IPTV网络电视

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1、网络电视 IPTV1. 网络电视 IPTV 概述目前很多业内外人士不约而同地将网络电视的 “网络”默认为数字网络或 IP 网络，于是产生网络电视(IPTV的说法。我们还是从不同的角度来看网络电视。 网络电视首先是数字化的产物。 数字技术使得各种网络终端都具有不同程度的视 频播放能力。网络电视的基本形态：视频数字化、传输IP化、播放流媒体化。目 前一个由宽带内容制作商、网上播出单位、内容整合商、分发商、宽带网络运营 商和技术设备提供商构成的网络电视产业链已经基本形成。 下面我们主要对 IPTV 这个概念进行讲述。IPTV(InteractivePersonalityTV )又称为交互式网络电视，

2、是利用宽带网的基础设 施，以电视机、个人电脑、手机等智能设备作为主要终端设备，集互联网、多媒 体、通信等多种技术于一体， 通过互联网络协议 (IP) 向家庭用户提供包括数字电 视在内的多种交互式数字媒体服务的技术。对于IP与TV的关系，传统的广播电视行业通常将其理解为IPTV=IP+TV勺模式，即在这种实现方式中，IP业务和TV业务在CABLE中是完全独立并行的。 传统的电信行业则相反，实现的方式是“ IPTV= TV over IP莫式。即包括TV在内 的所有业务都承载在IP上。IPTV与传统的电视业务相比。最大的特点是能够进 行个性化和实时交互特点的点播服务， 还可以开展类似于传统电信业务

3、和互联网 业务的其他增值服务。概括的讲，IPTV业务利用IP网络(或者同时利用IP网络 和DVB网络)。把来源于有电视传媒、影视制片公司、新闻媒体机构、远程教育 机构等各类内容提供商的内容，通过IPT V宽带业务应用平台(该平台往往不仅 支IPTV也支持其他业务)整合，传送到用户个人电脑、机顶盒 +电视机、多媒 体手机(用于移动IPTV等终端，使得用户享受IPTV所带来的丰富多彩的宽带 多媒体业务内容。在目前的商用宽带网络中，用户在家中可以通过两种方式享受IPTV月艮务。其一是个人电脑 ( PC ) ，用户通过电脑上网的同时，可以收听广播节目或欣赏音 乐，也可以直接在电脑上收看电视或电影等视频

4、节目；其二是电视机 + I P 机顶 盒(STB)，用户家里增置机顶盒，由机顶盒直接和普通电视机相连，用户通过控 制机顶盒选择收看宽带网络电视节目。 它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋 势，充分有效地利用网络资源。再有，IPTV既不同于传统的模拟式有线电视， 也不同于经典的数字电视。因 为，传统的和经典的数字电视都具有频分制、定时、单向广播等特点。尽管经典 的数字电视相对于模拟电视有许多技术革新， 但只是信号形式的改变， 而没有触 及媒体内容的传播方式。IPTV已将媒体内容承载在IP网络之上，真正实现了电 视产业媒体传播方式的改变。1.1. 网络电视的发展早在2000初，北京大学就已经开始在

5、学生宿合试用 IPTVT。从2003年开 始，我国的IPTV产业开始起步，产业链上各层面的设备提供商都在积极备战， 与此同时，我国两大基础电信运营商中国电信和中国网通也开始进入IPTV的运营领域。 2004 年是电信运营商与设备厂商探讨和准备期，而进入 2005年，自上 海文广拿到广电总局颁发的 “信息网络传播视听节目许可证 ”之后，中国电信和中 国网通分别与上海文广进行合作，开始在一些城市进行试验，推广IPTV业务。5月份上海文广与网通合作以哈尔滨为试点，进行 IPTV业务的商用试验。中国电 信也经过了多次测试，在上海开通了 IPTV的商用试验。至2005年9月底，中国 电信跟上海文广的IP

6、TV试点范围已经由原先17个城市扩大到了 23个城市，而 中国网通与上海文广合作的试点城市也扩至 20个左右。电信设备商也在积极备 战IPTV在十月份的通信展中，国内多数设备制造企业均推出了IPTV的解决方案，以高姿态亮相通信展。与此同时，相关科研机构也开始了IPT V标准规范的研究和制定。在中国，2006年是IPT合作模式日渐清晰，从规模试验走向正式商用、正式 开启中国IPTV寸代的一年。2006年，在标准和技术领域，有关IPTV技术的研究取 得了阶段性成果；在解决方案领域，支持IPTV业务的端到端解决方案，普遍具有 面向未来演进的特征， 在实施层面发挥了三网融合切入点和突破口的作用； 在产

7、 业合作领域，IPTV架起了广电行业与电信行业合作的桥梁，初步构建了双方均认 可的合作模式，迈出了三网融合的关键一步。2. IPTV 关键技术与应用原理2.1. IPTV 技术特点IPT V技术是一项系统技术，它能使音视频内容节目或信号以IP包的方式，在不同物理网络中， 被安全、 有效且保质地传送或分发给不同用户。 它包括音视 频编解码技术、内容分发网络（CDN）技术、宽带接入网络技术、IP组播技术、IP 机顶盒与EPG技术、数字版权管理（DRM）技术等。IPTV系统的组成可分为三个部分：前端系统、传输系统和终端接收系统。IPTV 前端一般具有完成节目采集与存储和服务的功能。IPT V系统的节

8、目传送功能是由 IP骨干网、IP城域网、有线电视前端或电信中心站以及相应的宽带接入网络完成 的。IPTV用户终端系统被用来接收、存储和播放及转发 IP视音频流媒体节目。 每个部分都由一些关键设备组成，完成相应的功能，以保证IPTV业务的顺利运营。IPT V主要特点表现在：1）承载在IP网络上，能够为用户提供高质量的数字媒体信息服务。2）实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。在传统的广播方式里，所 有的观众只能被动地接收，无法与节目内容互动，但 IPTV与这种一点对 多点的传播方式不同，可提供建立在通信网络上的互动性视频服务，用 户可以互动点播自己喜欢的内容。3）IPT V能够提供实时和非实时

9、的业务，IP技术和个性化的按需服务，使得 用户可按需获取宽带IP网提供的实时、非实时的媒体节目。4）用户可以随意选择宽带IP网上各网站提供的视频节目。22 IPTV系统组成1IPT V是种以家用电视机或PC为显示终端，通过联网，提供包括电视节目在 内的内容丰富的多媒体服务业务。IPTV是计算通信多媒体和家电产崭新技术的融 台。其关键技术是利用计算机或“机顶盒 +电视”完成接收视频点播节目视频广 播及网上冲浪等功能。2.2.1. 节目提供系统该部分主要完成节目的数字化，使原始节目成为能够在IP网络上传输的数字节目，其主要功能是直播节目的编码压缩、转换及传送。2.2.2. 内容管理系统内容管理系统

10、主要功能是对IPT V节目和内容进行管理，主要是内容管理和 用户管理。功能包括：内容审核、内容发布、内容下载、用户管理以及用户认证 计费等。2.2.3. 流媒体传送系统流媒体传送系统主要包括设备是中心/边缘流媒体服务器和存储分发网络。 存储分发网络可以有多种服务器组成。他们之间通过负载均衡来实现大规模 组网，如CDN流媒体服务器是提供流式传输的核心设备，要求有很高的稳定性。同时能满足支持多个并发流和直播流的应用需求。2.2.4. 接入系统接入系统主要为IPTV终端提供接入功能，使STB能够顺利接入到IP网络目 前常见的接入方式为xDLS和LAN方式。2.2.5. IPTV 终端目前的IPTV可

11、根据终端分为三种形式，即PC平台终端、IP-STB平台终端和 手机平台 侈动网络）终端其中，IP-STB终端是IPTV的用户最常见的消费终端。2.2.6. 运营支撑系统运营支撑系统完成IPT V的营业受理、用户管理计费管理、帐务管理、资源 管理、ICP管理、产品管理、工单管理以及内容服务访问控制功能，是IPTV系统实现“可运营、可管理”的关键。2.3. 视频标准音视频编码技术20世纪90年代以来，随着视频编码技术的成熟，国际标准化组织（ISO和国际 电信联盟（ITU相继推出了一系列视频压缩编码的国际标准，已经发布的有：H.261,H.262，H.263，H.264以及MPEG1、MPEG2 M

12、PEG4等。目前，认为比较适合于 流媒体系统中使用的标准主要有H.264和MPEG42.3.1. MPEG-4为适应在互联网上多媒体的灵活传输，国际运动图像专家组（MPEG于20世纪90年代末又发布了 MPEG-4标准草案，MPEG-4是基于音视频对象的可分级编码 技术，其码率可从5Kbps-2mbp啲范围变化，它综合了数字电视、交互图形学和 In ternet等领域的技术功能。它在要求高效压缩编码的同时，强调多媒体网络通 信的灵活性和交互性。2.3.2. H.264目前，由ITU-T和ISC两个国际标准化组织的视频编码联台专家组 JVT制订新 的视频压缩编码标准H.264标准，称为AVC （

13、Advaneed Video Codin标准。H.264 对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制，有利于网络中 的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输。 H.264具有较强的抗误码特性，可 适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。 H 264支持不同网络资源下 的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。H.264的优点在于，由于采用更复杂的运算并提高运算效率，也提高了压缩比， 体积占用远远小于MPEG-2 H.264基于块的变换和运动补偿预测编码，使用了多 参考帧和不同尺寸的运动补偿，完善了帧内预测，将新的4X 4整数变换、1/4像素精密运动补偿、环路滤波器和先进的熵编

14、码综合应用，最终使得H.264的数据压缩率为MPEG-2的2倍以上、MPEG-4的 1.5倍以上。从理论上来说，在相同画质、 相同容量的情况下，可比目前的 DVD光盘多保存2倍以上时间的影像。在IPTV环 境中，传送同样质量的图像，理论上只需使用 MPEG-2-半的网络带宽即可。更 大的优势是，在体积减小的同时，画质不但没有损失，某些细节反而更好。2.3.3. AVSAVS是中国自行开发、具有自主知识产权的新一代编码方式。目前中国正在 进行AVS的规格制定工作，不过其目标不仅限于中国，还准备作为国际标准规格 对外推广。AVS是以取代MPEG-2规格为目标的高效编码方式之一，相当于 H.264

15、和Windows Media 9。当前.AVS视频主要面向高清晰度电视、高密度光存储媒体 等应用中的视频压缩。2.4. 流媒体技术流媒体（Streaming Media ）技术是采用流式传输方式使音视频（A/V ）及 三维（ 3D ）动画等多媒体能在互联网上进行播放的技术。流媒体技术的核心是 将整个A/V等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器 向用户终端连续地传送， 因而用户不必像下载方式那样等到整个文件全部下载完 毕，而是只需要经过几秒或几十秒的启动延时， 即可在用户终端上利用解压缩设备(或软件)，对压缩的A/V文件解压缩后进行播放和观看。多媒体文件的剩余 的部分可在播

16、放前面内容的同时，在后台的服务器内继续下载，这与单纯的下载 方式相比，不仅使启动延时大幅度缩短，而且对系统的缓存容量需求也大大降低。 流媒体技术的发明使得用户在互联网上获得了类似于广播和电视的体验，它是网络电视中的关键技术。2.5. nIPTV内容的存储分发2.5.1. 存储分发要求IPTV系统对存储网络的存储分发要求：根据用户的地理位置和连接带宽，让用户连接到最近的服务器上去，访问速 度快，减少用户访问的延迟和响应时间，减少消耗的网络带宽。全局负载平衡，提高存储资源的利用率，提高分发服务的性能与质量。 提高资源存储和内容分发的管理控制能力，智能分配路由和进行流量管理。 对用户提供鉴权、认证机制，发送的内容受到保护，未授权的用户不能分发 具有高可靠、可用性，具有良好伸缩性和兼容