IPTVIPTV系统架构及系统架构及 关键技术关键技术Jessica Feng 27626965@.com Dec 07, 2011目录录IPTV系统统架构1音视频编视频编 解码码技术术2DRM技术术4EPG简简介5机顶顶盒6音视频传视频传 送技术术3IPTV系统统布局系统统架构接入层机顶盒（STB）/TVADSL接入LAN接入电子节目单（EPG）流媒体服务管理WEB、Socket等服务电视直播视频点播视频内容制作和管理后台支撑层业务平台层内容分发网络（CDN）网络承载层网页 浏览游戏其他 增值 应用用户 管理认证 授权计费 结算第三方接口 统计 分析DNS数字版 权、 平台管 理EPON接入IPTV核心节节点用户户接入流程直播流程点播流程目录录IPTV系统统架构1音视频视频 编编解码码技术术2DRM技术术4EPG简简介5机顶顶盒6音视频传视频传 送技术术3视频编码标 准v MPEG2 § 与DVD编码制式一致，产业链 成熟，具有丰富的节目源； § 成熟的编码方式，在广电和家电行业得到大量应用； § 大量解码芯片支持，STB成本低； § 带宽占用较大：1.5～6M，存储空间大，互联网上内容较少。
v MPEG4 § 带宽较 小，2.5M左右即可以达到近似DVD效果，处理器资源要求较低 ； § 存在多个标准分支，需要考虑相互兼容的问题； v H.264 § 带宽小，1.5M左右即可以达到近似DVD效果； § 相同带宽下图像质量最好，但处理器资源要求最高（2－3倍于MPEG4 ）； § 产业链趋 于成熟，STB成本逐渐降低 v WMV9 § 微软的技术支持能力强，但开放性差，必须采用MS Widows系统； § 大量网上内容；高编码效率，1M左右的带宽可提供DVD视频质 量； § 私有标准，成为国际公开标准VC1、VC9（芯片商对VC1/VC9的态度目 前不明朗）H.264/AVC、ISO MPEG4 Part 10名称：H.264/ AVC（Advanced Video Coding－ITU-T）、MPEG4 PART 10（ ISO）是不同组织对组织对 同一标标准的不同命名；2003年11月发发布为标为标 准；组织组织 ：2001 年12 月ITU-T和ISO在泰国Pattaya 成立 JVT（Joint Video Team） 视频联视频联 合工作组组 ，H.264/AVC就是JVT的工作成果。
基础础：H.264/AVC 作为为MPEG-4 标标准的扩扩展（MPEG-4 Part 10） 充分利用了 现现有MPEG-4标标准中的各个环节环节 ，H.264/AVC 就在现现有MPEG-4 Advanced Simple Profile 的基础础之上进进行发发展的效率：同等的图图像质质量条件下，H.264的数据压缩压缩 比能比MPEG-2高2-3倍，比 MPEG-4高1.5-2倍应应用：H.264/AVC 效率高，网络络适应应性强，能够够制作出各种用途的视频视频 ， 传输传输 速率 50-160 Kbps的3G视频视频 ;传输传输 速率800-1500 Kbps 的标标准清晰度（SD）视频视频 ;传输传输 速率 5-7 Mbps 的高清晰度（HD）（1280x720，24p）视频视频 ;传输传输 速率 7-9 Mbps 的 full HD （1920x1080，24p）视频应视频应 用H.264和MPEG4 Part2的比较MPEG4 MPEG4 （（Part2Part2））H.264H.264（（MPEG4 Part10MPEG4 Part10））画面质量画面质量画面质量可达到接画面质量可达到接 近近DVDDVD画面效果画面效果画面质量可达到接近画面质量可达到接近DVDDVD效效 果，相同带宽下画面质量更果，相同带宽下画面质量更 好好编码速率编码速率标清标清3Mbps3Mbps标清标清1.5Mbps1.5Mbps承载带宽承载带宽4.2Mbps4.2Mbps2Mbps2Mbps标准标准/ /互连互通性互连互通性差差好好使用范围使用范围中国和东南亚某些中国和东南亚某些 地区使用地区使用在世界上广泛使用在世界上广泛使用现存问题现存问题标准中存在多个分标准中存在多个分 支，需要考虑相互支，需要考虑相互 兼容性问题兼容性问题现处标准产业化中期，芯现处标准产业化中期，芯 片、设备等价格还处于较高片、设备等价格还处于较高 水平线水平线AVS简简介AVS：Audio Video coding Standard，数字音视频 编解码技术标准面向我国的信息产业需求，联合国内企业和科研机 构，制（修）订数字音视频的压缩、解压缩、处 理和表示等共性技术标准，为数字音视频设备 与 系统提供高效经济的编解码技术，服务于高分辨 率数字广播、高密度激光数字存储媒体、无线宽带 多媒体通讯、互联网宽带流媒体等重大信息产业 应用。
AVS特点vAVS视频标视频标 准 § 高效 ü与H.264/AVC编码效率相当 ü比MPEG-2编码效率高2倍 § 复杂度低 üAVS编码 复杂度，相当于H.264的30% üAVS解码复杂度，相当于H.264的70% § 许可费低 ü20元，MPEG-2 ü1元，AVSAVS与其他编码编码 技术对术对 比视频编码标准视频编码标准AVSAVS视频视频MPEG-4MPEG-4H.264H.264MPEG-2MPEG-2复杂度复杂度在在H264H264基础上发展起来，是基础上发展起来，是 对现有算法的简化与改进，其技对现有算法的简化与改进，其技 术复杂度要小于术复杂度要小于H264H264，编解码运，编解码运 算量要小于算量要小于H264H264 复杂度较复杂度较 高，主流国外高，主流国外 厂家芯片支持厂家芯片支持复杂度高复杂度高 ，运算量大，，运算量大， 目前多数厂家目前多数厂家 芯片支持芯片支持复杂度复杂度 低，产业链低，产业链 成熟成熟视频效果视频效果同样码率条件下，在高清编同样码率条件下，在高清编 码方面能达到码方面能达到H264H264的效果CIFCIF 、、QCIFQCIF方面则不如方面则不如H264H264，所以在，所以在 交互式通讯方面，效果不如交互式通讯方面，效果不如H264H264 。
好，对码好，对码 流有一定要求流有一定要求最好最好码流大，码流大， 带宽要求高带宽要求高 ，片源丰富，片源丰富移动领域移动领域AVS AVS为移动领域专门制订了为移动领域专门制订了 AVS-MAVS-M，能在低分辨率下达到较，能在低分辨率下达到较 好的效果好的效果 部分被部分被3GPP3GPP /3GPP2/3GPP2采用采用多领域，多领域， 多组织支持多组织支持 未采用未采用专利费专利费能减少专利开销能减少专利开销 高高高高低低音频编码v 音频编码频编码 codec § MPEG-1 Layer1, MPEG-1 Layer2, MPEG-1 Layer3 (MP3) § MPEG-4 AAC § Dolby AC-3 § WAV （PCM线性编码） v 声道 § 单声道 § 双声道 § 5.1声道（立体声） v 常用采样频样频 率 § 32 KHZ § 44.1 KHZ § 48 KHZ v 多音轨轨 § 支持多音轨切换目录录IPTV系统统架构1音视频视频 编编解码码技术术2DRM技术术4EPG简简介5机顶顶盒6音视频传视频传 送技术术3音视频传 送技术——流类型PSProgram Stream:v 由ISO/IEC Standard 13818-1定义的一种容器格 式，一般被用于可靠介质上（ 如 DVD光盘）的数据传输 。
v IPTV也支持PS流的接收和播 放TSTransport Stream:v 由ISO/IEC Standard 13818- 1定义的一种容器格式，设计 用 于音、视频 的复接和同步输出 TS提供在不可靠介质（网络） 上传输 数据的故障恢复能力，被 广泛用于广播电视 系统中，如 IPTV、DVB和ATSC v 每个TS包长188 Bytes v Start Code 0x47 v PID (24 Bits)音视频传视频传 送技术术 —— 复用与解复用Multi-ProgramMulti-ProgramProgramESPESTSTransport streamPacked Elementary streamElementary stream目录录IPTV系统统架构1音视频视频 编编解码码技术术2DRM技术术4EPG简简介5机顶顶盒6音视频传视频传 送技术术3IPTV系统对统对 DRM的需求1防止内容被任意分发发 :•通过加密对内容 进行访问 限制 •客户端合法性认 证后，才能临时 使用密钥解密2防止解密后的内容被 任意复制或修改：•终端可靠用保密运 算处理器 •视频输出，使用防 视频拷贝功能（ HDCP, Macrovision等)。
或使用显式或隐式 数字水印等防拷贝 技术3防止内容被任意使用 :•限制使用次数和 使用时间，时长 等 •限制保存和传 输DRM系统架构DRM技术与CA技术的对比v广电电采用CA（Conditional Access）系统统 § 对数字电视中的音视频、数据流加密 § 密钥管理与用户管理结合保证付费用户利益 § 安全性提高需要增加CI模块导致客户端成本提高，并 且客户端多采用智能卡方式保存密钥 vIPTV采用DRM（Digital Right Management）系统统 § 适用于IP包封装的流媒体内容 § 拥有较为完善的密钥传送机制，密钥管理与用户管理 密不可分 § 管理灵活可定制，可与现有营帐系统对接实现多种付 费服务的内容保护 § 客户端多采用植入DRM client端软件方式目录录IPTV系统统架构1音视频编视频编 解码码技术术2DRM技术术4EPG简简介5机顶顶盒6音视频传视频传 送技术术3EPG简介l 电电子节节目指南EPG （ElectronicProgramGuide ）§IPTV业务 的门户 系统 §与用户的接口，用户命令解析和交 互，并将结果发回给用户 §提供高质量的用户体验，界面友好 ，快速响应。
v 主要功能：§节目内容列表索引 §节目检索点播 §节目预订 功能 §家长分级控制功能，观看权限设 置 §费用支付，电子商务交易 §信息搜索，生活、娱乐 、体育、教 育，招聘……目录录IPTV系统统架构1音视频编视频编 解码码技术术2DRM技术术4EPG简简介5机顶顶盒6音视频传视频传 送技术术3机顶盒 STB(Set-Top-Box)v 机顶顶盒STB（Set-top-box）是放在电视电视 机上的盒子，源于数字电电 视视它是一种将数字电视电视 信号转换转换 成模拟拟信号的变换设备变换设备 v 主要功能：接收数字电视节电视节 目，同时时具有广播、点播、时时移和交互 式多媒体应应用功能 §电电子节节目指南（EPG） §交互式应应用：为用户提供视频 点播、组播和互动游戏通过交互功能的应用， 人们在点播时可以像操作家用DVD一样进 行快进、快退、暂停；在组播时可以快 速切换电视频 道，时移通过交互功能的应用，人们还 可以进行互动游戏 §软软件线升级级：利用机顶盒中间件插件可以提供机顶盒能力探测，安装和更 新机顶盒应用软件机顶盒能识别该软 件的版本号，在版本不同时接收该软 件 ，并对保存在存储器中的软件进行更新。
§互联联网浏览浏览 和电电子邮邮件：用户可以通过机顶盒内置的Internet浏览 器上网，发 送电子邮件 §其它功能（VoIP, 游戏，Web，Email…）v IP机顶顶盒的类类型 §基本型机顶盒具有点播功能、广播功能、EPG浏览、WEB浏览和小游戏等业务能力 §增强型机顶盒是在基本型的基础上增加个人视频存储(PVR)、网络游戏、视频通信、FLASH等 业务能力 §双模型机顶盒既有IPTV STB的功能，又能支持D。