优化IPTV流量区分与海底图像纹理分析技术

### 优化IPTV流量区分与海底图像纹理分析技术 #### 1. IPTV流量区分在IMS环境下的研究 在当今IP基础设施上分发实时多媒体流量的大背景下，服务提供商面临着满足多种QoS（服务质量）约束的挑战，特别是数据包丢失和传输延迟问题。IPTV技术作为电信市场中备受瞩目的应用，虽为服务提供商利用IP承载各类IPTV流量提供了契机，但目前基于DiffServ的QoS机制却限制了其服务质量。 IPTV流主要包含广播（BC）、视频点播（VoD）、个人视频录制（PVR）等类型。DiffServ标准虽将IPTV流视为高优先级，但对BC、PVR、VoD等流量缺乏区分，而实际上它们对延迟等参数的敏感度差异显著。 ##### 1.1 IPTV架构 IPTV架构主要分为两类： - **专用IPTV系统**：在NGN平台内设有专用子系统，为所有用户提供所需的IPTV功能，主要功能包括服务控制和用户配置文件管理。其优势在于资源专用，可靠性和性能较高，但与其他NGN元素连接以提供融合服务的过程较为复杂。 - **基于IMS的系统**：集成IMS组件提供IPTV服务，将IPTV客户端视为IMS客户端，其认证、授权和计费由IMS功能完成。该系统支持移动性、与NGN服务启用器交互、服务个性化和媒体适配等功能，能使IPTV流适应可用网络资源和不同用户终端。其中，ETSI TISPAN基于IMS的IPTV架构是应用最广泛的框架。 以下为两种架构的对比表格： | 架构类型 | 优势 | 劣势 | | ---- | ---- | ---- | | 专用IPTV系统 | 资源专用，可靠性和性能高 | 与其他NGN元素连接复杂 | | 基于IMS的系统 | 支持移动性、个性化等，适配资源和终端 | - | ##### 1.2 IMS中的QoS控制 QoS指网络为选定流量部分提供更优服务的能力。3GPP通过基于策略的解决方案，确保为接入网络中的授权用户提供足够的QoS资源。用户启动IMS会话前，UE需根据服务订阅与对等UE协商会话的媒体流，这通过应用层信令平面中的SIP信令实现，目标是仅允许协商好的媒体流在传输层传输。策略通过一组策略规则应用，规则存储在策略存储库中，策略决策点（PDP）根据签约IP QoS触发的策略事件检索相应规则。 mermaid流程图展示QoS控制流程： ```mermaid graph LR A[用户启动IMS会话] --> B[UE协商媒体流] B --> C[SIP信令协商] C --> D[允许协商好的媒体流传输] D --> E[PDP检索策略规则] ``` ##### 1.3 解决方案 为解决现有DiffServ机制的不足，提出了名为IF（IPTV flows）的PHBs列表，根据数据包对延迟的敏感度对其进行优先级分类。使用3个DSCP比特识别同一流中对延迟敏感的IPTV数据包，并通过改变另外3个比特（101xxx）区分BC、VoD、PVR。将这些DSCP值映射到相应的PHBs，可优先处理BC数据包。当资源不足时，DiffServ核心路由器会从队列中移除优先级较低的数据包，在队列饱和时，按VoD、PVR、BC的顺序消除数据包。 在实际操作中，为对发往UE的IP数据包进行DSCP标记，采用了修改后的Linux crtmpserver进行h.264视频编码和流分析，根据NRI字段的值设置当前数据包的S_PR值。在源节点（媒体服务器），通过DSMARK工具将S_PR值转换为DSCP值并关联相应的PHB。测试基准包括核心路由器、边缘路由器、IPTV客户端、应用服务器、摄像头和CrtmpServer等组件。 以下是测试基准的组件列表： 1. 包含IMS各组件的Core Router - Linux 2. 用于连接应用服务器和客户端的One - Edge Linux路由器 3. IPTV客户端 4. 允许客户端连接到IMS代理的Linux路由器 5. 提供BC、PVR和VoD服务的应用服务器 6. 作为广播流量源的摄像头 7. 用于编码和流式传输的CrtmpServer 通过模拟场景，验证了该机制的有效性。模拟场景中，设置了IP TV CP系统，输入包括存储在媒体服务器上的电影、客户端录制视频的存储空间和摄像头拍摄的视频，输出为H.264格式。使用Java代理识别客户端的端口和IP地址，媒体服务器根据相关参数设置D