IPTV技術發展探究

一、什么是IPTV

IPTV即交互式網絡電視，利用寬帶網的基礎設施，以家用電視機或電腦作為主要終端設備，集互聯網、多媒體、通信等多種技術于一體，通過互聯網絡協議（IP）向家庭用戶提供包括數字電視在內的多種交互式數字媒體服務的嶄新技術。

IPTV與傳統TV節目的最大區別在于“交互性”和“實時性”，實現的是無論何時地都能“按需收看”的交互網絡視頻業務。對于“IPTV”的理解，也有兩種觀點：（1）“IPTV=IP+TV”模式，即在這種實現方式中，IP業務和TV業務在CABLE中是完全獨立并行的。（2）“IPTV=TV over IP”模式，即包括TV在內的所有業務都承載在IP之上。

IPTV有兩個基本特點：基于IP技術和個性化的按需服務，與傳統電視相比其最大的特點是交互性和實時性。用戶可按需獲取寬帶IP網提供的媒體節目，實現實質性互動。其次，IPTV借助先進高效（768kb/s時接近DVD水平）的視頻壓縮技術（MPEG-4、H.264等），為用戶提供高質量的數字媒體信息服務。此外，IPTV還可以為用戶提供包括數字電視節目、可視電話、VOD、網絡游戲、網上購物和遠程教育等在內的交互式多媒體信息服務。

二、IPTV的物理結構

從物理結構上看IPTV系統分為三個子系統：網絡系統（業務傳送平臺）、服務端系統（包括節目源、業務平臺）、用戶端系統組成。

（1）節目（內容）源。節目源是各類媒體信息及視頻服務商提供的各類節目。（2）業務平臺。對內容繼續編輯集成，面向用戶提供IPTV業務的平臺。（3）內容分發網絡。IPTV業務具有個性化、交互性特點，點播類IPTV業務必須采用內容分發網（CDN/VDN）技術，需要在互聯網基礎網絡之上疊加構建一個專用的內容分發網（CDN/VDN）。（4）用戶端。用戶端設備的主要功能是接收和處理媒體流，向用戶呈現媒體流。IPTV終端分為PC電腦、IPTV機頂盒+電視機、手機三種平臺。

三、IPTV主要技術

IPTV技術主要包括音視頻編解碼技術、流媒體傳送技術、寬帶接入網絡技術、IP機頂盒技術。（1）音視頻編解碼技術。IPTV音視頻編解碼技術在整個系統中處于重要地位，IPTV作為IP網絡上的視頻應用，對音視頻編解碼有很高的要求。目前主流的視頻編碼格式有以下幾種：MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、微軟的WMV-9、Real公司的視頻格式，前三者為公開的國際標準，后兩者為企業的私有標準。（2）音視頻服務器。音視頻服務器是一種對視音頻數據進行壓縮、存儲及處理的專用計算設備，它在廣告插播、多通道循環墊播、延時插出、硬盤播出及視頻節目點播等方面都有廣泛的應用。（3）IP單播和組播技術。單播主要完成數據從一方傳送到另一方的任務，傳送數據時必須在發送方和接收方之間建立通道，網絡軟件中的單播方式多以TCP的連接方式工作。組播是一種允許一個或多個發送者（組播源）發送單一的數據包到多個接收者的網絡技術。（4）IP QoS技術。不同的業務對網絡的要求是不同的，如何在分組化的IP網絡實現多種實時和非實時業務成為一個重要話題，人們提出了QoS的概念。（5）數字版權管理（DRM）技術。數字版權管理是隨著電子音視頻節目在互聯網上的廣泛傳播而發展起來的一種新技術。首先在互聯網上音視頻節目的傳播上得到應用，并逐步應用到其他業務領域。（6）寬帶接入網絡技術。IPTV接入可以充分利用現有寬帶接入技術，主要有xDSL、FTTx+LAN、Cable Modem等三種。目前，xDSL技術中最常用的技術有ADSL和VDSL。FTTx技術是光纖到x的簡稱，它可以是光纖到戶（FTTH）、光纖到局（FTTE）、光纖到配線盒/路邊（FTTC）、光纖到大樓/辦公室（FTTB/0）。

四、IPTV的主要業務及對網絡承載性能的要求

當前的網絡電視應用主要提供四類業務：直播電視（Live TV）、視頻點播（VOD）、時移電視（Time-shifted TV）、基于機頂盒的因特網瀏覽業務。它們對承載網絡有各自不同的傳輸質量要求。（1）Live TV。IPTV系統的基本業務，也是運營商廣泛推廣IPTV應用的關鍵業務。將實時的視頻信號（攝像頭信號、電視信號）實時壓縮成數字信號，通過直播形式傳送到每一個請求的客戶端。在一臺服務器上可以實時直播多路數字電視信號。（2）VOD。根據觀眾的要求播放節目的視頻點播系統。視頻點播是當前國際上最熱門的高科技應用項目之一，它是隨著計算機技術和網絡通訊技術的發展，綜合了計算機、通訊技術、電視技術而迅速新興的一門綜合性技術。它適應了網絡和視頻技術的發展趨勢，徹底改變了過去收看節目的被動方式，實現了節目的按需收看和任意播放，集動態影視圖像、靜態圖片、聲音、文字等信息為一體，為用戶提供實時、交互、按需點播服務的系統。（3）Time-shifted TV。在交互式寬頻網絡上實施的一種嶄新的電視節目服務形式。傳統電視的特點是固定時間、固定頻道、單向廣播；而時移電視的特點是用戶可在任意時間收看任意頻道中的任意節目或片段，可以像影碟機、錄像機一樣對收看的電視節目實行暫停、快進、快退等功能操作。IPTV初期進行差異化競爭的主力產品是“時移電視”。時移電視本質上是VOD技術在電視節目收視方面的發展。它的實施需要具有大流量并發能力、存儲能力的分布式前端和雙向寬頻網絡的技術支撐，以及從事龐大的電視節目后臺工作隊伍的服務支持。