第一節、研究背景與動機
美國 Comcast[1]電信公司成立於 1963 年，初期為單一系統的有線電視營運商。
目前，Comcast 電信公司為全美最大的有線電視業者，也是全球屬一屬二的通訊服 務供應商，營運項目除既有的有線電視業務外，也包含了寬頻網際網路的接取服務、
網路電話服務、及其他加值服務等。身為全美國最大的有線電視業者，目前 Comast 擁有約十萬個員工，服務涵蓋美國 39 州及華盛頓特區等，超過兩千四百一十萬個 有線電視客戶，一千五百三十萬個寬頻網際網路接取客戶，及六百八十萬個網路電 話客戶，全美市場佔有率超過 40%。
Comcast 的網路架構包含了 21 個 CRAN(Converged Regional Area Network)，並 透過多個備援的 10 GigE 網路互相連接，於其上同時傳輸語音、影像、及網際網路 封包等資料。由於維運了世界上最大的網路架構，Comcast 21 個 CRAN 的網路通訊 與管理設備，所需的 IP 數量相當驚人。即便不考慮未來 IPTV 的應用，也不計現 有的網路電話、寬頻網路服務等，單就現有的服務，Comcast 就需要約一億個 IP 位 址。如果全部換算成公用(Public) IPv4 位址，就需要 6 個 Class A 的區段，佔掉全 球 IPv4 公用位址的 2.7%。
Comcast 一開始在大部分的終端設備(包含纜線數據機、數位機上盒、網路電話 設備等)，使用動態分配的 IPv4 位址；而網路連接設備則採用固定 IP 的方式配置。
這樣的方式實施了幾年，卻由於業務量成長的快速，將網路連接設備改用私有網路 IP 連接，以便能挪出更多的公用 IP 供客戶端使用。然而，這種方式在 2005 年 7 月 以後，也達到了它的極限，單單設備端需求的 IP 總數量，已經超過了 RFC 1918[3]
所定義的所有私有網路 IP 位址空間。因此，Comcast 不得不再將公用 IP 也用在設 備管理上，加上網路的使用者快速激增，使得 Comcast 必須經常重新向美洲地區
ARIN(American Registry for Internet Numbers)提出新的 IPv4 位址申請。對 IPTV 而言，
目前 IP 架構的最大挑戰，就是 IPv4 位址不足，造成管理營運上極大的衝擊。
IP 是 Internet Protocol 之縮寫，是現今網際網路所採用之通信協定，而且目前使 用之版本為第四版，一般又可簡寫為 IPv4，發展至今已經使用 30 多年。IPv4 的位 址空間為 32 位元，也就是有最多 2 的 32 次方台電腦可以連上網際網路。近十年來 由於網際網路的蓬勃發展，IP 位址的需求量愈來愈大，使得 IP 位址的發放愈趨嚴 格，導致 IPv4 位址不夠使用，雖然 IP 位址轉換機制(Network Address Translation，
NAT)可減緩 IPv4 位址消耗的速度，但同時也帶來無法完全透通及安全風險上升的 問題。
而 2011 年 2 月 3 日全球位址分配最高機構 IANA(Internet Assigned Numbers Authority)宣佈已經沒有 IPv4 位址可供分配給世界五大地區 RIRs(Regional Internet registry)使用，隨後亞太區域 RIR APNIC(Asia-Pacific Network Information Centre)於 2011 年 4 月 15 日宣佈，只剩下最後一個 Class A 之位址可供分配給其會員(Class A = 224= 16,777,216)，而自動啟動最後 Class A IPv4 位址分配政策，也就是說每個 APNIC 會員將只能再申請 1024 個 IPv4 位址，對於 IPTV 創新服務提供，無疑是一個警訊 及致命傷。
IPv6[4]是新一代第六版之網際網路通訊協定，1998 年正式成為 IETF[2]之標準。
IPv6 位址空間由 32 位元擴增為 128 位元，是 IPv4 位址空間的 2 的 96 次方倍，可提 供未來數十年的 IP 位址需求。IPv6 除可解決目前網際網路通訊協定 IPv4 在位址空 間不足外，還增加了許多改善目前網際網路缺失的功能，可提供未來更優質的網際 網路服務，特別在未來 4G 行動上網及物聯網興起，帶動數位匯流創新服務契機。
第二節、研究目的與問題
本文章討論 IPv6 導入原來 IPv4 IPTV 網路中之方法，轉移的方式是採漸進方式，
在不影響現有網路服務下，依據網路現況靈活運用轉移機制，採循序漸進方式完成 IPv4 至 IPv6 的移轉。根據 IETF RFC 4213[5]建議，轉移機制技術上分為三大類，
IPv4/IPv6 雙協定(Dual Stack)、穿隧(Tunneling)及轉換(Translation)等三大類技術。並 確認每種方法的可行性，並比較相同服務採用 IPv4 和 IPv6 不同技術的效能分析，
藉由科學研究分析及數據呈現，證明 IPTV 可使用 IPv6 技術，而且可和 IPv4 共存。
第三節、研究範圍與限制
目前 IPTV 以網路型態可分為封閉型網路及公開型兩種，前者如中華電信 MOD、
後者如 Google TV。以技術型態區分又可區分為單播、多播及點對點技術(Ponit to Point, P2P)，本文因受限網路型態及相關技術取得不易，擬採用公開網路及單播進 行研究探討，並假設傳輸媒介為乙太(Ethernet)網路。
第四節、研究流程
先說明 IPv4 和 IPv6 網路傳送模式及影響效能的相關模型，在相同路徑中，發 現網路路由設備處理不同封包速度影響整體效能，以 RFC 2544 定義之效能參數，
量測相同路由設備，不同大小之 IPv4 和 IPv6 封包處理時間，證明 IPv6 的效能、安 全和 IPv4 相當。最後再以 HINET 環境進行 IPv4 和 IPv6 ping 的量測，分析可能原因。
最後建議以 IPv6 技術，作為數位匯流共同平台，未來可整合私網和公網架構，創 造統一的 IPTV 平台。
第五節、名詞解釋
一、縮寫
APNIC Asia-Pacific Network Information Centre ARIN American Registry for Internet Numbers CIDR Classless Inter-Domain Routing
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol IANA Internet Assigned Numbers Authority IETF Internet Engineer Task Force
ICMP Internet Control Message Protocol IGMP Internet Group Management Protocol IPTV Internet Protocol TV
IPv4 Internet Protocol Version 4 IPv6 Internet Protocol Version 6 MIB Management Information Base MLD Multicast Listener Discovery
MLDv2 Multicast Listener Discovery Version 2 MOD Multimedia on Demand
MTU Maximum Transmission Unit NAT Network Address Translation ND Neighbor Discovery
OSPF Open Shortest Path First PIM Protocol Independent Multicast RIR Regional Internet registry RP Rendezvous Point
RPT Rendezvous Point Tree RTP Real-time Transport Protocol RTSP Real Time Streaming Protocol
SNMP Simple Network Management Protocol
二、IPTV 定義
IPTV(Internet Protocol TV)是指一種可經由網路基礎建設(Network Infrastructure)，
與利用網際網路協定(Internet Protocol)向使用者提供 TV 的服務。通常 IPTV 營運業 者，會經由寬頻網路連結，向使用者提供 IPTV 服務。在此定義中須注意三個基本 元素：網際網路協定(Internet Protocol)、服務與寬頻網路連結。
網 際 網 路 協 定：基本上服務是以 IP 封包傳遞。此外，根據不同的服務需 求(如：即時實況廣播 Real-Time Broadcast、互動廣告購物 Interactive Advertisement and Shopping 等)，其他在一般 Internet 上所可能用到的通訊協定也會使用到，如 RTP(Real-time Transport Protocol)、RTSP(Real Time Streaming Protocol)、IGMP( Internet Group Management Protocol) 等。
服務：基本上 IPTV 提供影音多媒體的服務(Audiovisual Multimedia Services)， 如 依節目表播放的電視廣播服務(TV Broadcasting Services)、互動電視服務(Interactive TV Services)、由使用者決定播放時程的隨選多媒體服務(On-Demand Multimedia Services)等。此外， 有些 IPTV 服務提供業者亦提供通訊服務(Communication Services) 或網際網路資訊瀏覽與下載服務。
寬頻網路連結：在此， IPTV 的定義並不特別指明是何種傳輸網路， 因為只 要能提供寬頻連結之傳輸網路，皆可經由其上提供 IPTV 服務。目前 IPTV 寬頻網 路雖以 xDSL、Optical Fiber 有線連結的傳輸網路為主，但隨著技術的發展，如無線 寬頻傳輸網路(如 WiMax)、3G/4G 行動網路、行動電視網路 DVB-H/Media Flo、甚至 衛星通訊網路等，亦可提供使用者寬頻網路連結。此不同傳輸網路的類型，亦會影 響到 IPTV 營運的相關管理法規與營運執照的發放。