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1、IPTV(网络电视)产业化运营要点探析一、引言 IPTV（网络电视）融合了电信网、广电网、互联网三网技术，具有视频数字化、播放流媒体化、传输双向IP化、收视（听）互动化和个性化等技术特点。IPTV采用MPEG-4、H.264等视频编解码技术，使IPTV节目信号以IP包的方式，通过互联网IP协议，基于IP宽带传输网络互动地传送或分发给用户，IPTV用户主要以IPTV机顶盒或电脑为接收设备、以电视机或电脑显示器为显示设备。IPTV业务与传统电视业务的最大区别在于交互性和个性化按需收视（听），可实现用户与媒体内容提供商的实质性互动。IPTV技术平台目前能够支持直播电视、时移电视、视频点播、网页浏览、
2、电子邮件、可视电话、视频会议、互动游戏、在线娱乐、电子节目单、多媒体数据广播、互动广告、信息咨询、远程教育等内容广泛的个性化交互式多媒体信息服务，因此IPTV必将为网络运营商和内容提供商提供广阔的新兴市场，本文试图就IPTV产业化运营的诸多要点问题进行一些探索和分析。 二、IPTV技术平台简述 IPTV技术平台涉及的主要技术包括MPEG-4、H.264编解码技术、元数据编目技术、虚拟存储技术、流媒体技术、数字版权管理（DRM）技术、电子节目单（EPG）技术、IP可控组播技术、内容分发（CDN/VDN）网技术、宽带接入网技术、IP QoS技术、IP-STB机顶盒技术、运营管理系统技术等。IPTV
3、技术平台采用基于IP宽带网络的分布式架构，以流媒体内容管理为核心，主要分为前端（包括信号源接收、编码与转换系统、存储系统、流媒体服务器、运营管理系统等）、承载与传输网络和用户接收终端等部分。 1、信号源接收、编码与转换系统 前端的信号源接收、编码与转换系统完成各种信号源的接收，按照规定的编码格式和码率对视音频信号源进行压缩编码并转化成适合互联网传输（组播或点播）的数字化视音频数据流文件，目前信号源编码格式还无法实现统一，通常采取生成标准的中间格式，再变换到目标格式的办法，或者进行编码格式的互相转换。实时性或非实时性的视音频数据流文件被分类存储在存储系统中，再由流媒体服务器在运营管理系统的控制下
4、把视音频数据流文件推送到宽带传输网络中。 2、存储系统 前端的存储系统用于存储数字化视音频数据流文件和各类管理信息，存储系统必须兼顾存储容量和安全可靠性要求。存储系统主要包括存储设备、存储网络和管理软件等部分，存储设备分为内存、硬盘阵列、光盘阵列和数据流磁带机，硬盘阵列是在线存储设备，光盘阵列和数据流磁带机是近线或离线存储设备。由存储设备与存储管理服务器连接而成的存储网络主要有直接连接存储（DAS）、网络访问存储（NAS）、存储区域网络（SAN）等架构。存储管理软件可提供虚拟存储、共享、迁移、备份、恢复等存储管理功能。 3、流媒体服务器 IPTV技术平台采用流媒体技术通过IP网络传送视音频数据
5、流文件，流媒体服务器分为广播流媒体服务器和点播流媒体服务器，流媒体服务器负责在运营管理系统的控制下将视音频数据流文件推送到宽带传输网络中，流媒体技术可以控制连续数据流的传送码率和带宽，流媒体的数据流文件在播放前并不需要下载整个文件，而是经过若干秒的启动延时先把文件开始部分的内容读入客户机内存中，即可在客户机上对数据流文件解压后进行播放，数据流文件的剩余部分在后台继续下载。与单纯的下载方式相比，这种对数据流文件边下载边播放的流媒体传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。 IPTV业务（特别是点播业务）要求流媒体服务器必须具有很高的性能和安全可靠性，流媒体服务器集群
6、技术有效地满足了这个要求。流媒体服务器集群可以分为紧密和松散耦合两大类型，IPTV技术平台一般采用负载均衡、松散耦合的流媒体服务器集群来提供大规模的IPTV业务。 4、运营管理系统 为满足IPTV业务产业化运营需求，完善的运营管理系统是必不可少的。IPTV运营管理系统主要负责： （1）系统管理：对所有的流媒体服务器和系统服务器进行统一监控与管理。 （2）业务应用：业务受理、运营支持、网关安全、统计报表管理、第三方运营管理等。 （3）用户管理：用户认证、授权、计费、结算和账务处理等，保证合法用户得到合理安全的服务。 （4）流媒体内容管理：控制流媒体内容的采集、编码、编辑制作、审查、存储、编目、检
7、索、归档、编排、分发、负载均衡、电子节目指南、数字版权管理等。 5、承载与传输网络 IPTV的承载与传输网络采用支持互联网IP协议的IP宽带传输网络，包括骨干网/城域网、宽带接入网和内容分发网（CDN/VDN）等，负责把视音频数据流文件从前端交互地传递到用户端。（1）骨干网/城域网主要完成视音频数据流文件在城市之间和城市范围的传送，目前城域网主要采用千兆/万兆以太网，长距离的骨干网采用IP over SDH/ATM/DWDM optical等方式。（2）宽带接入网主要完成用户到城域网的连接，支持FTTH、FTTB+LAN、XDSL、HFC/Cable Modem、WLAN等接入方式，可以为用户
8、提供数百kbps至100Mbps的带宽。（3）内容分发网（CDN/VDN）是叠加在骨干网/城域网之上的应用网络，它将前端的IPTV视音频数据流文件等流媒体内容分布存放到网络边缘的缓存服务器，以改善服务质量，减轻视音频数据流对骨干网/城域网的带宽压力。 6、内容分发网技术 采取点播方式进行播出、传输与接收流媒体内容的点播类IPTV业务具有个性化、交互性特点，点播类IPTV业务必须采用内容分发网(CDN/VDN)技术，需要在互联网基础网络之上叠加构建一个专用的内容分发网（CDN/VDN），CDN/VDN的基本原理是在网络边缘设置流媒体内容缓存服务器，把经过用户选择的访问率极高的流媒体内容从初始的流
9、媒体服务器复制、分发到网络边缘最靠近终端用户的缓存服务器上，当终端用户请求某点播类IPTV业务时，由CDN/VDN的管理和分发中心实时地根据网络流量和各缓存服务器的负载状况以及到用户的距离等信息，将用户的请求导向最靠近请求终端的缓存服务器并提供服务。CDN/VDN采用集中式管理、分布式存储、内容边缘化、用户就近访问、分布式缓存就近服务、服务器负载均衡等策略，减轻视音频数据流对骨干网/城域网的带宽压力，减少网络拥塞，提高用户访问流媒体内容的响应速度和网络服务性能。CDN/VDN由核心服务器、分布式缓存服务器及存储设备、重定向DNS（域名系统）服务器和内容交换服务器等组成，重定向DNS服务器依据D
10、NS来确定发出请求的接收端地址，在兼顾服务器负载均衡的前提下，根据该地址选择最近的缓存服务器向接收端发送流媒体内容。 7、组播技术 采取组播方式进行播出、传输与接收流媒体内容的组播（广播）类IPTV业务必须采用可控组播技术，组播可以节省网络带宽及服务器资源，改变网络流量结构，改善网络传输性能，减轻网络传输的带宽压力，减少网络拥塞的可能性。组播（也称多播）是允许一个或多个发送者（组播源）一次或同时发送单一数据包到多个接收者的网络技术，组播技术是采用一次发送、组内广播，组内一个或多个用户可以接收同一个组播流数据，组播源把数据包发送到特定组播组，只有属于该组播组地址的用户才能接收到数据包。组播类IP
11、TV业务最适合采用组播技术，因为组播类节目的所有用户收看的是同一个内容。若组播组用户数量较大，用户分布较分散，可以同时采用组播技术和CDN/VDN技术，以减少网络拥塞、减轻流媒体服务器并发处理的压力。 8、用户接收终端 IPTV用户接收终端负责接收、处理、存储、播放、转发视音频数据流文件和电子节目指南等信息，主要功能包括（1）支持FTTH、FTTB+LAN、XDSL、HFC/Cable Modem、WLAN等宽带接入方式。（2）支持MPEG-4、H.264、AC-1（WMV9）、Real、QuickTime等视频解码和硬件、软件解压。（3）不仅能够接收及处理视音频数据流文件，还支持网页浏览、电
12、子邮件、IP视频电话和网络游戏等。（4）支持数字版权管理，实现用户身份识别、计费和结算。（5）支持由前端网管系统实现远程监管和自动升级。 IPTV用户接收终端分为PC电脑、IPTV机顶盒+电视机、手机三种平台。（1）用户终端通过PC电脑接收IPTV，该方案及产品比较成熟，并已部分形成产业标准，各厂商的产品和解决方案也有较好的互通性和替代性。（2）用户终端通过IPTV机顶盒+电视机接收IPTV，是以IPTV机顶盒为上网设备，利用电视机作为显示终端收视（听）IPTV，带有内置硬盘的IPTV机顶盒能够提供数字视频录制(DVR)功能。（3）用户终端通过具备处理和显示数字视频信号能力的手机接收IPTV，
13、可以随时随地收看，用户基础巨大。 三、IPTV服务质量（QoS）保证 1、网络层服务质量保证 IP网络层影响IPTV服务质量（QoS）的主要因素是时延（delay）、抖动（jitter）和丢包（packet loss）。 时延是指数据包从网络入点到网络出点的单向花费时间，造成时延的来源有物理介质所造成的信号传播时延、网络设备本身收发数据包的时延、数据包在调度（排队）处理时引起的时延等。抖动是指网络时延的变化，为同向传输的相邻数据包之间的时间差，造成抖动的原因有网络拓扑变化造成的传播时延变化、数据包处理要求不同带来的交换时延变化、队列的空和满引起的调度处理时延变化。丢包是指从网络中入点到出点之间
14、发生丢弃数据包的现象，可用丢包率来衡量丢包程度。 IP网络层一般采取可变码流、区分服务和流量工程等方法来保证网络层服务质量。由于IP网络无法提供端到端的固定带宽，因此编码器需要输出动态可变码流以适应网络带宽的变化。在网络边缘将来自不同应用的数据包进行分类，对不同类别的数据包给予不同的优先级，按照优先级汇聚后接入骨干网/城域网。骨干网/城域网对具有不同优先级的数据包进行分类传输，并结合基于标记的IP路由选择方法MPLS（多协议标记交换）等流量工程技术来保证高优先级应用的服务质量。 2、应用层服务质量保证 针对IP网络层出现的拥塞，IP应用层根据网络的反馈信息，可以对数据采取速率控制和速率整形等措
15、施。速率控制是根据网络的可用带宽来确定数据速率，速率整形是通过转码、减帧、减层和重量化的方法使得已经按照一定速率编码压缩的数据流符合现有网络通道条件。 针对IP网络层出现的丢包和错误，IP应用层可以采取在发送端采用前向纠错（FEC）、在发送和接收两端限定时延进行重传、传输过程中采用纠错编码、在接收端采用错误隐藏等措施来提高服务质量。还可以通过构建CDN/VDN内容分发网叠加在传输网络之上，以实现IPTV流媒体服务和响应的边缘化，来保证和提高服务质量。 四、IPTV数字版权管理 IPTV要实现产业化发展，必须要运用DRM（数字版权管理）技术，DRM不仅仅是阻止非授权用户访问和共享数字资源，更主要
16、的是保证合法授权用户能够便捷地访问IPTV内容，IPTV必须在节目内容的制作、发布、传输、消费四个环节实施有效的数字版权管理。 1、节目内容制作环节 IPTV内容所有者在制作IPTV节目内容的同时需要捆绑相应的DRM信息，对于原创数字媒体内容，DRM信息采用DRM信息元数据来描述，通过隐形数字水印方式将原创版权信息嵌入到数字媒体内容之中。对于非原创数字媒体内容，也需作相应的版权信息标识，以避免未经授权非法的使用。 2、节目内容发布环节 在IPTV节目内容发布环节，DRM支持对内容所有者、服务提供商的完整发布流程中的版权信息管理。可以支持内容所有者直接发布数字媒体内容，版权信息直接由内容所有者进行管理。也可以支持内容所有者将数字媒体内容交由内容提供商发布，并允许内容提
