IPTV技術(shù)分析及與數(shù)字電視的比較

    1、概述

　　在業(yè)內(nèi)就“三網(wǎng)融合”沸沸揚(yáng)揚(yáng)地討論了多年之后，最近黨中央在“十一五”規(guī)劃中明確提出，要加強(qiáng)寬帶通信網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)等信息基礎(chǔ)建設(shè)，推進(jìn)“三網(wǎng)融合”。 

    而IPTV結(jié)合了電信、電視、互聯(lián)網(wǎng)各自的優(yōu)勢(shì)，既是電信業(yè)的新業(yè)務(wù)應(yīng)用，也是數(shù)字電視的解決方案之一，從而將成為實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合的良好模式。IPTV涉及到電信和電視兩大產(chǎn)業(yè)，電信業(yè)一直在積極推動(dòng)IPTV發(fā)展，但從電視媒介的角度來看IPTV，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，IPTV對(duì)電視媒介的理論實(shí)踐、傳受關(guān)系、經(jīng)營運(yùn)作都具有革命性的影響，并最終威脅到電視媒介在價(jià)值鏈中的主導(dǎo)權(quán)地位。

　　2、IPTV技術(shù)分析

　　2.1　IPTV簡(jiǎn)介

　　IPTV即網(wǎng)絡(luò)電視，又稱寬帶電視，就是通過寬帶網(wǎng)向家庭用戶傳輸電視節(jié)目或者提供其它交互性業(yè)務(wù)。IPTV主要有電播業(yè)務(wù)（VOD）和直播兩種業(yè)務(wù)類型。點(diǎn)播業(yè)務(wù)有個(gè)性化服務(wù)的特點(diǎn)，由觀眾自己點(diǎn)播自己喜愛的電影、電視劇及其他類型的視頻節(jié)目；而直播業(yè)務(wù)有節(jié)目主導(dǎo)者與節(jié)目受眾雙向互動(dòng)的特點(diǎn)，例如觀眾與節(jié)目主持人語音互動(dòng)的談話類節(jié)目。IPTV系統(tǒng)主要由節(jié)目源、網(wǎng)絡(luò)電視播出前端、互聯(lián)網(wǎng)媒介和用戶終端四大部分構(gòu)成。   


    播出前端包括網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)門戶網(wǎng)頁、流媒體平臺(tái)和用戶管理平臺(tái)，其中流媒體平臺(tái)包含視頻服務(wù)器系統(tǒng)、MAM（媒體資產(chǎn)管理）系統(tǒng)、MPM（媒體生產(chǎn)管理）系統(tǒng)、DRM（數(shù)字版權(quán)管理）系統(tǒng)、CDN（內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)、NEM（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理）系統(tǒng)等。IPTV的媒介必須是寬帶網(wǎng)絡(luò)，所以視頻信息的傳輸要較大的帶寬，且可靠性要求較高。用戶終端一般有3種方式：PC、IP機(jī)頂盒+電視機(jī)、手機(jī)以及其他可以接入IP網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備。目前，主要是PC，但就我國電視機(jī)的普及率而言， IP機(jī)頂盒+電視機(jī)的發(fā)展?jié)摿Ω蟆＝窈螅?G的手機(jī)和其他可接入IP網(wǎng)絡(luò)的信息化終端都可觀看IPTV。

　　2.2　IPTV關(guān)鍵技術(shù)

　　（1）信源編碼轉(zhuǎn)碼技術(shù)

　　目前，我國電視節(jié)目大多采用MPEG-1、MPEG-2格式存在，其中MPEG-2為DVD和數(shù)字電視的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。如果需承載更高碼率的 IPTV節(jié)目，每個(gè)用戶的接入帶寬有限，而且在大規(guī)模用戶的情況下，也沒有足夠高輸出帶寬的服務(wù)器，因此視頻壓縮編碼的壓縮比應(yīng)該盡量高。視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有的MPEG-2、MPEG-4、H.264等，其中H.264（MPEG-4的第10部分，又名AVC）是最近國家通過的IPTV標(biāo)準(zhǔn)，算法復(fù)雜但播放同樣質(zhì)量的視頻占用的帶寬更少（800 kbit/s的速率可以達(dá)到接近DVD視頻的質(zhì)量）。同時(shí)，由于新編碼的復(fù)雜度比較高，導(dǎo)致需要大規(guī)模的設(shè)備更新。為了避免這種情況的出現(xiàn)，同時(shí)向不同接入用戶提供現(xiàn)有內(nèi)容服務(wù)，需要用轉(zhuǎn)碼器來完成碼率、空間分辨率、時(shí)間分辨率、碼流格式轉(zhuǎn)換。所以智能轉(zhuǎn)碼技術(shù)是IPTV與現(xiàn)有媒體資源相關(guān)聯(lián)的核心技術(shù)。

　?。?）流媒體技術(shù)

　　流媒體技術(shù)是IPTV的平臺(tái)技術(shù)，是指流媒體服務(wù)器采用流式傳輸技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上播放連續(xù)音視頻媒體格式文件的技術(shù)。流媒體在播放前不需要在互聯(lián)網(wǎng)上下載整個(gè)文件，而是經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)，先把文件開始部分的內(nèi)容讀入客戶機(jī)內(nèi)存中，然后利用解壓設(shè)備對(duì)壓縮的文件解壓后進(jìn)行播放，而文件剩余部分將在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)觀看方式比較，流媒體方式不僅使啟動(dòng)延時(shí)大幅縮短，而且對(duì)系統(tǒng)緩存容量的需求大大降低。

　　（3）CDN技術(shù)

　　CDN是構(gòu)建在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的一種分布式的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)。CDN的作用是采用流媒體服務(wù)器集群技術(shù)，克服單機(jī)系統(tǒng)輸出帶寬及并發(fā)能力不足的缺點(diǎn)，可極大提升系統(tǒng)支持的并發(fā)流數(shù)目，減少或避免單點(diǎn)失效帶來的不良影響。CDN利用全局負(fù)載均衡技術(shù)將用戶的訪問指向離用戶最近的工作正常的流媒體服務(wù)器上，由流媒體服務(wù)器直接響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。服務(wù)器中如果沒有用戶要訪問的內(nèi)容，會(huì)根據(jù)配置自動(dòng)從原服務(wù)器抓取相應(yīng)的內(nèi)容并提供給用戶。IPTV可利用CDN為用戶提供VOD業(yè)務(wù)，通過CDN把視頻內(nèi)容分發(fā)到靠近用戶端的CDN節(jié)點(diǎn)后，可以在一定程度上保證端到端的服務(wù)質(zhì)量。

　?。?）DRM技術(shù)

　　也就是通常所說的數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)，在充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商獲利和用戶享受IPTV的優(yōu)勢(shì)時(shí)，保障內(nèi)容提供商的利益也是迫切需要考慮和解決的問題。DRM可將原始音視頻文件打包成加密的流媒體格式，用戶播放時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)請(qǐng)求發(fā)放許可證，如果滿足條件即可在線播放。如用戶離線播放，則設(shè)置離線播放策略，支持各種媒體的訪問權(quán)，確保用戶在自選的付費(fèi)方式和數(shù)字版權(quán)所有者規(guī)定的范圍瀏覽及播放數(shù)字內(nèi)容。 

    （5）機(jī)頂盒

　　機(jī)頂盒STB（Set-top-box）顧名思義是放在電視機(jī)上的盒子，源于數(shù)字電視。它是一種將數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的變換設(shè)備。在數(shù)字電視應(yīng)用中主要根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)不同有3類數(shù)字電視機(jī)頂盒：用于有線電視網(wǎng)的數(shù)字電視機(jī)頂盒STB-C、用于衛(wèi)星電視網(wǎng)的數(shù)字電視機(jī)頂盒STB-S和用于地面廣播網(wǎng)的數(shù)字電視機(jī)頂盒STB-T，目前滿足IP協(xié)議的機(jī)頂盒也以出現(xiàn)。隨著IPTV的發(fā)展，使這種產(chǎn)品獲得了極大的發(fā)展動(dòng)力。因?yàn)镮P機(jī)頂盒不僅可以提供與大多數(shù)有線或衛(wèi)星電視機(jī)頂盒相同的功能，而且還可以使用當(dāng)前低成本的互聯(lián)網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施?！×硗?，立足于雙向的IP網(wǎng)絡(luò)還可以本能地支持一系列的應(yīng)用和交互式服務(wù)。  

    基于STB的終端系統(tǒng)是兼顧PC和電視機(jī)的功能，既具有PC的處理能力，又具有電視機(jī)的觀看效果。同時(shí)，STB極有可能作為家庭網(wǎng)絡(luò)/媒體中心出現(xiàn)在下一代家庭網(wǎng)絡(luò)中。因此，IPTV終端更看好電視機(jī)+機(jī)頂盒方式，將成為IPTV業(yè)務(wù)終端的主流。基于STB的終端系統(tǒng)以電視機(jī)作為顯示器，利用專用的IP-STB對(duì)網(wǎng)絡(luò)音視頻媒體數(shù)據(jù)接收和解壓，轉(zhuǎn)換為電視信號(hào)格式輸送給TV播放。

　?。?）手機(jī)終端

　　手機(jī)終端也就是電視手機(jī)，即將電視機(jī)的功能集成到手機(jī)中，通過手機(jī)收播電視信號(hào)。提到用于IPTV的移動(dòng)終端系統(tǒng)人們自然會(huì)聯(lián)想到3G手機(jī)，它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多媒體，并利用無線通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合提  
供IPTV、網(wǎng)頁瀏覽、電視會(huì)議等多種媒體服務(wù)。

　　IPTV的移動(dòng)終端在應(yīng)用中還有很多需要解決的問題。首先管制問題，因?yàn)槲覈膹V電領(lǐng)域和通訊領(lǐng)域有不同的政策，對(duì)相應(yīng)的企業(yè)也有嚴(yán)格的限制。目前，廣電總局對(duì)手機(jī)電視尚無政策出臺(tái)，具體操作無法可依。此外，廣電與移動(dòng)通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也需要統(tǒng)一；其次，在技術(shù)成熟度上，IPTV的移動(dòng)終端還需要解決一系列問題，例如傳輸速率低，IPTV節(jié)目播放會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)速度的制約，很難達(dá)到像電視一樣實(shí)時(shí)傳輸?shù)钠交Ч?。雖然目前利用手機(jī)觀看網(wǎng)絡(luò)視頻的效果還不錯(cuò)，但隨著IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展和普及，移動(dòng)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)帶寬將會(huì)成為一個(gè)瓶頸；最后，就是目前手機(jī)電源技術(shù)無法與IPTV移動(dòng)終端的強(qiáng)大功能相匹配，手機(jī)的待機(jī)時(shí)間太短，而IPTV業(yè)務(wù)消耗電量十分驚人，現(xiàn)有技術(shù)難以滿足業(yè)務(wù)需求，這對(duì)于IPTV業(yè)務(wù)來說無疑是個(gè)很大的障礙。

　　3、IPTV與數(shù)字電視的差異

　　3.1　數(shù)字電視簡(jiǎn)介

　　數(shù)字電視是指在有線電視網(wǎng)中利用數(shù)字電視技術(shù)進(jìn)行電視節(jié)目的傳送。我國現(xiàn)有數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)基本為DVB-C，信源編碼為MPEG-2。在數(shù)字電視中，音頻、視頻及數(shù)據(jù)先以MPEG-2格式進(jìn)行壓縮，然后加入業(yè)務(wù)信息（SI）對(duì)節(jié)目進(jìn)行描述，之后復(fù)用成TS流。傳輸時(shí)信道編碼采用RS前向糾錯(cuò)編碼和卷積交織，調(diào)制采用16、32、64、256QAM等多種方式中的一種。用戶管理采用有條件接收技術(shù)進(jìn)行解密。數(shù)字電視的業(yè)務(wù)類型主要有免費(fèi)基本數(shù)字電視業(yè)務(wù)、按頻道付費(fèi)數(shù)字電視業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)以及在雙向HFC網(wǎng)中開展互動(dòng)式的電視業(yè)務(wù)等。

　　DVB-C的構(gòu)成包括前端系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)HFC和用戶終端3部分。前端系統(tǒng)通常劃分為信源處理、信息處理和傳輸處理3部分，完成節(jié)目的數(shù)字化、加擾、授權(quán)和認(rèn)證等功能。通過有線電視網(wǎng)絡(luò)傳送到用戶終端，回傳可采用HFC回傳通道、PSTN和其他網(wǎng)絡(luò)。用戶終端系統(tǒng)采用機(jī)頂盒（STB）加電視機(jī)或者電視卡加計(jì)算機(jī)收看數(shù)字電視節(jié)目或者實(shí)現(xiàn)交互式功能，如收看付費(fèi)電視、實(shí)現(xiàn)Internet瀏覽、遠(yuǎn)程教育等。

　　3.2　IPTV與數(shù)字電視的比較

　　（1）網(wǎng)絡(luò)體系

　　IPTV采用IP寬帶網(wǎng)，通常要在邊緣設(shè)置內(nèi)容分配服務(wù)節(jié)點(diǎn)，配置流媒體服務(wù)及存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)及傳送的內(nèi)容是以MPEG-4為編碼核心的流媒體文件；數(shù)字電視以HFC為網(wǎng)絡(luò)體系，與傳統(tǒng)有線電視結(jié)構(gòu)基本一致，主要存儲(chǔ)及傳送的內(nèi)容是MPEG-2流，采用IP over DWDM技術(shù)，基于DVD IP光纖網(wǎng)傳輸。

　?。?）個(gè)性化服務(wù)

　　使用點(diǎn)播業(yè)務(wù)，用戶可根據(jù)興趣點(diǎn)播自己喜好的電視節(jié)目，不受時(shí)間限制，可以通過拖曳等方式來觀看節(jié)目?jī)?nèi)容。

　　（3）互動(dòng)性能

　　有線數(shù)字電視的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)大部分是單向HFC網(wǎng)，只有少部分為雙向網(wǎng)，互動(dòng)性不強(qiáng)。而IPTV的媒介是互聯(lián)網(wǎng)，開放型和雙向性是互聯(lián)網(wǎng)的根本特征，因此，IPTV具有與生俱來的超強(qiáng)的互動(dòng)性。

　?。?）觀眾分布范圍

　　IPTV通過互聯(lián)網(wǎng)向全國乃至全世界傳播，觀眾遍布全球。而數(shù)字電視被局限在各個(gè)本地有線電視網(wǎng)內(nèi)。 

    （5）主要服務(wù)對(duì)象

　　IPTV需求面較窄，面向高端用戶。由于IPTV以收費(fèi)節(jié)目為主，所以主要服務(wù)對(duì)象為那些支付能力較強(qiáng)的高端用戶。數(shù)字電視對(duì)現(xiàn)有電視網(wǎng)改變較小，以廣大普通觀眾為服務(wù)對(duì)象

　?。?）技術(shù)改進(jìn)難度

　　在互聯(lián)網(wǎng)上開展IPTV業(yè)務(wù)，帶寬、頻道切換時(shí)延、QoS等還差強(qiáng)人意，組播技術(shù)離滿足IPTV的高要求還有很大距離，CDN（內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)還不十分成熟，技術(shù)改進(jìn)難度較大，短期難以完成。同時(shí)，為了獲得更多的用戶，還必須提高IPTV的出口速率以及收視用戶的接入速率。數(shù)字電視在原有系統(tǒng)體系不變的情況下，實(shí)現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化流程更為簡(jiǎn)單。  

    4、IPTV市場(chǎng)前景展望 

    IPTV目前在我國還停留在市場(chǎng)宣傳和培育階段，除了唯一擁有IPTV牌照的上海文廣進(jìn)行了幾次不太成功的嘗試外，其余是一些小型的、局部的試點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)模擬電視存在節(jié)目雷同、質(zhì)量不高以及市場(chǎng)沒有細(xì)分等問題，數(shù)字電視沒有按廣電總局預(yù)想的順利的規(guī)?；?，加上中國有著龐大的電視用戶群，寬帶用戶也在持續(xù)增長，IPTV賴以生存的土壤非常良好，發(fā)展?jié)摿薮蟆?nbsp;

    但這并不意味IPTV會(huì)一帆風(fēng)順地在中國推廣開，IPTV產(chǎn)業(yè)最主要的驅(qū)動(dòng)力——電信運(yùn)營商就面臨重重障礙。首先是政策因素，電信運(yùn)營商有足夠能力在IPTV上大有作為，但苦于政策瓶頸，只能采取與IPTV牌照持有者合作來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)落地，扮演一個(gè)純粹網(wǎng)絡(luò)提供商角色；其次，廣電擁有海量的內(nèi)容，可提供豐富多彩的內(nèi)容，但是電信運(yùn)營商就缺少這部分內(nèi)容，需要花費(fèi)大量資金購買；最后，IPTV 對(duì)帶寬和傳輸距離的要求對(duì)電信運(yùn)營商的ADSL網(wǎng)絡(luò)提出了較高的要求。通過大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和改造可以一定程度上解決基于ADSL網(wǎng)上開展IPTV 的問題，這需要大量資金投入，但電信運(yùn)營商還有一個(gè)期盼以久的3G同樣需要大量資金。即使IPTV產(chǎn)業(yè)存在這樣那樣的問題，但是我們依舊有足夠的理由樂觀地看待IPTV的明天。