淺析IPTV與寬帶網(wǎng)絡(luò )發(fā)展進(jìn)程

標簽：IPTV 寬帶網(wǎng)絡(luò )

1、引言

近年，中國寬帶互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展迅速，基于IP的各種互聯(lián)網(wǎng)應用層出不窮。其中，以寬帶交互的新媒體，也即IPTV(交互式網(wǎng)絡(luò )電視)，最為引人注目。它利用寬帶網(wǎng)的基礎設施,以計算機或電視加網(wǎng)絡(luò )機頂盒、手機等作為主要終端設備,集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信下一代網(wǎng)絡(luò )等多種技術(shù)于一體,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議(IP)向家庭用戶(hù)提供包括數字電視在內的多種交互式數字媒體服務(wù)。進(jìn)入21世紀以來(lái)，隨著(zhù)寬帶網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、流媒體技術(shù)、編解碼技術(shù)、信息加密技術(shù)、芯片技術(shù)和存儲互動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與應用，通過(guò)高速互聯(lián)網(wǎng)提供電視服務(wù)成為現實(shí)，用戶(hù)只需要有一臺計算機就可以享受IPTV服務(wù)。

2、IPTV內涵及寬帶網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展趨勢

IPTV基于Internet，是一種個(gè)性化、交互式服務(wù)的媒體形態(tài)，能提供點(diǎn)播、廣播、視頻通信、短信、彩信、信息服務(wù)、游戲等業(yè)務(wù)。人們紛紛看好IPTV巨大的市場(chǎng)潛力和廣闊的發(fā)展前景，運行商和眾多的終端設備制造商，也把它作為未來(lái)寬帶應用的一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)。作為下一代網(wǎng)絡(luò )(NGN)重要業(yè)務(wù)之一，它屬于語(yǔ)音、數據、視像三重播放業(yè)務(wù)的范疇，它的基本定義應是一個(gè)廣義的寬帶網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)，是基于IP技術(shù)依賴(lài)于TCP/IP協(xié)議，在Intertnet網(wǎng)絡(luò )上運行的廣播式或點(diǎn)播式的交互式電視業(yè)務(wù)。這種應用將電視、通信和PC三個(gè)領(lǐng)域結合在一起,不僅可以向用戶(hù)提供數字廣播電視、VOD點(diǎn)播、視頻錄像等寬帶業(yè)務(wù)，而且還可以將互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、電子郵件收發(fā)以及多種在線(xiàn)信息咨詢(xún)、娛樂(lè )、教育功能結合在一起,實(shí)現真正的互動(dòng)。從IP定義TV的角度看，IPTV屬于一種數字電視的傳輸與應用和發(fā)展，屬于數字電視的高級形式。是當今互聯(lián)網(wǎng)和電視網(wǎng)融合的產(chǎn)物，它涵蓋了數字電視所有的含義并包含了更多的媒體格式，從傳統的音視頻、文本、圖片多媒體格式到Flash圖形，從交互式媒體到流媒體格式，包括能同時(shí)提供互聯(lián)網(wǎng)所能提供的所有媒體格式的業(yè)務(wù)。正是由于IPTV以互聯(lián)網(wǎng)為主要傳輸網(wǎng)絡(luò )，它的發(fā)展必然與寬帶網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)程息息相關(guān)，已成為所謂“三網(wǎng)融合”的最大切入點(diǎn)。

3、IPTV技術(shù)分析

IPTV節目播送服務(wù)系統對IPTV節目流媒體數據播送與傳輸的實(shí)現方式,主要有支持IP協(xié)議的流媒體廣播、組播、單播等方式,并需要流媒體服務(wù)器和流媒體播放軟件支持。流媒體服務(wù)器在用戶(hù)管理系統的控制下把加密的IPTV節目流媒體數據播送到傳輸網(wǎng)絡(luò )中，同時(shí)IP節目播送服務(wù)系統要對用戶(hù)或用戶(hù)終端設備進(jìn)行認證，并從DRM授權密鑰服務(wù)器向被認證的用戶(hù)或用戶(hù)終端設備傳送ORM授權密鑰，使用戶(hù)能夠對接收到的加密的IPTV節目流媒體數據進(jìn)行解密和播放。

3.1IPTV管理系統

IP傳輸網(wǎng)絡(luò )、節目源、用戶(hù)群是IPTV賴(lài)以生存和發(fā)展的根本。前端的IPTV管理系統包括節目源內容管理系統、用戶(hù)管理系統、節目播送與傳輸控制管理系統、網(wǎng)絡(luò )安全監管系統等。

3.2IPTV的承載與傳輸網(wǎng)絡(luò )

為了保證所傳送的IPTV節目的實(shí)時(shí)收看質(zhì)量與廣電模擬電視節目收看質(zhì)量相當,IPTV承載與傳輸網(wǎng)絡(luò )性能必須滿(mǎn)足以下要求：

(1)帶寬：采用MPEG-4或H.264壓縮編碼時(shí)要求每個(gè)IPTV用戶(hù)接入帶寬達到1.5M-2M。

(2)頻道切換時(shí)延:廣電模擬電視的頻道切換非?？?，IPTV也應盡量減少切換時(shí)延。

(3)網(wǎng)絡(luò )QoS:IP寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò )應盡可能減少丟包、抖動(dòng)，以保證IPTV的收視(聽(tīng))質(zhì)量。如MPLS、P2P技術(shù)。

(4)IPTV要采用組播/廣播方式提供IPTV節目流媒體數據廣播類(lèi)業(yè)務(wù)。

(5)為了提高對IPTV點(diǎn)播/交互業(yè)務(wù)(如VOD)的響應和傳輸實(shí)時(shí)性，要求IP寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò )能夠有效地將IPTV節目流媒體數據推送到內容分發(fā)網(wǎng)(CDN/VDN)，緩解沖擊性和波動(dòng)性的點(diǎn)播/交互業(yè)務(wù)請求對前端的壓力，IPTV系統的IP骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)采取中心服務(wù)器和邊緣服務(wù)器分布式部署，構建CDN/VDN內容分發(fā)網(wǎng)，將IPTV節目流媒體數據內容從中心服務(wù)器分發(fā)到邊緣服務(wù)器。IPTV的承載與傳輸網(wǎng)絡(luò )采用支持互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議的IP寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò )，包括骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)、寬帶接入網(wǎng)和內容分發(fā)網(wǎng)(CDN/VDN)等。骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)主要完成IPTV節目流媒體數據在城市范圍和城市之間的傳送。目前城域網(wǎng)主要采用千兆/萬(wàn)兆以太網(wǎng)，長(cháng)距離的骨干網(wǎng)可以采用IPoverSDH、IPoverATM或IPoverDWDMoptical等方式。寬帶接入網(wǎng)主要完成用戶(hù)到城域網(wǎng)的連接，IPTV支持FTTH接入、FTTB+LAN接入、ADSL接入、HFC/CableModem接入、WLAN無(wú)線(xiàn)接入等接入方式。CDN/VDN內容分發(fā)網(wǎng)是疊加在骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)之上的應用系統，它是將前端的視頻節目流內容分布存放到網(wǎng)絡(luò )的邊緣服務(wù)器，以改善用戶(hù)獲得服務(wù)的質(zhì)量，減少節目流對骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)的帶寬壓力。IPTV系統的前端與骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)絡(luò )相連，節目流通過(guò)內容分發(fā)網(wǎng)被復制到網(wǎng)絡(luò )的邊緣服務(wù)器中，然后通過(guò)寬帶接入網(wǎng)傳送到業(yè)務(wù)接收端。因此，IPTV業(yè)務(wù)中的節目流是通過(guò)分布在網(wǎng)絡(luò )邊緣的各個(gè)邊緣服務(wù)器與前端共同完成的。

3.3IPTV用戶(hù)終端接收系統

IPTV用戶(hù)終端接收系統負責接收、存儲和播放或轉發(fā)IPTV節目流媒體數據、電子節目指南等等。其接收終端包括計算機、手機、電視機和其它智能終端設備，高級的用戶(hù)終端設備還帶有內置硬盤(pán)，可以提IPTVDVR功能，支持IEEE802.11無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能，并可以將DRM保護的IP音視頻流媒體節目發(fā)送傳輸給其它設備。

此外，IPTV涉及數字視頻編解碼技術(shù)、媒體資產(chǎn)管理技術(shù)、流媒體技術(shù)、內容分發(fā)網(wǎng)(CDN/VDN)技術(shù)、IP組播(多播)技術(shù)、數字版權管理(DRM)與用戶(hù)授權認證、管理和收費系統技術(shù)、IPTV機頂盒與中間件技術(shù)、LAN/ADSLCableModem等IP寬帶接入網(wǎng)技術(shù)以及各種應用業(yè)務(wù)相關(guān)軟件技術(shù)等。同時(shí)采用多種流媒體格式、數字壓縮標準如：MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、AVS等，以及多種協(xié)議如RTP、KTCP、RTSP等來(lái)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )對傳輸視頻流的廣播、點(diǎn)播、組播等交互控制功能?？梢?jiàn)IPTV技術(shù)與應用的發(fā)展與寬帶網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展進(jìn)程息息相關(guān)。

4、IPTV催化三網(wǎng)資源與業(yè)務(wù)的融合

目前，網(wǎng)絡(luò )都是完成各式各樣業(yè)務(wù)信息傳輸的通信網(wǎng)，如以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的電信網(wǎng)，以數據業(yè)務(wù)為主的計算機網(wǎng)，以圖像業(yè)務(wù)為主的電視網(wǎng)等三大網(wǎng)絡(luò )。但是這些通信網(wǎng)還存在著(zhù)容量資源有限，轉移效率不高，技術(shù)上過(guò)于個(gè)性化等諸多問(wèn)題，不適應現代信息社會(huì )發(fā)展的需要。實(shí)際上現在三大網(wǎng)絡(luò )都在或多或少的相對方滲透、互相合作，IPTV的特點(diǎn)和在視頻領(lǐng)域的優(yōu)勢使它成為“三網(wǎng)融合”的最大切入點(diǎn)，它的產(chǎn)生和發(fā)展正不斷引領(lǐng)寬帶網(wǎng)絡(luò )應用的新領(lǐng)域。