IPTV中的若干關(guān)鍵技術(shù)分析(上)

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡電視（IPTV），內(nèi)容提供商(ICP)， 數(shù)字版權(quán)管理 (DRM)，數(shù)字視頻水印（VWM），內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(CDN)，工作流(WF)。

一、 引言

近年來，寬帶接入作為一種新的互聯(lián)網(wǎng)接入方式，在用戶不斷增長的需求拉動下，發(fā)展迅猛。據(jù)CNNIC發(fā)布的互聯(lián)網(wǎng)年度報告稱，截至2004年6月，全國上網(wǎng)用戶總?cè)藬?shù)已經(jīng)達到8700萬，其中寬帶用戶數(shù)達到3100萬（包括ADSL、Cable Modem、LAN等），用戶群體已經(jīng)初具規(guī)模。根據(jù)粗略的估計，到2005年的6月，上網(wǎng)人數(shù)將突破1億，寬帶用戶數(shù)將達到4000萬。

寬帶用戶的急劇增長，用戶需求呈現(xiàn)出多元化的新趨勢，對多媒體應用需求增強，對個性化服務的要求越來越高。網(wǎng)上視音頻服務作為寬帶所提供的獨特內(nèi)容，目前僅以7.1%的占用率，落后于新聞瀏覽（29.59%）、資料下載（24.85%）、休閑游戲（15.98%）等應用。

這種困局是單獨的電信運營商（ISP）或者內(nèi)容提供商（ICP）所無法解決的：電信運營商擁有良好的寬帶網(wǎng)絡平臺和用戶服務體系，但是沒有內(nèi)容資源；內(nèi)容提供商擁有豐富的節(jié)目內(nèi)容，但是缺少完善的客服體系，以及傳輸節(jié)目所必須的寬帶設施。由此可見，電信運營商、內(nèi)容提供商等互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的各市場主體已經(jīng)無法孤軍奮戰(zhàn)，攜手合作、實現(xiàn)優(yōu)勢互補已經(jīng)成為共識。具體的產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)系見本文圖1。

網(wǎng)絡電視和IPTV這個詞已經(jīng)成為一個熱門的關(guān)鍵詞，各種說法和解釋、定義都有，為了清楚地表述本文作者的觀點，筆者把在本文中所述的網(wǎng)絡電視（IPTV）定義如下：網(wǎng)絡電視（IPTV），是一種新推出的寬帶網(wǎng)絡內(nèi)容收費服務，是傳統(tǒng)的電視媒體和新興的網(wǎng)絡媒體相互影響、相互融合的產(chǎn)物；內(nèi)容包括視頻、音頻、游戲和其它增值業(yè)務，形式上包括直播、點播，系統(tǒng)技術(shù)上支持收費服務，服務質(zhì)量上必須保證播放流暢。

網(wǎng)絡電視在系統(tǒng)形態(tài)和體系結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)電視大同小異，主要由節(jié)目規(guī)劃、采集、編輯、包裝、發(fā)布、用戶管理、計費等部分組成，它與數(shù)字電視更加接近。那么，面對洶涌而來的網(wǎng)絡電視大潮，廣大的內(nèi)容提供商們?nèi)绾螒獙?？如何建設自己的IPTV？在IPTV中有哪些關(guān)鍵技術(shù)是內(nèi)容提供商必須要關(guān)注的？這正是本文要重點進行探討的。

二、 IPTV的技術(shù)架構(gòu)

網(wǎng)絡電視（IPTV），是一個涉及內(nèi)容提供商、內(nèi)容運營商、電信網(wǎng)絡運營商和最終用戶的綜合系統(tǒng)，流媒體數(shù)據(jù)、用戶認證/授權(quán)信息、帳務信息等要在這幾個參與者之間實時地交互，圖2是網(wǎng)絡電視描述的業(yè)務流程。

網(wǎng)絡電視，主要包括節(jié)目制作發(fā)布系統(tǒng)（包含內(nèi)容采集系統(tǒng)、內(nèi)容存儲系統(tǒng)、節(jié)目制作系統(tǒng)、節(jié)目審查系統(tǒng)、節(jié)目編排系統(tǒng)、數(shù)字版權(quán)管理系統(tǒng)、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、網(wǎng)站發(fā)布系統(tǒng)等）、業(yè)務運營支撐系統(tǒng)BOSS（包含用戶管理系統(tǒng)、認證/授權(quán)/計費系統(tǒng)、網(wǎng)絡安全/網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、底層業(yè)務支撐系統(tǒng)等）。系統(tǒng)功能關(guān)系如圖3所示。

三、 IPTV中的關(guān)鍵技術(shù)分析

IPTV系統(tǒng)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)比較多，如流媒體技術(shù)、DRM、BOSS、Portal、預約和淘汰等等，限于篇幅，本文重點討論其中的部分關(guān)鍵技術(shù)問題。

3.1 流媒體技術(shù)

IPTV的平臺技術(shù)是流媒體技術(shù)。流媒體(Streaming Media)是指采用流式傳輸技術(shù)在網(wǎng)絡上播放的連續(xù)音視頻媒體格式文件。流媒體在播放前并不需要下載整個文件，而是只經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動延時（Buffering），先把文件開始部分的內(nèi)容讀入客戶機內(nèi)存中，這樣即可在客戶機上利用解壓設備(硬件或軟件)對壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓后進行播放。而此時多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內(nèi)繼續(xù)下載。與單純的下載方式相比，這種對多媒體文件邊下載邊播放的流式傳輸方式不僅使啟動延時大幅度地縮短，而且對系統(tǒng)緩存容量的需求也大大降低。流媒體技術(shù)目前已廣泛用于實時視頻會議、網(wǎng)上新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡廣告等。

選擇某一流媒體服務后，Web瀏覽器與Web服務 器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，將需要傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來。然后客戶機上的Web瀏覽器啟動A/V客戶程序，使用HTTP從Web服務器檢索相關(guān)參數(shù)對客戶程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息、A/V數(shù)據(jù)的編碼類型或與A/V檢索相關(guān)的服務器地址。流媒體服務器把存儲在存儲系統(tǒng)中的A/V信息以A/V流的形式通過網(wǎng)絡接口發(fā)送給相應的客戶 ，響應客戶的交互請求，保證A/V流的連續(xù)輸出。A/V信息具有同步性要求，一方面必須以恒定或接近恒定的速率播放，否則會引起畫面的抖動；另一方面，在A/V流中包含的多種信號必須保持同步 ，如畫面的配音必須與口型相一致。在響應客戶的A/V流后，流媒體服務器從存儲系統(tǒng)讀入一部分A/V數(shù)據(jù)到對應于這個A/V流的特定的緩存中，然后將此緩存中的內(nèi)容送入網(wǎng)絡接口發(fā)送到客戶端。

目前主流的流媒體廠家和格式包括：微軟公司的WindowsMedia，RealNetworks公司的RealMedia，和Apple公司的Quicktime。其中，尤以WindowsMedia 和RealMedia占主流地位。新興的H.264壓縮標準也應用到流媒體中。

由于流媒體的標準不統(tǒng)一，各個ICP要為現(xiàn)有的數(shù)字化后的節(jié)目保留一個發(fā)展的通道。通俗地說，也就是要為現(xiàn)在的以流媒體形式保存的數(shù)字資產(chǎn)保留轉(zhuǎn)碼輸出的通道，以達到資產(chǎn)應用的最大化。

3.2 數(shù)字內(nèi)容保護技術(shù)——DRM和數(shù)字水印

對于內(nèi)容提供商，內(nèi)容是它的核心資產(chǎn)，這個資產(chǎn)在廣大的電視臺目前實現(xiàn)價值的途徑有兩個，一個是通過電視播出吸引觀眾，間接地通過廣告費的形式實現(xiàn)價值；另外一個途徑是電視作品的買賣。在內(nèi)容數(shù)字化以后，很容易擴散和傳播，給內(nèi)容提供商也帶來了無限的煩惱，一方面要銷售這些數(shù)字內(nèi)容，一方面去苦惱如何保護它們不被非法傳播。除了法律的手段以外，內(nèi)容保護（CP）技術(shù)從技術(shù)層面上給ICP們以有力的保障。

內(nèi)容保護技術(shù)適用于所有數(shù)字化的資產(chǎn)，只不過對于支持IPTV的ICP們顯得更為迫切，因為網(wǎng)絡的傳播更為快捷。

內(nèi)容保護（CP）技術(shù)，主要分為主動的以license、key為主的數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management）技術(shù)，和以內(nèi)容里嵌入隱藏的加密信息為主數(shù)字水?。―igital Watermark）技術(shù)。下面分別進行闡述。

作者：北京北大方正電子有限公司數(shù)字媒體事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)