頻直播系統(tǒng)，浙江省信息產(chǎn)業(yè)廳軟件產(chǎn)業(yè)基金項目，2003年數(shù)字媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用，國家教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃項目，2004年,35,已開展的工作 2,承擔(dān)或完成多個相關(guān)的國家、省、市項目

23、：浙江省農(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備研究及其應(yīng)用，浙江省科學(xué)技術(shù)廳科技攻關(guān)項目，2004年自適應(yīng)可靠安全的流媒體系統(tǒng)研究與開發(fā)，浙江省科學(xué)技術(shù)廳科技攻關(guān)項目，2004年優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)教育資源網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)，浙江省科學(xué)技術(shù)廳科技攻關(guān)項目，2004年數(shù)字媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)的研究，國家自然科學(xué)基金重點項目，2005年,36,已開展的工作 3,申請相關(guān)發(fā)明專利5項適合數(shù)字媒體發(fā)布業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與傳輸方法，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?0

24、0410016830.X融合IP網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)的接入方法及其設(shè)備，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?00410016829.7具有多種轉(zhuǎn)換功能的自適應(yīng)視頻轉(zhuǎn)碼網(wǎng)關(guān)，發(fā)明專利，申請?zhí)枺?00410016832.9一種融合互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)、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(quán)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(wǎng)絡(luò)的多媒體遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，2001年6月，浙江省科技廳鑒定為國內(nèi)領(lǐng)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(shè)與示范（融合互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)的數(shù)字媒體服務(wù)平臺），2005年1月，浙江省科技廳鑒定為國際先進(jìn)水平多層次職業(yè)技術(shù)教育網(wǎng)絡(luò)平臺，2006年1月，浙江省科技廳鑒定

26、為國內(nèi)領(lǐng)先水平基于有線電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的多媒體綜合信息服務(wù)平臺，2004年12月，杭州市科技局鑒定國內(nèi)領(lǐng)先水平,38,已開展的工作 5,研發(fā)成果 “融合互聯(lián)網(wǎng)與有線電視網(wǎng)的大規(guī)模遠(yuǎn)程媒體服務(wù)平臺”的現(xiàn)有應(yīng)用浙江廣聯(lián)信息網(wǎng)絡(luò)有限公司投資建立一個可運營的“浙江省遠(yuǎn)程綜合媒體服務(wù)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(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)”四川省廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限