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摘要 IPTV（Intemet Protocol Television）是利用宽带网基础设施，以电视机或终端计算机等设备，融合互联网、多媒体、通信等多种技术，向用户提供包括视频点播、直播及网上浏览等功能的多媒体业务，具有实时性、交互性、可管理等特点，应用于远程教育具有独特的优势。本文基于IPTV的关键技术与特点，提出了一种基于IPTV的远程教育系统架构。
关键词 IPTV；远程教育；系统架构
中图分类号 TP393 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）122-0118-02
远程教育，也称为网络教育， 是现代信息技术应用于教育后产生的新概念，即运用网络远程技术与环境开展的教育。基于IPTV的远程教育，将远程教育的学习环境通过IPTV来展示。利用宽带网基础设施，以电视机或终端计算机等设备，融合互联网、多媒体、通信等多种技术，向用户提供包括视频点播、直播及网上浏览等功能的多媒体业务，具有实时性、交互性、可管理等特点，应用于远程教育具有独特的优势。基于IPTV的网络学习平台融合了电视教育与现代网络教育的优点，师生通过学习平台，利用电视机或计算机，可以进行远程教育资源共享与互动教学， 实现实时双向互动的远程教育。
1 系统架构
IPTV的出现使多媒体服务进入了一个崭新的阶段，它不仅可以为用户提供基于lP的视频服务，还具有可交互性、个性化应用架构、可应用于PC，带有机顶盒的电视机等多种用户终端的特点。一般来说，IPTV系统主要由五部分组成，分别是中心媒体基站（CMS），归属媒体基站（HMS），边沿媒体基站（EMS），机顶盒（STB）和承载网络。远程教育系统主要由媒体服务平台、频道产生系统、媒体门户平台、内容分发系统和运营支撑系统组成。媒体服务平台提供所有流媒体片源的存储，直播视频信号的编码、转码、流化、存储和播放，该部分即为课程内容源，包括视频等教学资源。频道产生系统主要功能是为系统制作频道服务，对内容进行管理。内容分发系统是通过在现有的Intent中增加一层新的网络架构将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就最短距离取得所需的内容，提高用户访问网站的响应速度。运营支撑系统用于媒体管理、用户管理、内容管理、用户自助服务、计费和网管系统等。用户通过媒体门户平台访问系统。
基于IPTV的远程教育系统，设计目标就是要通过学习平台，使学生能根据自己的时间安排随时随进行远程学习，能够通过直播课堂有机会聆听名校名师辅导。同时，还可更大范围的整合师资力量、共享学习资源、优化课件设计以及借助网络的互动性，满足不同层次学生对不同课程的个性化要求。
2 关键技术
在IPTV中要解决一些关键技术，包括视频编码，数字版权（DRM）管理，内容分发网络（EPG）技术，电子节目指南（EPG）技术等技术。
2.1 视频编码技术
IPTV的标准中最重要的标准就是编解码标准。IPTV传播的主要是视频等多媒体内容，这些内容的著特点就是要传输的信息量非常大，所以不同的编码技术对业务质量的影响程度不同，因此视频编码技术在IPTV中的地位非常重要。目前，已经发布的有：H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等。目前，国内外已经开展的IPTV业务基本上都是使用MPEG-2编码方式。随着人们对视频编码技术研究的不断深入，将有更好的编码技术产生与被利用。
2.2 数字版权管理技术
由于网络的开放性和互联性，人们可以通过各种存储设备和互联网络非常方便地进行多媒体内容（包括照片，影视，音乐、歌曲、作品等）的存储、复制和传播，而且根本不需要物流传送，尽需要几个快捷的操作，时间成本极短，非常方便快捷。进入信息化时代，计算机知识的普及，也使得普通大众对多媒体内容进行任意编辑和修改成为了可能。信息话就像一把双刃剑，人们在方便快捷地尽情享受视听愉悦的同时，也不禁对媒体内容的安全性和真实性产生怀疑；媒体原创者在享受媒体介质传送的快捷性的同时，也承受着盗版问题带来的经济损失和版权纷争问题带来的困扰。数据数字版权管理（Digital Rights Management，简称DRM）技术为内容提供者保护他们的私有视频、音乐或其他数据的版权提供了一种技术手段，也为这些问题的解决带来了希望。这种技术的工作原理就是，媒体制作者首先在节目制作阶段通过一定的技术将版权信息嵌入到媒体内容之中，并通过加密方式对其加以保护。当需要获取该媒体时，同时首先要验证媒体合法性的信息，通过技术方法或手段从媒体之中将版权信息读取出来，这样就可以进行版权信息的比对了。 如今，使用最为普遍的数字版权技术是数字水印（Digital Watermark），可以是图片，也可以是文字。它是使用一定的算法，在被保护的数字格式的音乐、歌曲、图片或影片中嵌入某些标志性信息（称为数字水印），来达到证明版权归属并能跟踪侵权行为的目的。数字水印信息一般包括作者的序列号、公司标志以及一些有特殊意义的文本信息。虽然这些数字水印一般很难被清除掉，但它们并不影响原内容的价值和使用，而且为了不影响用户观看正常节目内容，也常常不易被人的感知系统所察觉出来。 数字多媒体内容是IPTV中最为关键的节目来源。有了DRM技术，可使各个平台（无论是因特网、流媒体还是交互数字电视）的内容提供商们放心地提供更多的内容，采取更灵活的节目销售方式，同时有效地保护知识产权。
2.3 内容分发网络（CDN）技术
内容分发网络其目的就是通过内容分发的网络把互联网中视频和网页内容分发到靠近用户端的CDN节点上，由于相对传输距离短，在一定程度上保证端到端的服务质量（Qos），提高用户的响应速度。在互联网中，内容分发网络承载的数据存储量和流量都不是很大，主要传送的流媒体文件格式为RM和WMV等。然而，对于IPTV业务，由于电视观众对视频信号的高质量及实时性要求远比其对互联网内容的要求高得多，所以如果直接使用原来互联网中所使用的内容，就无法承载完整的IPTV业务。这就对所提供的内容分发网络提出了更高的要求，比如需要存储海量的数据量更大，提供支持流媒体能力越强，支持急剧扩大的客户数据流量，以及提供更高的服务质量等。内容分发网络网络除了提高用户响应速度之外，还有一个更为重要的作用，就是要减轻巨大的数据流量对骨干网的压力。因此，内容分发网络的地位越来越重要，甚至已经出现了单独的内容分发网络运营商，这样相应的服务才能到位。 2.4 电子节目指南技术
电子节目指南（EPG）也就是电视节目导航系统，是IPTV的一个门户系统，提供系统和用户交互的首要界面，是系统的核心模块之一。IPTV所提供的各种业务的索引及导航都是通过EPG系统来完成的。
电子节目指南是用户通过机顶盒收看电视节目和享受信息服务时所使用的导航菜单，是用户进入交互电视系统的门户，是构成交互电视系统的重要技术之一。在IPTV业务中，用户可通过EPG来了解电视节目的名称、播放时间和内容梗概等相关信息，并实现对节目的快速检索和访问，进行频道选择或视频点播等操作。除了电视节目的导航之外，还可通过电子节目指南向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面来实现各种增值业务的导航。
2.5 机顶盒技术
IPTV有计算机、手机和电视机这三种基本类型的终端是。IPTV机顶盒的核心成分是CPU和编解码器。机顶盒功能的强弱与选择不同档次的核心器件有直接关系。核心控制单元一般采用嵌入式系统处理器芯片，可以运行实时操作系统。但是，电视机作为终端设备本身并没有存储功能，不能安装各种软件，也不能像手机那样加装流媒体支持功能的软件，因而无法实现IP等功能，如果要实现，必须加装一个将IP数据流转换成电视机可以接受的信号的机顶盒设备作为中介才能收看IPTV节目。因此，为了让电视机成为普及的远程教育终端，机顶盒技术就成为开展IPTV业务的关键。
3 结束语
IPTV是一种全新的业务，从内容制作到终端接收的整个实现过程，涉及到包括编码技术、数字版权、内容分发网络、电子节目指南、机顶盒等许多关键技术。在IPTV中进行远程教育并与学生进行互动，达到良好的教学效果更需要考虑这些技术。
基金项目：湖南大众传媒职业技术学院院级科研课题《基于IPTV的远程教育系统设计与实现》（项目编号：12YJ19）
参考文献
[1]茅宏业，周金芳IPTV承载网技术的研究[J].电视技术，2006，05.
[2]胡军，喻勇，熊文龙.MPEG-4、H.264、AVS编解码标准的比较及其在IPTV中的应用[J].有线电视技术，2007，4：49-61.
[3]闫旭.CDN互联网新兴网络技术的研究[J].电视工程，2007，2：53-56.
[4]金伟.IPTV机顶盒现状与趋势的研究[J].电信科学，2006，3：28-31.
关键词 IPTV；远程教育；系统架构
中图分类号 TP393 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）122-0118-02
远程教育，也称为网络教育， 是现代信息技术应用于教育后产生的新概念，即运用网络远程技术与环境开展的教育。基于IPTV的远程教育，将远程教育的学习环境通过IPTV来展示。利用宽带网基础设施，以电视机或终端计算机等设备，融合互联网、多媒体、通信等多种技术，向用户提供包括视频点播、直播及网上浏览等功能的多媒体业务，具有实时性、交互性、可管理等特点，应用于远程教育具有独特的优势。基于IPTV的网络学习平台融合了电视教育与现代网络教育的优点，师生通过学习平台，利用电视机或计算机，可以进行远程教育资源共享与互动教学， 实现实时双向互动的远程教育。
1 系统架构
IPTV的出现使多媒体服务进入了一个崭新的阶段，它不仅可以为用户提供基于lP的视频服务，还具有可交互性、个性化应用架构、可应用于PC，带有机顶盒的电视机等多种用户终端的特点。一般来说，IPTV系统主要由五部分组成，分别是中心媒体基站（CMS），归属媒体基站（HMS），边沿媒体基站（EMS），机顶盒（STB）和承载网络。远程教育系统主要由媒体服务平台、频道产生系统、媒体门户平台、内容分发系统和运营支撑系统组成。媒体服务平台提供所有流媒体片源的存储，直播视频信号的编码、转码、流化、存储和播放，该部分即为课程内容源，包括视频等教学资源。频道产生系统主要功能是为系统制作频道服务，对内容进行管理。内容分发系统是通过在现有的Intent中增加一层新的网络架构将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就最短距离取得所需的内容，提高用户访问网站的响应速度。运营支撑系统用于媒体管理、用户管理、内容管理、用户自助服务、计费和网管系统等。用户通过媒体门户平台访问系统。
基于IPTV的远程教育系统，设计目标就是要通过学习平台，使学生能根据自己的时间安排随时随进行远程学习，能够通过直播课堂有机会聆听名校名师辅导。同时，还可更大范围的整合师资力量、共享学习资源、优化课件设计以及借助网络的互动性，满足不同层次学生对不同课程的个性化要求。
2 关键技术
在IPTV中要解决一些关键技术，包括视频编码，数字版权（DRM）管理，内容分发网络（EPG）技术，电子节目指南（EPG）技术等技术。
2.1 视频编码技术
IPTV的标准中最重要的标准就是编解码标准。IPTV传播的主要是视频等多媒体内容，这些内容的著特点就是要传输的信息量非常大，所以不同的编码技术对业务质量的影响程度不同，因此视频编码技术在IPTV中的地位非常重要。目前，已经发布的有：H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等。目前，国内外已经开展的IPTV业务基本上都是使用MPEG-2编码方式。随着人们对视频编码技术研究的不断深入，将有更好的编码技术产生与被利用。
2.2 数字版权管理技术
由于网络的开放性和互联性，人们可以通过各种存储设备和互联网络非常方便地进行多媒体内容（包括照片，影视，音乐、歌曲、作品等）的存储、复制和传播，而且根本不需要物流传送，尽需要几个快捷的操作，时间成本极短，非常方便快捷。进入信息化时代，计算机知识的普及，也使得普通大众对多媒体内容进行任意编辑和修改成为了可能。信息话就像一把双刃剑，人们在方便快捷地尽情享受视听愉悦的同时，也不禁对媒体内容的安全性和真实性产生怀疑；媒体原创者在享受媒体介质传送的快捷性的同时，也承受着盗版问题带来的经济损失和版权纷争问题带来的困扰。数据数字版权管理（Digital Rights Management，简称DRM）技术为内容提供者保护他们的私有视频、音乐或其他数据的版权提供了一种技术手段，也为这些问题的解决带来了希望。这种技术的工作原理就是，媒体制作者首先在节目制作阶段通过一定的技术将版权信息嵌入到媒体内容之中，并通过加密方式对其加以保护。当需要获取该媒体时，同时首先要验证媒体合法性的信息，通过技术方法或手段从媒体之中将版权信息读取出来，这样就可以进行版权信息的比对了。 如今，使用最为普遍的数字版权技术是数字水印（Digital Watermark），可以是图片，也可以是文字。它是使用一定的算法，在被保护的数字格式的音乐、歌曲、图片或影片中嵌入某些标志性信息（称为数字水印），来达到证明版权归属并能跟踪侵权行为的目的。数字水印信息一般包括作者的序列号、公司标志以及一些有特殊意义的文本信息。虽然这些数字水印一般很难被清除掉，但它们并不影响原内容的价值和使用，而且为了不影响用户观看正常节目内容，也常常不易被人的感知系统所察觉出来。 数字多媒体内容是IPTV中最为关键的节目来源。有了DRM技术，可使各个平台（无论是因特网、流媒体还是交互数字电视）的内容提供商们放心地提供更多的内容，采取更灵活的节目销售方式，同时有效地保护知识产权。
2.3 内容分发网络（CDN）技术
内容分发网络其目的就是通过内容分发的网络把互联网中视频和网页内容分发到靠近用户端的CDN节点上，由于相对传输距离短，在一定程度上保证端到端的服务质量（Qos），提高用户的响应速度。在互联网中，内容分发网络承载的数据存储量和流量都不是很大，主要传送的流媒体文件格式为RM和WMV等。然而，对于IPTV业务，由于电视观众对视频信号的高质量及实时性要求远比其对互联网内容的要求高得多，所以如果直接使用原来互联网中所使用的内容，就无法承载完整的IPTV业务。这就对所提供的内容分发网络提出了更高的要求，比如需要存储海量的数据量更大，提供支持流媒体能力越强，支持急剧扩大的客户数据流量，以及提供更高的服务质量等。内容分发网络网络除了提高用户响应速度之外，还有一个更为重要的作用，就是要减轻巨大的数据流量对骨干网的压力。因此，内容分发网络的地位越来越重要，甚至已经出现了单独的内容分发网络运营商，这样相应的服务才能到位。 2.4 电子节目指南技术
电子节目指南（EPG）也就是电视节目导航系统，是IPTV的一个门户系统，提供系统和用户交互的首要界面，是系统的核心模块之一。IPTV所提供的各种业务的索引及导航都是通过EPG系统来完成的。
电子节目指南是用户通过机顶盒收看电视节目和享受信息服务时所使用的导航菜单，是用户进入交互电视系统的门户，是构成交互电视系统的重要技术之一。在IPTV业务中，用户可通过EPG来了解电视节目的名称、播放时间和内容梗概等相关信息，并实现对节目的快速检索和访问，进行频道选择或视频点播等操作。除了电视节目的导航之外，还可通过电子节目指南向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面来实现各种增值业务的导航。
2.5 机顶盒技术
IPTV有计算机、手机和电视机这三种基本类型的终端是。IPTV机顶盒的核心成分是CPU和编解码器。机顶盒功能的强弱与选择不同档次的核心器件有直接关系。核心控制单元一般采用嵌入式系统处理器芯片，可以运行实时操作系统。但是，电视机作为终端设备本身并没有存储功能，不能安装各种软件，也不能像手机那样加装流媒体支持功能的软件，因而无法实现IP等功能，如果要实现，必须加装一个将IP数据流转换成电视机可以接受的信号的机顶盒设备作为中介才能收看IPTV节目。因此，为了让电视机成为普及的远程教育终端，机顶盒技术就成为开展IPTV业务的关键。
3 结束语
IPTV是一种全新的业务，从内容制作到终端接收的整个实现过程，涉及到包括编码技术、数字版权、内容分发网络、电子节目指南、机顶盒等许多关键技术。在IPTV中进行远程教育并与学生进行互动，达到良好的教学效果更需要考虑这些技术。
基金项目：湖南大众传媒职业技术学院院级科研课题《基于IPTV的远程教育系统设计与实现》（项目编号：12YJ19）
参考文献
[1]茅宏业，周金芳IPTV承载网技术的研究[J].电视技术，2006，05.
[2]胡军，喻勇，熊文龙.MPEG-4、H.264、AVS编解码标准的比较及其在IPTV中的应用[J].有线电视技术，2007，4：49-61.
[3]闫旭.CDN互联网新兴网络技术的研究[J].电视工程，2007，2：53-56.
[4]金伟.IPTV机顶盒现状与趋势的研究[J].电信科学，2006，3：28-31.