淺析IPTV與寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)程

標(biāo)簽：IPTV 寬帶網(wǎng)絡(luò)

1、引言

近年，中國(guó)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(yīng)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(chǔ)設(shè)施,以計(jì)算機(jī)或電視加網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒、手機(jī)等作為主要終端設(shè)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,通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式數(shù)字媒體服務(wù)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著寬帶網(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(chǔ)互動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，通過高速互聯(lián)網(wǎng)提供電視服務(wù)成為現(xiàn)實(shí)，用戶只需要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以享受IPTV服務(wù)。

2、IPTV內(nèi)涵及寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)

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(yùn)行商和眾多的終端設(shè)備制造商，也把它作為未來寬帶應(yīng)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，它屬于語音、數(shù)據(jù)、視像三重播放業(yè)務(wù)的范疇，它的基本定義應(yīng)是一個(gè)廣義的寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，是基于IP技術(shù)依賴于TCP/IP協(xié)議，在Intertnet網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的廣播式或點(diǎn)播式的交互式電視業(yè)務(wù)。這種應(yīng)用將電視、通信和PC三個(gè)領(lǐng)域結(jié)合在一起,不僅可以向用戶提供數(shù)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)以及多種在線信息咨詢、娛樂、教育功能結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)真正的互動(dòng)。從IP定義TV的角度看，IPTV屬于一種數(shù)字電視的傳輸與應(yīng)用和發(fā)展，屬于數(shù)字電視的高級(jí)形式。是當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)和電視網(wǎng)融合的產(chǎn)物，它涵蓋了數(shù)字電視所有的含義并包含了更多的媒體格式，從傳統(tǒng)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(jié)目播送服務(wù)系統(tǒng)對(duì)IPTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)播送與傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)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)器在用戶管理系統(tǒng)的控制下把加密的IPTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)播送到傳輸網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)IP節(jié)目播送服務(wù)系統(tǒng)要對(duì)用戶或用戶終端設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，并從DRM授權(quán)密鑰服務(wù)器向被認(rèn)證的用戶或用戶終端設(shè)備傳送ORM授權(quán)密鑰，使用戶能夠?qū)邮盏降募用艿腎PTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解密和播放。

3.1IPTV管理系統(tǒng)

IP傳輸網(wǎng)絡(luò)、節(jié)目源、用戶群是IPTV賴以生存和發(fā)展的根本。前端的IPTV管理系統(tǒng)包括節(jié)目源內(nèi)容管理系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、節(jié)目播送與傳輸控制管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管系統(tǒng)等。

3.2IPTV的承載與傳輸網(wǎng)絡(luò)

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

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

(2)頻道切換時(shí)延:廣電模擬電視的頻道切換非常快，IPTV也應(yīng)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(yīng)盡可能減少丟包、抖動(dòng)，以保證IPTV的收視(聽)質(zhì)量。如MPLS、P2P技術(shù)。

(4)IPTV要采用組播/廣播方式提供IPTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)廣播類業(yè)務(wù)。

(5)為了提高對(duì)IPTV點(diǎn)播/交互業(yè)務(wù)(如VOD)的響應(yīng)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(jié)目流媒體數(shù)據(jù)推送到內(nèi)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(qǐng)求對(duì)前端的壓力，IPTV系統(tǒng)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(gòu)建CDN/VDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)，將IPTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)內(nèi)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(nèi)容分發(fā)網(wǎng)(CDN/VDN)等。骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)主要完成IPTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)在城市范圍和城市之間的傳送。目前城域網(wǎng)主要采用千兆/萬兆以太網(wǎng)，長(zhǎng)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無線接入等接入方式。CDN/VDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)是疊加在骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)之上的應(yīng)用系統(tǒng)，它是將前端的視頻節(jié)目流內(nèi)容分布存放到網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器，以改善用戶獲得服務(wù)的質(zhì)量，減少節(jié)目流對(duì)骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)的帶寬壓力。IPTV系統(tǒng)的前端與骨干網(wǎng)/城域網(wǎng)絡(luò)相連，節(jié)目流通過內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)被復(fù)制到網(wǎng)絡(luò)的邊緣服務(wù)器中，然后通過寬帶接入網(wǎng)傳送到業(yè)務(wù)接收端。因此，IPTV業(yè)務(wù)中的節(jié)目流是通過分布在網(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用戶終端接收系統(tǒng)

IPTV用戶終端接收系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和播放或轉(zhuǎn)發(fā)IPTV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)、電子節(jié)目指南等等。其接收終端包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、電視機(jī)和其它智能終端設(shè)備，高級(jí)的用戶終端設(shè)備還帶有內(nèi)置硬盤，可以提IPTVDVR功能，支持IEEE802.11無線聯(lián)網(wǎng)功能，并可以將DRM保護(hù)的IP音視頻流媒體節(jié)目發(fā)送傳輸給其它設(shè)備。

此外，IPTV涉及數(shù)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(nèi)容分發(fā)網(wǎng)(CDN/VDN)技術(shù)、IP組播(多播)技術(shù)、數(shù)字版權(quán)管理(DRM)與用戶授權(quán)認(rèn)證、管理和收費(fèi)系統(tǒng)技術(shù)、IPTV機(jī)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(yīng)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(shù)字壓縮標(biāo)準(zhǔn)如：MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、AVS等，以及多種協(xié)議如RTP、KTCP、RTSP等來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)傳輸視頻流的廣播、點(diǎn)播、組播等交互控制功能?？梢奍PTV技術(shù)與應(yīng)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?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)，如以語音業(yè)務(wù)為主的電信網(wǎng)，以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的計(jì)算機(jī)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)還存在著容量資源有限，轉(zhuǎn)移效率不高，技術(shù)上過于個(gè)性化等諸多問題，不適應(yīng)現(xiàn)代信息社會(huì)發(fā)展的需要。實(shí)際上現(xiàn)在三大網(wǎng)絡(luò)都在或多或少的相對(duì)方滲透、互相合作，IPTV的特點(diǎn)和在視頻領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)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(yīng)用的新領(lǐng)域。