IPTV系統架構及主要技術

羅勛勛

摘 要： IPTV系統的實現需要網絡技術、計算機技術以及圖像處理技術等多種現代技術的共同參與，在系統的構建過程之中對于多種技術都有較高的應用要求。介紹了IPTV系統架構的主要組成部分，之后根據架構的不同介紹了在IPTV系統構建和運行之中使用的主要技術，針對IPTV系統發展中的問題以及發展前景進行了介紹。

關鍵詞： IPTV；系統架構；主要技術

一、系統架構

IPTV指的是在現代智能家庭之中使用的交互式網絡電視，其可以實現互聯網和傳統電視媒體的結合，將互聯網信息查詢、媒體播放以及通訊等多種功能，在其信息傳遞和接受的過程之中主要使用的傳輸渠道是網絡寬帶資源，其將互聯網資源和電視業務相融合，極大方便了現代家庭的網絡和電視媒體使用效率。在實際的使用過程之中，IPTV可以實現視頻點播、網絡查詢等多種功能。本文主要針對電信級多媒體流平臺IPTV的架構進行了介紹，這種系統的主要特點是可擴展性強，管理便利，運行效率高，在當前IPTV的普及過程之中的使用頻率較高。

1、系統網絡架構

IPTV系統可以利用寬帶網絡來實現視頻和音頻數據的傳輸，方便人們的觀看。該系統通過寬帶骨干網絡、城域網來接入互聯網環境之中，該系統的網絡架構如下圖所示：

網絡結構可以劃分為分布式結構和集中式組網結構，在IPTV系統的構建過程之中，其網絡結構的設計要通過對用戶群體的使用要求進行分析和研究，并根據用戶居住范圍和使用需求，選擇在實際建設之中使用分布式網絡結構或是集中式組網結構。分布式結構在使用過程之中主要是應用在大范圍的網絡部署之中，一般應用在城市中多個居民小區之中。而集中式組網結構用于小規模的網絡部署，適合于分布范圍較廣，但是單個居民區域較小的系統建設。在網絡的邏輯上分析，分布式結構可以分為三個主要組成部分：中央流媒體平臺層、歸宿媒體平臺層、邊緣媒體平臺層。

2、系統功能架構

IPTV系統從系統功能上講可以劃分為運營支撐層、媒體平臺層以及終端層，下圖為功能架構示意圖：

IPTV系統的功能實現過程之中包括媒體內容的制作、視音頻內容的存儲和加密、內容的傳輸、內容播放以及終端顯示等，各個步驟之間都是通過互聯網絡來實現鏈接和管理。在網絡廣播功能的實現之中，技術人員需要現在因特網上監理向對應的廣播服務器，在廣播信號的傳輸和播送時，需要將廣播服務器的服務進行開啟。該服務器一般為WWW服務器，技術人員會在該服務器的主頁上建立對應于每個廣播節目的鏈接，在用戶需要進行廣播節目的收聽時，用戶需要對廣播服務器發送信號傳輸請求，廣播服務器進程一旦偵聽到用戶的收聽請求，就會將用戶要求的節目發送至用戶操作客戶端，將其進行播放。用戶所使用的客戶端一般是計算機軟件，用戶通過網絡鏈接來訪問感興趣的廣播節目服務器以選擇想聽的節目，在這一過程之中可以提高用戶的自主性，使得用戶對于傳統廣播節目的印象可以得到改善。網絡廣播節目的服務器端主要包括廣播節目文件的制作和傳輸工具，節目發布服務器以及用于接收用戶的請求的監控模塊，節目制作工具可以將已經錄制好的音頻和視頻文件上傳，方便用戶的選擇和收聽。

（1）運營支撐層

運營支撐層是IPTV系統的主要組成部分之中，這一組成結構的基本功能是實現電視系統服務的業務管理，用戶信息和請求管理、設備的維護和檢修、媒體內容的上線和保存等。在運營支撐層的構建過程之中，目前主要使用的實現方式包括DRM系統、數據庫存儲技術以及網絡業務平臺對接技術等，運營支撐層主要包括支撐系統、網絡管理系統、用戶服務系統以及內容管理服務系統等，保證整個媒體系統的正常運行和用戶的正常使用。

（2）媒體平臺

媒體平臺主要負責的是對IPTV系統媒體內容的管理和傳輸。其主要的工作內容包括對經過壓縮和處理的廣播電視信號進行傳輸，對原有信號進行處理，增強其在傳輸之中的抗干擾能力，由用戶端接受信號，并對其解碼之后進行播放。

（3）終端層

終端層主要指的是IPTV系統架構的最末端，即用戶使用端，其主要的設備包括機頂盒、電視機等，在客戶端的視音頻播放上，系統一般使用的是通用的由微軟開發的Windows Media播放系統，該系統可以實現視頻播放的低碼率到高碼率的視頻編碼變化內，并自適應調整其清晰度，獲得高質量的視頻輸出和。該播放系統還支持多格式的視頻音頻播放，方便了用戶的需求。Windows Media包含許多新穎的工具，如：Windows Media Rights Manager可以實施端到端的數字版權管理，Radio Tuner可以快速與1500個以上的網絡廣播頻道連接，Media Guide 依托 WindowsMedia.com 網站將每日網上最新的影視、音樂等信息傳送給用戶。極大方便了用戶的日常使用。

二、主要技術

IPTV系統建設和運行的主要目的是提升電視媒體服務的質量，因此在系統的構建過程之中，技術人員的主要建設要求也是提升流媒體的傳輸質量，在這個過程之中使用的主要技術包括流媒體解碼器、流媒體傳輸、組播技術、媒體內容存儲技術等。

1、流媒體編解碼技術

流媒體是指當一段視音頻數據到達用戶的接受客戶端時，播放器就會開始播放文件，在播放同時，后續的視頻數據會不斷的進行加載，這樣加快了觀看視頻所要等待加載的時間，方便了用戶觀看。流媒體技術的出現極大的方便了網絡視音頻觀看的進行，極大的縮短了視頻加載所需要的時間。流媒體技術建設和發展的核心是視音頻編碼技術，其主要的作用是將不適合當前網絡傳輸使用的大體積視音頻文件進行壓縮，以便于進行網絡傳輸。文家在傳輸至用戶的客戶端處之后需要進行解碼，將小體積文家恢復為原先的視音頻文件。這種技術的出現減輕了網絡視頻觀看過程之中的網絡壓力，是實現視頻在線觀看的關鍵。

2、流媒體傳輸技術

在對視音頻信號進行編碼之后要進行的就是壓縮文件的傳輸，要實現高質量的視頻觀看就要提升文件傳輸的高效性。在當前IPTV系統的流媒體文件的傳輸過程之中主要的傳輸方式包括單播、組播以及廣播。由于IPTV系統的特殊性，一般來說在實際使用之中組播方式應用較多，這種數據傳輸方式使用的是由一點到多點的數據傳輸，可以有效節約傳輸過程之中的網絡使用，降低寬帶的負載，單臺服務器可以同時實現對上萬客戶機的數據發送。

3、媒體內容存儲和分發技術

IPTV系統的媒體內容在進行傳輸之前都是存儲在CMS系統之中，在用戶進行點播請求之后，管理系統會通過網絡傳輸將存儲的媒體內容傳輸到HMS和EMS之中。為了提升這個過程之中媒體傳輸效率，降低傳輸過程對網絡和傳輸設備的壓力，一般技術人員會將媒體內容按照觀看的頻率進行分類，將觀看頻率較高的媒體內容存儲在HMS和EMS之中，從而降低數據存儲壓力。媒體內容的存儲是一種較為復雜的技術，IPTV系統的存儲解決方案可以保證數據傳輸過程之中存儲資源的利用高效化，當前使用的媒體文件管理系統客服了傳統的文件拷貝和傳輸帶來的弊端，以流媒體形式進行內容的存儲和分發，提升了存儲質量。

三、結語

IPTV 為電視業和電信業帶來新的業務增長點，它將作為“三網合一”的一個很好切入點。作為一個新興的產業，也存在一些問題，比如新增業務的開發速度過慢，三大網絡標準尚未統一，各行業各部門之間利益沖突問題，政府政策問題等等。■

參考文獻

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