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IPTV技术简介
2006年7月3日 14:4  来源:泰尔网  作者:何宝宏,段世慧,金伟

  1、什么是IPTV 

  从字面上讲,IPTV就是利用IP方式传输普通的电视节目(因此有时也被称为网络电视),但不同的行业和组织对IPTV的含意却存在不同的理解。 

  对于IPTV为什么是“TV”,或者说与TV相关的方面主要体现在两个方面:1)IPTV为用户提供的节目是社会广泛熟悉的TV节目,因此是“TV”;2)通过IP网络传播来的信息,经过机顶盒(STB)做处理后,利用普通或高清晰的电视机(TV)做显示终端,因此是“TV”。但对这两个条件需要同时满足,还是只需要满足第1个条件,就应该称为IPTV,存在不同的理解。随着技术的发展,目前的电视机已经不仅用做电视节目的显示终端,也已经可以作为其他多种业务(如游戏、股票行情)的显示终端;而且电视节目也已经不仅可以在电视机上收看,也可以在PC和手机等设备上收看了。因此,IPTV之所以被称作“TV”,是因为是以内容为核心定义的,仅指节目源是TV的,与显示终端是否是电视机没有必然关系。 

  对于“IP”与“TV”的关系,传统的广播电视行业通常将其理解为“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;传统的电信行业则相反,实现的方式是“IPTV=TV over IP”模式,即包括TV在内的所有业务都承载在IP之上。 

  实际上,如果把IPTV简单地理解为上面所说的在IP网络上模拟传统的电视节目,那就过于简单化和狭隘了,那么IPTV也是没有发展前途的。IPTV与传统的电视业务相比,最大的特点是能够进行个性化和实时交互特点的点播服务,还可以开展类似于传统电信业务和互联网业务的其他增值服务。概括的讲,IPTV业务利用IP网络(或者同时利用IP网络和DVB网络),把来源于电视传媒、影视制片公司、新闻媒体机构、远程教育机构等各类内容提供商的内容,通过IPTV宽带业务应用平台(该平台往往不仅支持TV,也支持其他业务)整合,传送到用户个人电脑、机顶盒+电视机、多媒体手机(用于移动IPTV)等终端,使得用户享受IPTV所带来的丰富多彩的宽带多媒体业务内容。 

  2、IPTV的实现方式 

  图1简单示意IPTV在广电和电信网络中实现方式,分别对应上面所说的“IP+TV”和“TV over IP”方式。 

  当广播电视数字化以后,广播电视领域的交互电视网络将拥有一个双向的交互通道和一个单项的广播电视通道,如图1中所示,交互电视需要通过交互通道提供方(即ISP)的网络通信资源,来与电视内容提供商交互,实现一些IPTV的基本功能。目前,广电部门在部分地区斥巨资积极进行网络的双向改造试验,力图采用IP over DVB的方式实现IPTV。但是由于广播电视网络的固有特性,从技术和经费上都需要巨大投入,实现起来十分困难,而投入和产出又会有相当大的差距。 

  电信行业有优良的网络基础设施,特别是在与互联网业务的融合上有丰富的运营经验,可以充分发挥网络优势,提供视频点播、网络游戏等交互性很强的业务。因此,在运营IPTV业务上具有一定的有利条件,但对网络改造也并非易事。  

图1  IPTV的不同实现方式

图1  IPTV的不同实现方式

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  3、IPTV的系统组成 

  IPTV是一种以家用电视机或PC为显示终端,通过互联网,提供包括电视节目在内的内容丰富的多媒体服务业务,IPTV是计算、通信、多媒体和家电产品崭新技术的融合,其关键技术是利用计算机或“机顶盒+电视”完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪等功能。 

  IPTV实际系统组成如图2所示。  

图2  IPTV系统组成

图2  IPTV系统组成

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  (1)节目提供系统 

  该部分主要完成节目的数字化,使原始节目成为能够在IP网络上传输的数字节目。其主要功能是直播节目的编码压缩、转换和传送。 

  (2)内容管理系统 

  内容管理系统主要功能是对IPTV的节目和内容进行管理,其主要是内容管理和用户管理,功能包括:内容审核、内容发布、内容下载、用户管理以及用户认证计费等。 

  (3)流媒体传送系统 

  流媒体传送系统主要包括的设备是中心/边缘流媒体服务器和存储分发网络。 

  存储分发网络可以由多个服务器组成,它们之间通过负载均衡来实现大规模组网,如CDN。 

  流媒体服务器是提供流式传输的核心设备。要求有很高的稳定性,同时能满足支持多个并发流和直播流的应用需求。 

  (4)接入系统 

  接入系统主要为IPTV终端提供接入功能,使STB能够顺利接入到IP网络,目前常见的接入方式为xDSL和LAN方式。 

  (5)IPTV终端 

  目前的IPTV可根据终端分为三种形式,即PC平台终端、IP-STB平台终端和手机平台(移动网络)终端。其中,IP-STB终端是IPTV的用户最常见的消费终端。 

  (6)运营支撑系统 

  运营支撑系统完成IPTV的营业受理、用户管理、计费管理、帐务管理、资源管理、ICP管理、产品管理、工单管理以及内容服务访问控制等功能,是IPTV系统实现“可运营、可管理”的关键。 

  4、IPTV的内容提供 

  4.1 节目制作 

  IPTV的节目制作系统通常包括内容采集、内容制作(包括编码与转码)、节目管理等组成部分。内容采集系统的节目源可以是摄像机、电视台节目、VCD光盘、卫星输入信号等等。 

  内容制作系统提供普通节目制作、直播节目制作和录播节目制作等等。同时,内容制作系统可以实时监听后台自动直播(录播)系统的管理信息,自动在预先设定好的时间使用视频捕捉卡直播(录制)特定频道正在播放的电视节目;当节目录制完成后,可以自动上传到流媒体文件服务器,并将节目相应信息存储于数据库中。 

  制作系统支持将VCD、DVD、WAV、AVI、MPG和MP3等文件转换格式为ASF、WMV、WMA、RM、MP4等流媒体格式,支持各种带宽大小的码流格式,同时支持将视频捕捉卡等设备得到的视频、音频数据(电视、录像带、摄像机等)转换为流媒体系统支持的文件的功能。 

  4.2 编码技术 

  20世纪90年代以来,随着视频编码技术的成熟,国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)相继推出了一系列视频压缩编码的国际标准,已经发布的有:H.261,H.262,H.263,H.264以及MPEG1,MPEG2,MPEG4等。目前,认为比较适合于流媒体系统中使用的标准主要有H.264和MPEG4。 

  MPEG-1应用于带伴音的数字活动图像的压缩编码,码率为1.5Mbps,一般家用VCD便是MPEG-1的一种应用;MPEG-2是一种应用于专业级的压缩编码标准,针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层有详细规定,其码率具有从3Mbps-80Mbps的可分级性,MPEG-2特别适用于广播级的数字电视的编码和传送,被认定为SDTV和HDTV的编码标准。 

  为适应在互联网上多媒体的灵活传输,国际运动图像专家组(MPEG)于20世纪90年代末又发布了MPEG-4标准草案,MPEG-4是基于音视频对象的可分级编码技术,其码率可从5Kbps-2Mbps的范围变化,它综合了数字电视、交互图形学和Internet等领域的技术功能。它在要求高效压缩编码的同时,强调多媒体网络通信的灵活性和交互性。 

  目前,由ITU-T和ISO两个国际标准化组织的视频编码联合专家组JVT制订新的视频压缩编码标准H.264标准,称为AVC(Advanced Video Coding)标准,是MPEG-4的第10部分。H.264不仅比H.263和MPEG-4节约了50%的码率,而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的编码机制,有利于网络中的分组传输,支持网络中视频的流媒体传输。H.264具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。H.264支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。H.264能适应于不同网络中的视频传输,网络亲和性好。H.264标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264的应用亮点。 

  AVS是中国自行开发、具有自主知识产权的新一代编码方式。目前中国正在进行AVS的规格制定工作,不过其目标不仅限于中国,还准备作为国际标准规格对外推广。AVS是以取代MPEG-2规格为目标的高效编码方式之一,相当于H.264和Windows Media 9。当前,AVS视频主要面向高清晰度电视、高密度光存储媒体等应用中的视频压缩。 

  除了以上视频编码技术之外,目前互联网使用较多的流媒体格式主要是美国Real Networks公司的ReaMedia、Apple公司的QuickTime和微软公司的Windows Media。主要的编码方式包括:ASF、nAVI、AVI、DIVx、QuickTime、RealAudio、Real Video及Real Flash等。 

  4.3 内容管理系统 

  内容管理系统的主要功能是对IPTV的节目和内容进行管理。媒体节目经过制作后,手工或者自动入库到流媒体节目管理系统中,然后在内容管理系统中经过频道组织和内容编排,通过EPG展现给用户。 

  内容管理系统需要与IPTV支撑运营系统(BOSS)接口,通过用户接入门户,对用户身份进行认证(即完成机顶盒的访问认证),对用户服务获得授权,支持机顶盒检索节目内容和访问媒体内容的重定向,同时完成计费数据采集功能,并且对用户的账户进行扣费。 

  内容管理系统需要监视流媒体服务器或CDN的入口可用状况,当入口地址由多台服务器提供的时候,内容管理系统能够为这些服务器提供负载均衡。 

  内容管理系统需要对节目进行版权管理,为了防止用户采用虚拟播放器非法下载并传播流媒体文件;同时,为了提供可控流媒体文件下载观看服务,需要通过DRM版权管理进行控制。 

  以下简介内容管理系统中最主要的技术:EPG菜单和数字版权管理(DRM)。 

  (1)EPG菜单 

  电子节目指南(EPG)用于给用户提供一个容易使用、界面友好、可以快速访问想看节目的一种方式,用户可以通过该功能看到一个或多个频道甚至所有频道上近期将播放的电视节目。 

  EPG是指在符合MPEG-2(13818.1)的TS传输流中插入DVB标准定义的业务信息(Service Information,SI),使机顶盒的综合接收解码器可以从TS流中提取出节目提供商播出节目的列表和播出参数,以直观的形式显示给数字电视用户,使得用户可以方便地接收、选择数字电视节目。 

  利用机顶盒收看数字电视节目,用户通过EPG不仅能够接收普通的电视节目、广播节目或图文电视节目,而且,还可以查看感兴趣的信息,比如:按节目分类(如音乐节目、体育节目、电影等)检索节目、按节目提供者检索节目、查看未来一段时间内节目播出表以及视频网络中节目播出情况等信息。 

  (2)数字版权管理(DRM) 

  数字版权管理(Digital Rights Management,简称DRM)是一项涉及到技术、法律和商业各个层面的系统工程。它为数字媒体的商业运作提供了一套完整的实现手段。DRM是保护多媒体内容免受未经授权的播放和复制的一种方法。DRM技术的出现,使得版权所有者不用再耗费大量时间和精力与客户进行谈判,来确保数字媒体内容能够被合法的使用。DRM将使各个平台的内容提供商们,无论是因特网、流媒体还是交互数字电视,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。 

  DRM技术的工作原理是:建立数字节目授权中心,编码压缩后的数字节目内容,利用密钥(Key)可以被加密保护(lock),加密的数字节目头部存放着KeyID和节目授权中心的URL。用户在点播时,根据节目头部的KeyID和URL信息,就可以通过数字节目授权中心的验证授权后送出相关的密钥解密(unlock),节目方可播放。需要保护的节目被加密,即使被用户下载保存,没有得到数字节目授权中心的验证授权也无法播放,从而严密地保护了节目的版权。 

  5、IPTV内容的存储分发 

  5.1 存储分发要求 

  IPTV系统中对存储网络的存储分发要求: 

  ●根据用户的地理位置和连接带宽,让用户连接到最近的服务器上去,访问速度快,减少用户访问的延迟和响应时间,减少消耗的网络带宽; 

  ●全局负载平衡,提高存储资源的利用率,提高分发服务的性能与质量; 

  ●提高资源存储和内容分发的管理控制能力,智能分配路由和进行流量管理; 

  ●对用户提供鉴权、认证机制,发送的内容受到保护,未授权的用户不能分发; 

  ●具有高可靠、可用性,具有良好伸缩性和兼容性,能容错且很容易扩展。 

  5.2 组网方式 

  1)CDN模式 

  IPTV系统对于用户的服务质量有很高的要求,而且要保证播放的流畅。在广域网内,从用户的客户端到流媒体服务器之间经过了一个很复杂的路由以后,就很难保证播放的流畅了。为了克服网络复杂路线带来的制约,在IPTV中必须通过边缘服务来实现最终用户的点播服务,所以要把内容从中心服务器有效地分发到边缘服务器,实现把内容从中心存储服务器分发到边缘服务器的这样一个网络体系,称为内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)。 

  CDN的核心思想是将内容从中心推到靠近用户的边缘,使用户可以就近取得所需的内容,这样,不但有效提高了用户访问内容的性能,而且有效减轻了中心设备和骨干网络的压力。通过CDN,可以将内容分发从原来的单一中心结构变为分布式的结构,提高用户访问网站的响应速度。因而,CDN可以提高网络中信息流动的效率,从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题,提高用户访问网站的响应速度。 

  在一个CDN网络中,包含内容缓存设备、内容交换机、内容路由器、CDN内容管理等几个重要元素。典型的CDN组成如图3所示:  

图3  CDN模式的网络组成示意图

图3  CDN模式的网络组成示意图

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  内容缓存设备是CDN的业务提供点,是面向最终用户的内容提供设备,可缓存静态的Web内容和流媒体内容,实现内容的边缘传播和存储,以便最终用户的就近访问,因此一般部署于集中的用户接入点,完成内容边缘存储的设备通常都采用Cache技术来实现。 

  内容交换机处于用户接入集中点和POP点,可对内容进行缓存负载平衡及访问控制。在很多设备情况下,和内容缓存集中在一个设备上。内容交换机可以均衡单点多个内容缓存设备的负载,它基于最终用户会话和特定的内容请求提供内容服务。内容交换机是CDN的可选部件之一,对于较大型的用户接入点,内容交换机可以提高站点的可用性。 

  内容路由器负责将用户的请求调度到适当的设备上,内容路由通常通过负载均衡系统来实现,负载均衡系统是实现CDN的内容路由功能。它的作用是动态均衡各个内容缓存站点的负荷分配,为用户的请求选择最佳的访问站点,同时提高网站的可用性。内容路由根据网络拓扑结构、网络延时、服务器负荷与规则等策略设定,指定最优站点向特定的内容请求提供服务。内容路由器可根据多种因素制定路由,包括站点与用户的临近度、内容的可用性、网络负载、设备状况等。负载均衡系统是整个CDN的核心,负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。 

  内容管理系统主要负责整个CDN系统的管理,是CDN的可选部件,它的作用是进行内容管理,如内容的注入和发布、内容的分发、内容的审核、内容的服务等,并能够让网络内容分布和传输服务的用户或者服务供应商可以根据需要监视、管理或者控制网络内容的分布、设备状态等。 

  但是,目前基于流媒体系统建设的CDN系统主要还是面向PC设计,只能在一定程度上满足部分IPTV业务,它与IPTV系统存在很大的差异,完全依靠流媒体的CDN系统来发展IPTV是无法满足IPTV业务需求的。 

  首先,目前的CDN系统采用不同于数字电视的视频编码格式,无法提供广播级的视频服务。CDN系统支持的视频编码格式主要是REAL和WMV,对主流的MPEG2、MPEG4和H.264支持都非常有限。同时,直播电视是IPTV的主要业务之一,REAL和WMV视频编码格式采用的软件压缩技术,有5-10秒的时延,它无法支持IPTV业务的高质量实时直播服务。 

  其次,传统CDN面向PC用户设计,以提供VOD节目和加速HTTP浏览等应用为主,不考虑提供直播节目。 

  最后,现有的CDN系统结构与IPTV系统相比更为简单,通常采用集中式视频服务器结构,所有的节目都直接存储在服务器上,不需要进行任何转码工作就可以在互联网上直接进行播放。其结构复杂性无法与IPTV系统所需要的CDN系统相比。 

  2)P2P模式 

  P2P技术是一种用于不同PC用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术。它打破了传统的Client/Server模式,在对等网络中,每个节点的地位都是相同的,具备客户端和服务器双重特性,可以同时作为服务使用者和服务提供者。由于P2P技术的飞速发展,互联网的存储模式将由目前的“内容位于中心”模式转变为“内容位于边缘”模式,改变互联网现在的以大网站为中心的状态,重返“非中心化”,将权力交还给用户。 

  P2P模式的网络组成变化经历了集中式、分布式和混合式3个阶段。 

  集中式P2P模式由一个中心服务器来负责记录共享信息以及反馈对这些信息的查询;每一个对等实体要对它所需共享的信息以及进行的通信负责,根据需要下载它所需要的其他对等实体上的信息。集中式P2P模式则是所有网上提供的资料都存放在提供该资料的客户机上,服务器上只保留索引信息,此外服务器与对等实体以及对等实体之间都具有交互能力。集中式P2P有利于网络资源的快速检索,并且只要服务器能力足够强大就可以无限扩展,但是其中心化的模式容易遭到直接的攻击。 

  在分布式P2P中,对等机通过与相邻对等机之间的连接遍历整个网络体系。每个对等机在功能上都是相似的,并没有专门的服务器,而对等机必须依靠它们所在的分布网络来查找文件和定位其他对等机。分布式P2P解决了抗攻击问题,但是又缺乏快速搜索和可扩展性。 

  混合式P2P在分布式模式的基础上,将用户节点按能力进行分类,使某些节点担任特殊的任务。这些节点共分为3种:用户节点、搜索节点和索引节点。一个节点可以既是搜索节点又是索引节点。混合式P2P结合了集中式和分布式P2P的优点,在设计思想和处理能力上都得到了进一步的优化。 

  6、IPTV的接入系统 

  随着IPTV视频组播、点播业务的全面展开,对接入网络提出了更高的带宽需求,标清IPTV带宽至少需要2Mbps以上带宽,高清IPTV带宽至少需要6-8Mbps以上带宽(MPEG4视频格式)。如果一个家庭拥有多个IPTV终端,这时需要的带宽将成倍增加。考虑到各类网络互动业务,如视频会议、视频聊天、网络游戏、BBS贴图等需求,接入网的上行带宽需求也会不断增长,因此IPTV接入承载网络的上下行带宽要求将会越来越高。 

  目前,DSLAM设备是最常见的宽带接入网的局端设备,IPTV业务一般也通过DSLAM设备展开。受线路质量及DSLAM设备的影响,该技术存在以下缺点:速率低,有选线率问题;有效传输距离短;丢包率高,QoS无法保证;安全性低;对组播功能支持有限,大多数只支持IPv4协议的路由器,并不支持组播。因此,IPTV的推广发展受到严重的限制。 

  随着网络的迅猛发展,光网络和光纤通信由于其具有的大容量、高速的特点,已逐渐成为网络基础建设中的主角。同时接入网交换机对组播业务的支持性能日趋成熟、稳定,价格不断下降。FTTB+LAN和GPON都是基于以太网技术的光纤接入手段。因以太网技术的成熟和简单,且都采用廉价稳定高速的光纤作为传输介质,这两种方式已经渐渐脱颖而出,成为IPTV宽带接入手段中的有效方式。 

  GPON可提供1Mbps-1000Mbps的上下行对称高带宽,对每个IPTV用户的带宽可进行动态分配;同时在整个接入链路上支持全程的QoS保证,保障了IPTV业务的质量;GPON网络接入覆盖范围长达20Km,消除了各类铜缆接入的距离限制。国内运营商已将GPON技术成功应用于宽带接入网络,证明了GPON技术已经成为一种可靠且具有成本效益的IPTV宽带接入技术。 

  FTTB+LAN宽带接入是基于以太网技术的,采用光纤高速网络实现千兆到社区,结合一般双绞线实现百兆到楼宇,十兆到用户。FTTB+LAN接入方式技术的实质是采用一种二层的媒质访问控制技术,直接向用户提供基于IP业务的传送通道。FTTB+LAN作为一种高速的宽带接入方式,开展IPTV宽频业务时简单易用,成本较低,用户无需添加专用的调制解调器,但是缺点也很明显,即楼内综合布线的复杂化和采用双绞线造成的传输距离的限制。 

  FTTH是将光纤作为物理媒介实现用户和运营商连接的一种技术。FTTH这种能够提供高带宽的接入方式则可以轻松提供以上功能,并能够实现对称的双向传输,这是其他接入方式无法相比的。通常FTTH可采用两类网络结构。一是无源光网PON结构,二是点对点PtoP结构。FTTH的两种实现方式的上下行都可以达到100Mbit/s。 

  在未来家庭中,IPTV以及高清晰度数字电视对接入带宽都有着明确的高要求,实现100Mbit/s接入将是很有必要的,要达到这样的高带宽,别的手段都难以实现,唯有FTTX与GPON技术。 

  7、IPTV终端系统 

  目前,电信网上所用的IPTV终端主要三种类型:个人电脑+软件播放器、电视机+机顶盒,以及用于移动流媒体平台的多媒体手机。而“电视机+机顶盒”方式最为普遍认可。 

  7.1 基于PC的终端系统 

  基于PC的终端系统是沿用的互联网视频的应用形式,利用网络流媒体技术传送某种格式的数据流,用户可在计算机上利用相应的播放器对压缩的视音频流媒体文件解压后进行播放。这种形式的终端硬件比较简单,只需要一台具有以太网卡的PC机安装相应的播放器应用软件就可以播放音视频节目和上网浏览。目前应用较多的播放器软件主要有微软的Windows Media Player、Apple公司的QuickTime和Real Networks公司的Real Player。 

  基于PC机的终端系统优点是简单、投资小、上网方便等。缺点首先是每一种播放器软件都局限于厂商私有的文件格式,通用性差。其次是利用PC显示器观看电视节目相对于电视机观看屏幕小并且舒适度差。再次是对于不会使用电脑的人来说根本无法享受此项业务。 

  7.2 基于STB的终端系统 

  基于STB的终端系统是兼顾PC和电视机的功能,既具有PC的处理能力,又具有电视机的观看效果。同时,STB极有可能做为家庭网络/媒体中心出现在下一代家庭网络中。因此,IPTV终端更看好“电视机+机顶盒”方式,将成为IPTV业务终端的主流。 

  基于STB的终端系统以电视机作为显示器,利用专用的IP-STB对网络音视频媒体数据接收和解压,转换为电视信号格式输送给TV播放。 

  STB作为用户端设备要具备的功能包括以下方面: 

  ●支持视频点播、组播和Internet浏览,以及短消息、可视业务和网络游戏; 

  ●支持目前应用较多的LAN或xDSL或WLAN等多种宽带接入方式。支持TCP/UDP/IP协议族,完成互操作信息的网络传输,接收及处理IP数据和视频流媒体数据; 

  ●支持对多媒体码流的解码能力,电视屏幕显示和数字版权管理; 

  ●支持内容缓存、交互控制、接入鉴权和业务及网络管理功能。 

  7.3 移动终端系统 

  提到用于IPTV的移动终端系统人们自然会想到3G手机,它能够处理图像、音乐、视频流等多媒体,并利用无线通信网络和互联网相结合提供网络电视、视频电话、网页浏览、电视会议、电子商务等多种媒体服务。 

  8、IPTV与家庭网络 

  数字家庭网络是指通过家庭网关将公共网络功能和应用延伸到家庭,并以有线网络或无线网络,连接各种信息终端(如家电、PC等),提供集成的话音、数据、多媒体、控制和管理等功能,达到信息在家庭内部终端之间及其与外部公网的充分流通和共享。通过数字家庭网络可以实现以下的业务和应用:通过与Internet互联,以及机顶盒和电视机或电脑实现VOD点播,并提供基于ASP的海量存储和个性化的信息服务及互动的Internet娱乐游戏等服务。数字家庭网络的业务定位于三大方面:家庭影音娱乐、电信及广播业务、控制和监视功能。图4展示出了一个典型的家庭网络的结构。  

图4  一个典型的家庭网络结构示意图

图4  一个典型的家庭网络结构示意图

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  家庭网络从组成上可分为以下部分:家庭网关;各种信息终端设备和智能家电设备;家庭智能联网环境的构筑,即将数字家庭内各类终端互联并与家庭网关相连,通过家庭内部有线或无线方式的互联技术,实现家庭网络各信息终端设备和智能家电设备的自组织联网并提供自动发现和配置。 

  家庭综合服务网关是整个家庭网络与外部网络发生联系的桥梁,也是数字家庭各种业务和应用的关键。家庭网关是一种简单的、智能的、标准化的、灵活的整个家庭网络接口单元,它可以从不同的外部网络接收通讯信号,通过家庭网络传递信号给某个设备。 

  家庭网关可以完成家庭上网业务、IPTV业务、网上游戏业务、IP电话业务、家庭视频监控业务、以及实现远程网络上的家庭控制和安全服务管理。 

  家庭网络包括Modem、PC、STB、IAD等多种设备,这些设备内部互联形成家庭网络。来自xDSL线路的IPTV视频业务通过家庭网络传送到STB,由STB实现解码的视频信号在电视机上显示。STB可作为家庭网络的延伸,提供数字娱乐、通信、智能家居、网络共享等一体化解决方案,将宽带网络从用户的书房搬进客厅。 

  未来几年宽带业务向家庭用户的发展,IPTV业务将有可能成为数字家庭市场推广的主要应用形式,数字电视机、IP机顶盒等终端产品,连同IPTV基础网络硬、软件解决方案将成为主流产品。 

  9、IPTV与数字电视 

  表1 IPTV与数字电视对比表  
对比项
IPTV
数字电视
承载技术
IP(CDN、组播等)
HFC(DVB、广播等)
编码格式
MPEG2、MPEG4/H.264、WMV、RM
MPEG2
传输协议
IP协议族(RTP/RTCP、RTSP)
DVB(MPEG2-TS)
加密技术
DRM(数字版权管理)
CA(条件接受)
接收终端
PC、电视机、手机等
电视机
接入方式
xDSL、LAN、WLAN等
CALBE MODEM等
业务类型
点播业务、直播业务
广播业务
成熟度
标准有待发展,开始进入商业运营
有相对成熟的标准,已进入商业运营
服务多样性
丰富
较为单一
节目图象质量
能够提供SDTV节目
能够提供HDTV节目
网络运营主体
电信运营商
有线电视网络运营商、卫星电视运营商
 

  IPTV与数字电视,既相似又有区别。IPTV与数字电视的对比如表1所示。从表1可以看出IPTV是基于电信宽带网传输的电视形式,不仅使用户收看到更多电视节目,还可以实现节目的点播功能,可以扩展其它电信增值业务。IPTV可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。并且由于IPTV面向的是宽带用户,他们是最有消费能力、最接受新事物的群体,因此IPTV的发展会分流一部分数字电视用户,从客观上对数字电视推广有一定冲击。然而数字电视在高清质量广播电视图像上占有绝对优势。而IPTV作为一个新兴业务,无论在技术、政策、市场和用户群都还不十分成熟,在一段时期内不会对数字电视产生大规模影响。相反IPTV的发展会盘活数字电视节目源,使之得到再利用。 

  10、小结 

  IPTV是一个新兴的领域,因此实际中还面临很多问题。对IPTV的概念和内涵理解还存在很大的差异。在政策方面,存在多头监管问题严重,各部门之间缺乏合理有效的分工;TV业务准入控制严格,其他业务准入制度不明等问题。在运营方面,存在运营模式还不清晰,运营主体不明确,运营网络能力不强,内容不够丰富,资费政策不明晰,风险较大等问题。在技术方面,存在服务质量不容易保证,传统CDN的改造,组播支持,终端形态和安全等问题。在标准方面,存在编解码标准不统一,系统间互联互通困难等障碍。在产业链方面,产业链需要进一步磨合,盈利模式不成熟,主要环节力量薄弱,各个环节需要进一步磨合等问题。 

 
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