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IPTV业务系统及其典型应用
 
慧聪网   2006年1月23日13时50分   信息来源:泰尔网    

  【导读】 本文从宽带用户的业务需求出发,介绍了IPTV的产生过程。详细介绍了IPTV的业务特点、关键技术、网络架构和终端形态。 列举了IPTV的典型应用,以及发展IPTV业务将对社会、产业、文化等带来的好处。

  1、IPTV业务概述

  社会进步和经济发展提高了人们的物质生活水平,同时也增强了人们对精神生活的追求。特别是近年来随着我国宽带网络基本建设和网络接入技术飞速发展,使宽带用户的数量不断增长。互联网、计算机、多媒体等技术的不断提高,促使越来越多的宽带用户已不满足于在IP网上传输文本信息和数据,人们越来越希望在网络上获得更多的丰富多彩的音视频多媒体应用。在这一需求的推动下,IPTV这一全新的多媒体视讯业务应运而生。IPTV作为一个崭新的技术或者业务在我国出现的时间并不很长,但其发展速度惊人,引起社会各界人士的广泛关注。

  IPTV也称为网络电视。确切地说,IPTV是利用宽带网络作为基础设施,以家用电视机或个人电脑作为主要显示终端,利用一系列互联网协议承载和传输经过编码压缩的多媒体数字信号,为家庭用户提供包括电视节目在内的多种交互式数字多媒体服务以及增值业务服务的崭新技术。人们可以通过PC个人电脑、机顶盒+电视机、多媒体手机(用于移动IPTV)等多种方式享受IPTV服务。从用户角度看,IPTV业务可以提供具有个性化和实时交互特点的点播服务和类似于传统电视非交互式的广播服务。

  IPTV业务的突出特点是它的交互性和实时性,人们可以通过IPTV业务自由选择和订制宽带视频内容和电视节目,彻底改变了传统电视的被动收看模式,真正实现了无论何时何地“按需收看”的交互网络电视功能。IPTV通过宽带IP网络传送电视节目仍然可以保持或优于传统电视的图像和声音质量;提供在不同频道之间快速切换;并且终端是以电视机为主,保持了传统电视后仰式观看习惯。

  IPTV业务的实现过程对IP承载网端到端QoS、接入宽带、终端,以及媒体编解码、数字版权保护等一系列技术提出要求。IPTV涉及的主要技术包括音视频编解码技术、流媒体技术、内容存储分发技术、组播技术和数字版权管理技术,以及海量信息检索和电子节目单生成管理等一系列目前处于不断发展和更新中的技术。

  目前,大部分IPTV业务解决方案可以提供直播电视、时移电视以及基于IP网络的视频点播等基本业务。在基本业务之上还可以提供诸如Internet浏览、在线游戏、视频短信、远程教学、可视电话等增值业务。

  2、IPTV系统构成

  从IPTV产业链来说IPTV系统可以归纳为四个主要环节,即内容提供者、业务提供者、网络运营者和业务使用者。图1示出了它们之间的关系。IPTV是一个综合业务,它需要产业链各个环节的支持才能构成为完整的业务系统,因此可以将图1视为IPTV基本系统模型。整个系统总体上可以划分为三个组成部分:IPTV业务系统平台、IP网络和用户端,每个部分都由一些关键设备组成,完成相应的基本功能以保证IPTV业务的顺利运营。


 

图1  IPTV系统构成示意图

图1  IPTV系统构成示意图

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  2.1 IPTV业务系统平台

  IPTV的业务前端主要包括了流媒体系统、用户管理系统、存储设备、编码器、信源转换设备等。内容提供方提供原始内容,模拟或数字内容。

  (1)流媒体系统

  流媒体系统把经过数字化处理的视频内容以视频流的形式推送到网络中,使得用户可以仅下载部分视频文件后即可开始观看,在观看的同时后续视频内容将继续传输。流媒体系统中包括了提供组播和点播服务的视频服务器。

  (2)用户管理系统

  用户管理包括对IPTV业务用户的认证、计费、授权等功能,保证合法用户可以得到安全高质量的服务。

  (3)存储系统

  存储系统主要用于存储数字化后的供点播的视频内容和各类管理信息,考虑到数字化后的视频文件相当庞大,以及各类管理信息的重要性,因此存储系统必须兼顾海量和安全等特性。

  (4)编码系统

  编码器的作用是按照一定的格式和码率特性要求完成模拟视频信号的数字化。

  (5)信源接收转换系统

  信源接收转换系统完成各种视频信号源,如有线电视、卫星电视等的接收。

  2.2 IP网络

  IPTV系统所使用的网络是以TCP/IP协议为主的网络,包括骨干/城域网络、宽带接入网络和内容分发网络。

  (1)骨干/城域网络

  骨干/城域网络主要完成视频流在城市范围和城市之间的传送,目前城域网络主要采用千兆/万兆以太网络,而长距离的骨干网络则较多选用SDH或DWDM作为IP业务的承载网络。

  (2)宽带接入网络

  宽带接入网络主要完成用户到城域网络的连接,目前常见的宽带接入网络包括xDSL,LAN,WLAN和双向HFC等,可以为用户提供数百kbit/s-100Mbit/s的带宽。

  (3)内容分发网络

  内容分发网络是一个叠加在骨干/城域网络之上的应用系统,其主要作用是将位于前端的视频内容分布存放到网络的边缘以改善用户获得服务的质量,减少视频流对骨干/城域网络的带宽压力。

  一般而言,IPTV系统的业务提供平台直接连接在骨干/城域网络上,视频流通过内容分发网络被复制到位于网络边缘的宽带接入设备或边缘服务器中,通过宽带接入网络传送到业务的接收端,由此可以看出网络电视业务中的视频流实际上是通过分布在全网边缘的各个宽带接入设备或边缘服务器与前端部分共同完成的。

  2.3 用户接收端

  IPTV系统的用户端一般有三种接收方式,包括PC个人电脑、机顶盒+电视和手机。

  (1)PC终端

  PC终端包括了各种台式计算机以及各种可以移动的计算机(如PDA等),此类设备的特点是自身具备较强的处理能力不仅可以独立完成视频解码显示任务,还可以安装其它软件完成信息交互、自动升级和远程管理等功能(如浏览器和终端管理代理等)。

  (2)机顶盒+电视

  电视一般仅具备显示各类模拟和数字视频信号的能力,而不具备交互能力,无法满足IPTV的业务要求。因此,目前采用机顶盒+电视的终端应用较多。机顶盒主要作为数字视频信号的接收和处理设备与网络进行交互控制,实现IPTV业务功能。电视机只完成数字视频的显示工作。

  (3)手机

  手机作为IPTV业务的终端设备必须具备处理和显示数字视频信号的能力,一般用于移动IPTV业务。目前,市场上具有处理显示动态画面的手机基本受其网络传输速率和视频解码处理能力的限制还无法提供比较流畅的视频信号,因此在3G网络投入运营以及有更为有效的编码方案后,手机才会逐步成为IPTV的终端设备。

  3、IPTV的典型应用

  IPTV业务充分利用高带宽和交互性的优点,提供各种能满足用户有效需求的增值服务,让用户体验到宽带消费物有所值。对于成熟的宽带业务至少应该具备四个特点:多媒体化、互动性、人性化、个性化。由具有上述特点的IPTV业务衍生的宽带增值应用很多,典型应用包括以下内容:

  3.1 直播电视

  直播电视类似于广播电视、卫星电视和有线电视所提供的服务,这是宽带服务提供商为与传统电视运营商进行竞争的一种基础服务。直播电视通过组播方式实现直播功能。

  3.2 时移电视

  时移电视能够让用户体验到每天实时的电视节目,或是今天可以看到昨天的电视节目。时移电视是基于网络的个人存储技术的应用。时移电视功能将用户从传统的节目时刻表中解放出来,能够让用户在收看节目的同时,实现对节目的暂停、后退操作,并能够快进到当前直播电视正在播放的时刻。

  3.3 视频点播

  IPTV的视频点播是真正意义上的VOD服务,它能够让用户在任何时间任何地点观看系统可提供的任何内容。通过简单易用的遥控器,让用户有了充分支配自己观看时间的权利。这种新的视频服务方式让传统的节目播出时刻表失去意义,使用户在想看的时候立即得到视频服务的乐趣。

  3.4 准视频点播

  准视频点播是服务提供商通过组播技术将相同的视频内容通过时间交错方式在一组虚拟频道上实现准视频点播功能。通过增加组播频道的数量,用户可以在电子节目单中选择同一内容的不同组播频道,从而选择当前要看的节目内容。

  3.5 网络游戏

  网络游戏是指在互联网上运行的游戏,分为服务器端和客户端,用户安装客户端软件后,需要登录运营商服务器才可以进行游戏。网络游戏是一种网络服务,游戏者需要向运营商缴纳一定的费用才能进行网络游戏。

  网络游戏近几年随着互联网技术和网络带宽的提高得到蓬勃发展,引起政府和社会各界广泛关注,国家对网游产业采取积极扶植和大力支持的态度,最近由国家新闻出版总署公布了首批“中国民族网络游戏出版工程”名单。这说明我国的网游产业正向着多元化、本土化的方向发展,已成为一个健康向上的朝阳产业。网络游戏在今后发展中必将成为一种规范化、标准化、产业化的新兴行业,是未来发展不可忽视的领域。

  网游产业发展壮大,将彻底改变人们生活娱乐方式,使我们的生活越来越丰富多彩。

  3.6 电视上网

  尽管目前个人电脑日益普及,但仍有相当一部分人认为电脑过于昂贵、太复杂。这个群体的人们只是喜欢偶尔上上网,收发电子邮件,而不想费神去拥有或学习使用电脑。

  IPTV业务的出现使他们的愿望得以实现。他们可以利用机顶盒的无线键盘或遥控器在电视机上享受定制的互联网服务,浏览网页和收发电子邮件,享受高科技带来的丰富的信息资源。

  3.7 远程教育

  远程教育是指通过音频、视频(直播或录像)以及包括实时和非实时在内的课程通过计算机、多媒体与远程通讯技术相结合的网络传送到校园外的教育。IPTV所具有的点播功能完全符合远程教育的需求,是远程教育课件点播很好的应用平台。

  随着信息技术的发展,远程教育作为一种新型教育方式为所有求学者提供了平等的学习机会,使接受高等教育不再是少数人享有的权利,而成为个体需求的基本条件。IPTV业务的应用更使得远程教育贴近授众,人们坐在家中电视机前随时可以获得想要的学习资料。IPTV的远程教育应用提供了教育资源、教育对象、教育时空的广泛性,为大众的终身学习提供了可能性。

  4、发展IPTV的目的和好处

  新需求引发新技术,新技术促成新业务。IPTV的出现无疑会带来新的产业革命,行业之间的界限将逐步被打破。IPTV业务将促进产业大融合、技术将日趋统一,计算机、通信和电视三种业务合一,在同一个物理介质上传送,使用户在家中就可以收看电视、DVD/VCD点播、互联网浏览、收发电子邮件、拨打可视电话,以及进行在线游戏、远程学习和咨询、进行在线商务活动,IPTV的出现大大加快了实现三网融合的理想。

  4.1 IPTV推动产业链的发展

  发展IPTV其目的就在于推动产业链健康、良性的发展,鼓励各领域的企业积极参与,鼓励企业间正常的竞争和合作,促进产业发展,降低成本,带动消费需求,形成健康有序的IPTV消费环境。对于产业链各环节都会带来巨大的市场潜力。

  由于IPTV使用IP技术来承载电视业务,可以在继承的基础之上,提供比传统电视更个性化和交互性的体验和感受,使得IPTV能够避免和传统电视同质竞争,提供区分服务,形成良性发展的基础。

  IPTV产业链是开放型模式,对于内容提供商具有巨大的吸引力,内容供应商能够通过宽带平台拓展自己的内容分发途径,能够增强内容表现形式和表现手段。目前,宽带的内容正在逐渐丰富,网络游戏、多媒体通信方兴未艾,这些都可以移植到IPTV中。随着IPTV的逐渐成熟势必会带动内容市场的巨大发展。

  4.2 IPTV促进文化的传播

  IPTV是新生事物,在发展过程中除了要考虑它的经济效益外,也要考虑它所能带来的社会效益。IPTV传播的节目内容具有强烈的意识形态的特征,因此IPTV的发展有利于文化的传播,有利于提高人民大众娱乐内容的质量,在满足消费者利益的同时更要维护好国家利益,为创建一个和谐社会提供文化保证。因此可以说,IPTV是一项既可以盈利也可以传播先进文化的业务。

  4.3 IPTV会带来巨大的经济效益

  与传统电视技术相比,IPTV是新的技术,它可以通过宽带网络实现音视频传送,并且能够人机互动。IPTV与Internet视频不同,它更强调TV终端,这一点是对传统文化消费习惯的继承。在这种继承的背后,是接近1亿个家庭的庞大用户基础和业余娱乐第一选择的消费心理和消费习惯。因此,IPTV业务有潜能成为一个电信基础业务,被广大消费者所接受。而目前我国电视用户数量超过3亿,如果将电视转化为网络终端,即使只有20%的电视转化成功,也有6000万的转化潜力,无疑会对电信运营商带来十分巨大的利润。

  4.4 IPTV将改变人们传统的生活和娱乐方式

  IPTV是宽带视频的新应用,它将带动宽带应用的迅猛发展,昭示着一个巨大市场的产生。IPTV将宽带用户从上网族扩展到非上网族,将宽带娱乐市场从2200多万宽带用户、8700多万网民,延伸到十几亿电视观众。IPTV将从根本上改变人们的生活和娱乐方式。

  4.5 IPTV促进社会信息化缩小数字鸿沟

  IPTV业务的开展扩大了网络授众范围,很多传统行业的经营可以移到网络上进行,使远程医疗、远程教学成为可能,促进了政府网上电子政务的开展,大大缩小了城乡之间、发达地区和欠发达地区之间的数字鸿沟,促进了整个社会的信息化文明程度。

  5、结束语

  IPTV作为一个新兴产业,与传统电信业务有很大不同,因此在实现过程中还会面临一些问题。在技术方面,存在缺乏良好的网络QoS保证,大规模组播支持,传统存储分发网络(CDN)不适合IPTV业务,安全和网络改造等问题。在标准方面,存在编解码标准不统一,系统间互联互通困难,终端形态不确定等障碍,直接导致了电信运营商各自为政、IPTV标准五花八门的现象。这些问题都需要我们进一步研究和探讨,加快对IPTV标准化进程,促进产业发展。

 
作者:金伟 
 
 
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