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一、什么是IPTV
IPTV即交互式网络电视,利用宽带网的基础设施,以家用电视机或电脑作为主要终端设备,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崭新技术。
IPTV与传统TV节目的最大区别在于“交互性”和“实时性”,实现的是无论何时地都能“按需收看”的交互网络视频业务。对于“IPTV”的理解,也有两种观点:(1)“IPTV=IP+TV”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。(2)“IPTV=TV over IP”模式,即包括TV在内的所有业务都承载在IP之上。
IPTV有两个基本特点:基于IP技术和个性化的按需服务,与传统电视相比其最大的特点是交互性和实时性。用户可按需获取宽带IP网提供的媒体节目,实现实质性互动。其次,IPTV借助先进高效(768kb/s时接近DVD水平)的视频压缩技术(MPEG-4、H.264等),为用户提供高质量的数字媒体信息服务。此外,IPTV还可以为用户提供包括数字电视节目、可视电话、VOD、网络游戏、网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务。
二、IPTV的物理结构
从物理结构上看IPTV系统分为三个子系统:网络系统(业务传送平台)、服务端系统(包括节目源、业务平台)、用户端系统组成。
(1)节目(内容)源。节目源是各类媒体信息及视频服务商提供的各类节目。(2)业务平台。对内容继续编辑集成,面向用户提供IPTV业务的平台。(3)内容分发网络。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)。(4)用户端。用户端设备的主要功能是接收和处理媒体流,向用户呈现媒体流。IPTV终端分为PC电脑、IPTV机顶盒+电视机、手机三种平台。
三、IPTV主要技术
IPTV技术主要包括音视频编解码技术、流媒体传送技术、宽带接入网络技术、IP机顶盒技术。(1)音视频编解码技术。IPTV音视频编解码技术在整个系统中处于重要地位,IPTV作为IP网络上的视频应用,对音视频编解码有很高的要求。目前主流的视频编码格式有以下几种:MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、微软的WMV-9、Real公司的视频格式,前三者为公开的国际标准,后两者为企业的私有标准。(2)音视频服务器。音视频服务器是一种对视音频数据进行压缩、存储及处理的专用计算设备,它在广告插播、多通道循环垫播、延时插出、硬盘播出及视频节目点播等方面都有广泛的应用。(3)IP单播和组播技术。单播主要完成数据从一方传送到另一方的任务,传送数据时必须在发送方和接收方之间建立通道,网络软件中的单播方式多以TCP的连接方式工作。组播是一种允许一个或多个发送者(组播源)发送单一的数据包到多个接收者的网络技术。(4)IP QoS技术。不同的业务对网络的要求是不同的,如何在分组化的IP网络实现多种实时和非实时业务成为一个重要话题,人们提出了QoS的概念。(5)数字版权管理(DRM)技术。数字版权管理是随着电子音视频节目在互联网上的广泛传播而发展起来的一种新技术。首先在互联网上音视频节目的传播上得到应用,并逐步应用到其他业务领域。(6)宽带接入网络技术。IPTV接入可以充分利用现有宽带接入技术,主要有xDSL、FTTx+LAN、Cable Modem等三种。目前,xDSL技术中最常用的技术有ADSL和VDSL。FTTx技术是光纤到x的简称,它可以是光纤到户(FTTH)、光纤到局(FTTE)、光纤到配线盒/路边(FTTC)、光纤到大楼/办公室(FTTB/0)。
四、IPTV的主要业务及对网络承载性能的要求
当前的网络电视应用主要提供四类业务:直播电视(Live TV)、视频点播(VOD)、时移电视(Time-shifted TV)、基于机顶盒的因特网浏览业务。它们对承载网络有各自不同的传输质量要求。(1)Live TV。IPTV系统的基本业务,也是运营商广泛推广IPTV应用的关键业务。将实时的视频信号(摄像头信号、电视信号)实时压缩成数字信号,通过直播形式传送到每一个请求的客户端。在一台服务器上可以实时直播多路数字电视信号。(2)VOD。根据观众的要求播放节目的视频点播系统。视频点播是当前国际上最热门的高科技应用项目之一,它是随着计算机技术和网络通讯技术的发展,综合了计算机、通讯技术、电视技术而迅速新兴的一门综合性技术。它适应了网络和视频技术的发展趋势,彻底改变了过去收看节目的被动方式,实现了节目的按需收看和任意播放,集动态影视图像、静态图片、声音、文字等信息为一体,为用户提供实时、交互、按需点播服务的系统。(3)Time-shifted TV。在交互式宽频网络上实施的一种崭新的电视节目服务形式。传统电视的特点是固定时间、固定频道、单向广播;而时移电视的特点是用户可在任意时间收看任意频道中的任意节目或片段,可以像影碟机、录像机一样对收看的电视节目实行暂停、快进、快退等功能操作。IPTV初期进行差异化竞争的主力产品是“时移电视”。时移电视本质上是VOD技术在电视节目收视方面的发展。它的实施需要具有大流量并发能力、存储能力的分布式前端和双向宽频网络的技术支撑,以及从事庞大的电视节目后台工作队伍的服务支持。
IPTV即交互式网络电视,利用宽带网的基础设施,以家用电视机或电脑作为主要终端设备,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崭新技术。
IPTV与传统TV节目的最大区别在于“交互性”和“实时性”,实现的是无论何时地都能“按需收看”的交互网络视频业务。对于“IPTV”的理解,也有两种观点:(1)“IPTV=IP+TV”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。(2)“IPTV=TV over IP”模式,即包括TV在内的所有业务都承载在IP之上。
IPTV有两个基本特点:基于IP技术和个性化的按需服务,与传统电视相比其最大的特点是交互性和实时性。用户可按需获取宽带IP网提供的媒体节目,实现实质性互动。其次,IPTV借助先进高效(768kb/s时接近DVD水平)的视频压缩技术(MPEG-4、H.264等),为用户提供高质量的数字媒体信息服务。此外,IPTV还可以为用户提供包括数字电视节目、可视电话、VOD、网络游戏、网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务。
二、IPTV的物理结构
从物理结构上看IPTV系统分为三个子系统:网络系统(业务传送平台)、服务端系统(包括节目源、业务平台)、用户端系统组成。
(1)节目(内容)源。节目源是各类媒体信息及视频服务商提供的各类节目。(2)业务平台。对内容继续编辑集成,面向用户提供IPTV业务的平台。(3)内容分发网络。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)。(4)用户端。用户端设备的主要功能是接收和处理媒体流,向用户呈现媒体流。IPTV终端分为PC电脑、IPTV机顶盒+电视机、手机三种平台。
三、IPTV主要技术
IPTV技术主要包括音视频编解码技术、流媒体传送技术、宽带接入网络技术、IP机顶盒技术。(1)音视频编解码技术。IPTV音视频编解码技术在整个系统中处于重要地位,IPTV作为IP网络上的视频应用,对音视频编解码有很高的要求。目前主流的视频编码格式有以下几种:MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、微软的WMV-9、Real公司的视频格式,前三者为公开的国际标准,后两者为企业的私有标准。(2)音视频服务器。音视频服务器是一种对视音频数据进行压缩、存储及处理的专用计算设备,它在广告插播、多通道循环垫播、延时插出、硬盘播出及视频节目点播等方面都有广泛的应用。(3)IP单播和组播技术。单播主要完成数据从一方传送到另一方的任务,传送数据时必须在发送方和接收方之间建立通道,网络软件中的单播方式多以TCP的连接方式工作。组播是一种允许一个或多个发送者(组播源)发送单一的数据包到多个接收者的网络技术。(4)IP QoS技术。不同的业务对网络的要求是不同的,如何在分组化的IP网络实现多种实时和非实时业务成为一个重要话题,人们提出了QoS的概念。(5)数字版权管理(DRM)技术。数字版权管理是随着电子音视频节目在互联网上的广泛传播而发展起来的一种新技术。首先在互联网上音视频节目的传播上得到应用,并逐步应用到其他业务领域。(6)宽带接入网络技术。IPTV接入可以充分利用现有宽带接入技术,主要有xDSL、FTTx+LAN、Cable Modem等三种。目前,xDSL技术中最常用的技术有ADSL和VDSL。FTTx技术是光纤到x的简称,它可以是光纤到户(FTTH)、光纤到局(FTTE)、光纤到配线盒/路边(FTTC)、光纤到大楼/办公室(FTTB/0)。
四、IPTV的主要业务及对网络承载性能的要求
当前的网络电视应用主要提供四类业务:直播电视(Live TV)、视频点播(VOD)、时移电视(Time-shifted TV)、基于机顶盒的因特网浏览业务。它们对承载网络有各自不同的传输质量要求。(1)Live TV。IPTV系统的基本业务,也是运营商广泛推广IPTV应用的关键业务。将实时的视频信号(摄像头信号、电视信号)实时压缩成数字信号,通过直播形式传送到每一个请求的客户端。在一台服务器上可以实时直播多路数字电视信号。(2)VOD。根据观众的要求播放节目的视频点播系统。视频点播是当前国际上最热门的高科技应用项目之一,它是随着计算机技术和网络通讯技术的发展,综合了计算机、通讯技术、电视技术而迅速新兴的一门综合性技术。它适应了网络和视频技术的发展趋势,彻底改变了过去收看节目的被动方式,实现了节目的按需收看和任意播放,集动态影视图像、静态图片、声音、文字等信息为一体,为用户提供实时、交互、按需点播服务的系统。(3)Time-shifted TV。在交互式宽频网络上实施的一种崭新的电视节目服务形式。传统电视的特点是固定时间、固定频道、单向广播;而时移电视的特点是用户可在任意时间收看任意频道中的任意节目或片段,可以像影碟机、录像机一样对收看的电视节目实行暂停、快进、快退等功能操作。IPTV初期进行差异化竞争的主力产品是“时移电视”。时移电视本质上是VOD技术在电视节目收视方面的发展。它的实施需要具有大流量并发能力、存储能力的分布式前端和双向宽频网络的技术支撑,以及从事庞大的电视节目后台工作队伍的服务支持。