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WiMAX在网络电视接入网中的应用

行业资讯 / 2021-10-05 00:36

本文摘要:1、前言 IPTV技术是利用宽带网的基础设施,以电视机或计算机作为终端设备,集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体,通过IP协议向用户获取LiveTV、VOD视频点播、TSTV时后移电视、互联网络网页和IP可视电话等多媒体信息服务业务。由于这些业务具备比特率市场需求大、实时性以及涉及的服务质量性能拒绝低的特点,必须各个运营商为网络电视业务数据流传输的过程获取适当的确保。

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1、前言  IPTV技术是利用宽带网的基础设施,以电视机或计算机作为终端设备,集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体,通过IP协议向用户获取LiveTV、VOD视频点播、TSTV时后移电视、互联网络网页和IP可视电话等多媒体信息服务业务。由于这些业务具备比特率市场需求大、实时性以及涉及的服务质量性能拒绝低的特点,必须各个运营商为网络电视业务数据流传输的过程获取适当的确保。只有获取更加高带宽、低QoS确保的符合业务市场需求的宽带接入网络,才能确保业务的大规模积极开展;只有突破终端部分的比特率瓶颈,才能确实推展IPTV的较慢发展。

  2、现有的终端技术  目前4种主流的终端方案是:数字用户线(DSL)、光纤同轴电缆混合网(HFC)、光纤传输+局域网(FTTx+LAN)以及无线终端方案。  ●对于数字用户环路方案来说,由于其使用了星型的网络拓扑结构,使得使用这种方式终端网络电视的用户需要取得较为好的安全性,同时数字用户环路是目前用户普及率最低的终端手段,但是却也受到传输距离、阻碍以及单点过热等多个方面的约束。  ●对于光纤同轴电缆混合终端方案来说,虽然终端网络电视系统必须对用户线路的改建投资十分小、抗干扰能力强劲,同时理论上、上行终端速率较为低,但是由于光纤同轴电缆方案使用了分享结构,当用户数量下降之后,终端的速率不会随之上升。  ●对光纤传输+局域网终端方案来说,其在数据传输速率以及安全性等多个方面都符合网络电视的拒绝,但是必须用户所在的小区预先下穿以太网,这样就容许了终端用户地域。

  ●WiMAX作为无线终端方式的典型代表其特点非常明显,比起于有线网络,无线终端的灵活性更高,并且在WiMAX协议中,多播以及服务质量等涉及的性能也都获得了显著的提高,使得这种终端需要符合网络电视终端的拒绝。  3、WiMAX终端技术  WiMAX(WorldinteroperabilityforMicrowaveAccess)是根据IEEE802.16标准定义的一种无线宽带接入技术,IEEE802.16标准有多个版本,802.16-2004(802.16d)和802.16-2005(802.16e)这两个版本使WiMAX确实沦为了无线领域中的热点。尤其是802.16e的公布,为个人移动宽带领域的发展带给了极大的推动力。

  3.1 WiMAX的协议体系结构  WiMAX的协议体系结构模型如图1右图,还包括物理层和媒体终端掌控层(MAC)。MAC层又包括三个子层:特定服务汇集子层,获取与更加高层的模块,通过有所不同的汇集方式更佳地兼容各种上层协议;公共部分子层,负责管理继续执行MAC层的核心功能,还包括系统终端、比特率分配、相连创建、相连确保等;安全性子层,获取加密、鉴权、密钥互相交换等与安全性有关的功能。

    图1 WiMAX的协议体系结构  3.2 物理层  WiMAX系统为符合各种有所不同应用于场合制订了两个用于频段:10~66GHz与2~11GHz。WiMAX在10GHz~66GHz频带内,定义了一个单载波调制模式的空中模块;在2~11GHz频段范围内,定义了三个空中模块规范。  3.3 媒质终端掌控(MAC)层  WiMAX系统(还包括802.16e和802.16-2004)的MAC层最明显的特点是面向相连,即所有业务(还包括本身是无相连的业务)在802.16系统中都将同构到相连上,每条相连都有一个16bit的相连标志(CID)作为唯一标志。WiMAX的MAC层定义了更为完备的QoS机制,MAC层针对每个相连设置有所不同的QoS参数,还包括速率、时延等指标。

为了更佳地掌控下行数据的比特率分配,标准还定义了有所不同的下行比特率调度模式,针对动态和非动态业务,相同比特率和星型比特率业务的特点使用有所不同的调度机制,构建比特率的灵活性分配。其MAC层的设计既反对点对多点(PMP)结构,又反对网络(Mesh)结构,同时反对连续型业务和脑溢血型业务,还包括话音、数据、IP相连、VoIP等。

为了解决问题无线传输环境的不稳定性,MAC层使用了无线链路自适应技术、ARQ和H-ARQ技术等来确保信息传输的可靠性和有效性。IEEE802.16e-2005在IEEE802.16-2004的基础上在MAC层引进了很多新的特性。主要还包括三个方面:转换技术、节电功能、安全性能力。

  4、基于WiMAX终端的IPTV系统模型  基于WiMAX的IPTV接入网的功能框图如图2右图,还包括视频服务器(VideoServer)、视频路由/交换器(VideoRouter/switcher)、用户基站(SS)、基站(BS)、终端。    图2 基于WiMAX的IPTV接入网系统模型  ●视频服务器(VideoServer):存储语音视频内容,内容就是指预先录制好的节目传输编码获得,再行向用户获取服务。

视频服务器可以集中于或集中产于在核心网络中。  ●视频路由/交换器(VideoRouter/Switcher):获取视频服务器到IP网络的路由终端。  ●用户基站(SS):基站的一种,获取基站和用户终端的中继相连,一般来说使用相同天线加装在小区的屋顶上。

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基站与用户基站之间使用动态适应性信号调制模式。  ●基站(BS):基站获取用户基站与IP网络间的相连,一般来说使用扇形/定向或全向天线,可获取灵活性的子信道部署与配备功能,并根据用户群体状况大大升级拓展网络。  ●终端:WiMAX系统定义用户终端设备与用户基站间的相连模块,获取用户终端设备的终端。

  图3是IPTV的传播协议栈。语音视频内容首先经过传输编码(大多使用MPEG-2),然后用于动态传输协议(RTP)PCB,获得的载荷用于UDP或者TCPPCB成IP层的有效载荷,最后经过IP协议和以太网802.3协议PCB后在核心网络中传播。核心网边缘的WiMAX基站在接到802.3协议包后,基站的MAC层解法PCB该包在,除去以太网协议头,再行PCB成802.16协议的MAC层分组数据单元和PHY层数据单元。

物理层使用前向数据流编码(FEC)、符号同构和OFDM调制等技术为数据单元打算无线空中相连。无线电收发器通过天线再行把信号发送给SS或BS。当SS和BS接管到信号后,通过上面过程的逆过程,把信号还原成为用户必须的语音视频内容。


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