楊 崑
摘要：快速發(fā)展的IPTV業(yè)務(wù)成為中國信息領(lǐng)域的一個焦點，但經(jīng)過長時間在中國多個城市的試驗后其業(yè)務(wù)模型依然沒有完全成熟，因此如何選擇合適技術(shù)的問題成為一個短時期難以回答的問題。由于目前中國已經(jīng)開展試驗的IPTV業(yè)務(wù)主要是對本地的小批量用戶播放電視和錄像節(jié)目，采用的技術(shù)只能作為一種嘗試而很難成為今后IPTV技術(shù)發(fā)展的范例，因此有必要從最終構(gòu)建全國性的能滿足商用運營需求的IPTV業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)，在全國性IPTV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計、承載網(wǎng)的改造、視頻編碼的選擇、終端的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建、開放DRM平臺的建立和媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建設(shè)等幾個主要方面開展研究。
關(guān)鍵詞：IPTV業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；數(shù)字版權(quán)管理；流媒體；發(fā)展趨勢
IPTV業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的視頻通信業(yè)務(wù)和廣播電視業(yè)務(wù)都有區(qū)別，它代表了基于IP網(wǎng)絡(luò)的新型傳播視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，因此在技術(shù)選擇上也會遇到很多新的問題。由于目前中國已經(jīng)開展試驗的IPTV業(yè)務(wù)主要是對本地的小批量用戶播放電視和錄像節(jié)目，大量采用了傳統(tǒng)視頻點播的成熟技術(shù)，難以支持業(yè)務(wù)長期開展的需要。要最終構(gòu)建全國性的能滿足商用運營需求的IPTV業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)就必須對IPTV技術(shù)開展循序漸進的研究。下面本文逐一對這些影響到IPTV業(yè)務(wù)未來的關(guān)鍵技術(shù)進行探討。
1 IPTV整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
IPTV系統(tǒng)目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用單層平面架構(gòu)，各個試驗地區(qū)單獨構(gòu)建一套獨立的IPTV系統(tǒng)，包括業(yè)務(wù)層的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)、運營支撐系統(tǒng)、終端系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)層的承載網(wǎng)設(shè)備和接入網(wǎng)設(shè)備，以及由內(nèi)容服務(wù)商控制的內(nèi)容管理和編輯、數(shù)字版權(quán)保護等內(nèi)容層設(shè)備。這種組網(wǎng)模式是由于政策和市場等多方面因素造成的，其最大的問題就是難以形成一個資源共享、統(tǒng)一管理、聯(lián)合認證的全國性系統(tǒng)，而且各個地區(qū)的系統(tǒng)和設(shè)備只能采用一個廠家的產(chǎn)品，不同廠家的產(chǎn)品彼此間無法實現(xiàn)互通和替換。這種架構(gòu)只能滿足短期的業(yè)務(wù)需求，如果將IPTV業(yè)務(wù)范圍擴展到全國，并且業(yè)務(wù)內(nèi)容從現(xiàn)有的電視廣播和視頻點播擴展到其他領(lǐng)域，那么其建設(shè)和運營成本將會十分高昂。
目前IPTV行業(yè)標準的制訂和其他工作中都將網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計作為重點，雖然還沒有最終方案提出，但已經(jīng)有了很多好的思路：
(1)整體系統(tǒng)必須是一個分為全國和本地兩級的網(wǎng)絡(luò)，這是開展全國性商業(yè)運營必須滿足的要求。目前IPTV試驗系統(tǒng)連接的內(nèi)容源僅有上海文廣一家，隨著業(yè)務(wù)面的擴展，會有各個地方電視臺和其他類型的內(nèi)容服務(wù)商接入該系統(tǒng)。這些內(nèi)容的接入和存儲從降低成本的角度講應(yīng)該是在本地完成，但是從增大用戶可使用服務(wù)內(nèi)容的角度出發(fā)，這些資源應(yīng)該在全國網(wǎng)絡(luò)上進行統(tǒng)一調(diào)度和管理。在實際設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時必須通盤考慮到兩個不同網(wǎng)絡(luò)層次的要求，比如，運營支撐、內(nèi)容平臺與業(yè)務(wù)平臺的接口以及媒體資產(chǎn)管理的前端部分會根據(jù)業(yè)務(wù)開展情況分布在全國業(yè)務(wù)平臺和本地業(yè)務(wù)平臺上，而資源調(diào)度管理系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)則只能布置在全國業(yè)務(wù)平臺上。
(2)內(nèi)容平臺和業(yè)務(wù)平臺之間的接口設(shè)計要同時考慮兩個方面：首先這個接口要實現(xiàn)標準化，對中國多家有影響力的內(nèi)容服務(wù)提供商的內(nèi)容提供格式都應(yīng)兼容，并且不會阻礙其他的內(nèi)容源接入；其次，接口要劃分為本地接口和全國接口兩個部分，以針對不同位置的內(nèi)容源，和這個接口相互配合工作的數(shù)字版權(quán)保護系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)和運營支撐系統(tǒng)也要相應(yīng)地劃分為全國和本地兩個部分。
(3)數(shù)字版權(quán)保護系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)和運營支撐系統(tǒng)等功能模塊進行分割時要考慮子系統(tǒng)中功能的相對完整和上下級系統(tǒng)間的連接和標準化，目前的試驗系統(tǒng)中這些分系統(tǒng)均捆綁為一個整體，進行功能模塊細分時必須統(tǒng)籌考慮；對于和用戶日常使用密切相關(guān)的終端管理、業(yè)務(wù)和節(jié)目選擇、計費等功能要盡可能地放在本地進行，而和整網(wǎng)運營有關(guān)的資源存儲、資源調(diào)度目錄、資費結(jié)算等功能應(yīng)更多地放在全國中心。
(4)未來很重要的工作就是要構(gòu)建完整和開放的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，因為目前IPTV系統(tǒng)僅僅提出了電子節(jié)目菜單(EPG)的概念，其能夠完成的功能遠遠不能滿足未來業(yè)務(wù)開展的需要。IPTV開展商業(yè)運營時，內(nèi)容的分類、管理和展示會涉及全國范圍內(nèi)的多個平臺，這些分布在各處的內(nèi)容很難用電子節(jié)目菜單這樣僅能識別簡單的標簽和關(guān)鍵字的單級目錄來涵蓋，需要建立一個帶有智能搜索功能的信息管理系統(tǒng)，這個系統(tǒng)還會逐步支持按圖片、語音或其他信息進行模糊搜索，同時，媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)將和存儲管理系統(tǒng)成為一個動態(tài)連接的整體，媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)可以直接影響到內(nèi)容存儲的分布結(jié)果，而不再是像EPG一樣僅僅是簡單的查找和調(diào)用。
上述這些思路在IPTV網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)設(shè)計中必須體現(xiàn)，由于目前符合要求的系統(tǒng)還不存在，因此完善IPTV的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將是一個循序漸近的過程，需要逐步地演進發(fā)展。目前在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時，必須考慮到這種演進的趨勢，在滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)開展需要的情況下，給未來的發(fā)展留下空間。
2 媒體交付網(wǎng)
在IPTV網(wǎng)絡(luò)中，將內(nèi)容根據(jù)需要傳遞到單一或一批用戶群的工作由媒體交付系統(tǒng)完成。目前商用試驗中多采用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)(CDN)技術(shù)來完成此項工作，實現(xiàn)對多媒體內(nèi)容的存儲、調(diào)度、轉(zhuǎn)發(fā)、播放等功能。媒體交付系統(tǒng)可以降低服務(wù)器和帶寬資源的過多消耗并提高服務(wù)質(zhì)量。但現(xiàn)有的CDN網(wǎng)絡(luò)是從基于PC機的流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展而來，在大用戶同時選擇同一內(nèi)容時，存在服務(wù)效率低、重定向機制復(fù)雜等問題。媒體交付系統(tǒng)更適宜視頻點播服務(wù)的開展，對直播電視、時移電視以及各種增殖業(yè)務(wù)支持能力相對有限。雖然現(xiàn)在也提出了一些改善機制，但CDN先天性的架構(gòu)缺陷還是難以滿足IPTV業(yè)務(wù)的節(jié)目性要求，無法承載IPTV的全部功能并會引入流量“瓶頸”。
為解決CDN存在的問題，近期已經(jīng)開展將現(xiàn)有的CDN架構(gòu)改造為P2P形式的媒體交付網(wǎng)絡(luò)的研究。建立P2P機制的媒體交付網(wǎng)絡(luò)需要在業(yè)務(wù)會聚、內(nèi)容分發(fā)和流媒體播放3個方面進行系統(tǒng)改造。首先在內(nèi)容提供時可以將內(nèi)容提供商作為整個P2P網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點來向整個業(yè)務(wù)平臺提供節(jié)目內(nèi)容，所提供的內(nèi)容可以有選擇地會聚到位于P2P網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的中心業(yè)務(wù)節(jié)點以便進行相關(guān)的內(nèi)容處理；其次，可采用基于P2P的內(nèi)容分發(fā)機制將音、視頻節(jié)目內(nèi)容的切片由中心業(yè)務(wù)節(jié)點分發(fā)到靠近用戶的邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點內(nèi)，以降低核心網(wǎng)的傳送壓力，而且對于不同的節(jié)目內(nèi)容往往會采用不同的內(nèi)容分發(fā)策略；第三，通過靠近用戶的邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點向用戶提供流媒體服務(wù)的過程也可以采用基于P2P的流媒體播放方式，此時邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點由許多處于對等地位的流媒體服務(wù)器組成，用戶使用服務(wù)時可以通過多個流媒體服務(wù)器同時工作，實現(xiàn)不同流媒體服務(wù)器的負載均衡增長，降低系統(tǒng)擁塞的風(fēng)險。
目前已經(jīng)開展了采用P2P機制的混合式媒體交付體系結(jié)構(gòu)的標準化研究工作，由于中國目前還沒有能大規(guī)模商用的案例，要發(fā)展和完善基于P2P機制的媒體交付系統(tǒng)還需要一段時間。作為臨時性的解決辦法，目前的IPTV業(yè)務(wù)依然可以沿用現(xiàn)有的CDN系統(tǒng)，并在業(yè)務(wù)達到一定規(guī)模時采取由上而下的方式逐步完成整個媒體交付網(wǎng)絡(luò)的升級。
3 數(shù)字版權(quán)管理
在IPTV業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈中，數(shù)字版權(quán)管理(DRM)技術(shù)是保證內(nèi)容提供商利益的關(guān)鍵所在。DRM技術(shù)主要包括數(shù)字識別技術(shù)、安全和加密技術(shù)以及電子交易技術(shù)。IPTV和數(shù)字電視業(yè)務(wù)在數(shù)字視頻的版權(quán)保護方面存在著明顯的不同，其版權(quán)保護技術(shù)的基本原理要遵循雙向特點來實現(xiàn)。
業(yè)務(wù)運營商實現(xiàn)DRM目前可以選擇不同方案，如運營商自建全套DRM系統(tǒng)，運營商與內(nèi)容提供商合建DRM系統(tǒng)，業(yè)務(wù)運營商不建DRM系統(tǒng)。3種方案各有利弊，而且同一運營商在不同地區(qū)開展業(yè)務(wù)時由于用戶發(fā)展?fàn)顩r不同，對建設(shè)DRM系統(tǒng)的要求也會有所不同。由于IPTV本身是一個內(nèi)容傳播平臺，與DRM的實現(xiàn)方式無關(guān)，理想的方式是建立一個開放式的DRM平臺。
在業(yè)務(wù)開展初期，業(yè)務(wù)運營商需要使用內(nèi)容提供商指定的DRM方案，此時IPTV系統(tǒng)必須方便地集成多個內(nèi)容提供商的DRM系統(tǒng)，系統(tǒng)的開放性可以滿足內(nèi)容提供商對DRM系統(tǒng)的不同需求。運營商自建全套DRM系統(tǒng)可以為大量非主流內(nèi)容提供商提供相應(yīng)的保護機制，擴大運營商的內(nèi)容服務(wù)范圍，是運營商必須要考慮的工作。在這個過程中，IPTV業(yè)務(wù)平臺DRM系統(tǒng)要面對不同來源的內(nèi)容，必須考慮標準化的需求。
在IPTV DRM所遵循的標準選擇上，由于目前還沒有適合運營商采用的完整的DRM解決方案，而開放移動聯(lián)盟(OMA)的標準化方案存在高額的專利費，所以建立開放的標準化DRM系統(tǒng)不是短時間內(nèi)能實現(xiàn)的問題，需要投入專門的力量加以解決。多種DRM方案并存的局面預(yù)計還會在相當(dāng)長的時間內(nèi)存在。
4 視頻編碼
開展IPTV業(yè)務(wù)需要消耗大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，采用合適的視頻編碼技術(shù)是實現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。
目前國際標準化組織(ISO)和國際電信聯(lián)盟(ITU)相繼推出了一系列視頻壓縮編碼的國際標準，標準包括H.261、H.262、H.263、H.264以及MPEG1、MPEG2、MPEG4等。目前IPTV系統(tǒng)中使用較多的標準主要是H.264和MPEG4。此外國外一些有實力的公司也提出了自己的視頻編碼標準，如ASF、nAVI、AVI、DIVx、QuickTime、Real Audio、Real Video及Real Flash等。音視頻編解碼技術(shù)標準(AVS)是中國自行開發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代編碼方式，目前正在進行AVS的標準制訂工作。AVS是以取代MPEG2規(guī)格為目標的高效編碼方式之一，編碼效率相當(dāng)于H.264和Windows Media 9(VC-1)的水平[1]。
考慮IPTV業(yè)務(wù)采用的視頻編碼要從編碼壓縮率、業(yè)務(wù)的需求程度、互通性和使用成本幾個方面來統(tǒng)一衡量，其中使用成本是最為關(guān)鍵的因素。IPTV目前通常采用的H.264和MPEG4視頻編碼都面臨著不同程度的專利費問題。由于這些視頻編碼標準組織采用了同時向設(shè)備制造商和運營商收費的政策，大大增加了整個產(chǎn)業(yè)的總體經(jīng)營成本。中國的AVS許可政策相對優(yōu)惠。
目前各地區(qū)建設(shè)的IPTV試驗系統(tǒng)對視頻編碼的選擇更多地側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)性能，但從長遠發(fā)展來看，盡快開展對AVS和其他視頻編碼技術(shù)水平的摸底工作，并最終實現(xiàn)全網(wǎng)向高效的統(tǒng)一視頻編碼的過渡是必然要考慮的問題。
5 存儲系統(tǒng)
數(shù)字視頻文件一般需要占用大量的存儲空間，因此必須建立高效、低成本的儲存和分發(fā)機制，一方面可以優(yōu)化系統(tǒng)對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬占用，另一方面可以提高IPTV系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和客戶端的快速響應(yīng)速度。存儲系統(tǒng)大體上包括存儲設(shè)備、存儲網(wǎng)絡(luò)和管理3個部分，它們分別擔(dān)負著數(shù)據(jù)存儲、存儲容量和性能擴充、數(shù)據(jù)管理等任務(wù)。
IPTV的存儲設(shè)備可以選用磁盤冗余陣列、光盤和磁帶等。磁盤冗余陣列具有速度快、容量大、安全可靠等優(yōu)點，一般作為流媒體應(yīng)用的在線(On-line)存儲設(shè)備。與硬盤相比，光盤和磁帶在讀寫訪問速度方面存在明顯的差距，但是在單位容量價格和容量擴展性等方面有著明顯的優(yōu)勢，因此通常作為系統(tǒng)的近線(Near-line)或離線(Off-line)存儲設(shè)備。在實際工作中，3種存儲設(shè)備將組合使用，以滿足不同場景的要求。
存儲網(wǎng)絡(luò)包括直接連接存儲(DAS)、網(wǎng)絡(luò)訪問存儲(NAS)和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN) 3種方式。采用DAS連接的方法，具有技術(shù)簡單、投資較小的優(yōu)點，可以滿足IPTV內(nèi)容的海量存儲要求，但安全性低，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效備份，維護管理困難，不是今后的發(fā)展方向；NAS方式可利用已搭建的局域網(wǎng)絡(luò)，擴展方便，實施簡單，但不能滿足大容量、實時性要求較高的數(shù)據(jù)存儲訪問，并會對網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生較大影響，也不宜作為IPTV存儲方案的首選；SAN是一個由存儲設(shè)備和系統(tǒng)部件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，通過光網(wǎng)絡(luò)完成工作，其具有較高的數(shù)據(jù)讀取速度，增加了對存儲系統(tǒng)的冗余鏈接，提供了對高可用群集系統(tǒng)的支持，但輸出帶寬不能隨著用戶和業(yè)務(wù)規(guī)模的擴展而線性擴展，系統(tǒng)建設(shè)成本較為昂貴。從技術(shù)的角度講，SAN具有很大的優(yōu)勢，但在成本大幅下降以前，現(xiàn)有存儲系統(tǒng)的利用是IPTV業(yè)務(wù)開展中不可回避的一個問題。
IPTV系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)資源的要求很高，大規(guī)模部署必須考慮分布的存儲方式，目前常用中心節(jié)點和多個邊緣節(jié)點形成多級存儲結(jié)構(gòu)以降低成本。但是這種方式由于會給內(nèi)容分發(fā)過程帶來時延增大和網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)增加的問題，因此選取優(yōu)化的存儲管理機制就成為IPTV中的重要課題。目前的IPTV系統(tǒng)對存儲內(nèi)容的組織和管理有文件和切片兩種方式。文件方式以文件作為網(wǎng)絡(luò)的最小存儲單元，將視頻流按照文件的方式存儲在磁盤上，對實時業(yè)務(wù)的反映能力較差；切片方式可以很好地解決文件存儲方式無法很好滿足多媒體業(yè)務(wù)實時性的問題，能夠支持更加靈活的內(nèi)容交換及路由策略，將大大提升網(wǎng)絡(luò)的負載均衡和快速響應(yīng)能力，同時降低存儲網(wǎng)絡(luò)對帶寬和存儲空間的占用。切片方式在內(nèi)容的分發(fā)、內(nèi)容的交換、內(nèi)容的集成和鏈接、系統(tǒng)性能和用戶體驗等方面有許多優(yōu)勢，是IPTV業(yè)務(wù)中存儲技術(shù)的發(fā)展方向。
6 用戶接入認證
目前IPTV系統(tǒng)可以采用寬帶網(wǎng)絡(luò)的常用接入認證方式，如虛擬撥號認證、Web認證、動態(tài)主機控制協(xié)議(DHCP)認證、IEEE 802.1x認證等。
傳統(tǒng)的接入認證方式用于寬帶視頻業(yè)務(wù)時，存在“瓶頸”，如上行帶寬小，設(shè)備處理能力低，難以應(yīng)付大流量高并發(fā)的環(huán)境，對組播的支持差等。而且對越來越多的基于機頂盒方式的IPTV業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的接入認證方式在認證時都存在用戶使用不方便的問題。
DHCP認證方式存在計費時間不準確、用戶空閑時間長、會自動下線等問題。但其優(yōu)點是不存在二層網(wǎng)絡(luò)限制、可支持組播協(xié)議。IPTV業(yè)務(wù)不需要按時長精確進行計費，在業(yè)務(wù)提供時也不存在用戶空閑狀態(tài)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對組播的支持，所以適合業(yè)務(wù)開展。目前在業(yè)務(wù)實施中可以通過采用獨立的IP地址池和有針對性的策略配置，實現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)與其他互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的隔離。
未來IPTV的業(yè)務(wù)開展要考慮多種接入認證方式結(jié)合的統(tǒng)一認證，需要進一步研究和論證。
7 媒體資產(chǎn)管理
在IPTV業(yè)務(wù)中需要處理的數(shù)據(jù)對象主要是視頻節(jié)目，它與傳統(tǒng)的文字、圖片等信息有著很大的不同。為此在IPTV業(yè)務(wù)中引進了媒體資產(chǎn)管理(MAM)的概念。媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)技術(shù)的可行性已被證實，但有些問題，如內(nèi)容索引的格式規(guī)范問題，還需要解決。媒體資產(chǎn)管理技術(shù)涉及媒體數(shù)據(jù)存儲管理、內(nèi)容搜索、編目數(shù)據(jù)管理、媒體資產(chǎn)應(yīng)用與發(fā)布等多個內(nèi)容。目前運營商已經(jīng)在IPTV系統(tǒng)中采用的EPG技術(shù)就屬于媒體資產(chǎn)應(yīng)用與發(fā)布的范疇。
EPG可以給用戶提供一個容易使用、界面友好、可以快速訪問節(jié)目的方式，用戶還可以通過EPG查看感興趣的信息。
由于IPTV業(yè)務(wù)的內(nèi)容提供者日益增多，對內(nèi)容進行分類也就日益復(fù)雜，通過EPG使用業(yè)務(wù)將變得非常困難，而且隨著業(yè)務(wù)開展的需要，一些業(yè)務(wù)的內(nèi)容調(diào)度不會嚴格按照EPG習(xí)慣的索引菜單的方式進行，還要進行多方向的搜索和查詢，因此必須逐步考慮在未來的IPTV系統(tǒng)中引入完整的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的概念。
8 流媒體
流媒體技術(shù)是采用流式傳輸方式，在IP網(wǎng)上播放音視頻等多媒體信息的技術(shù)，與單純的信息下載方式相比，不僅啟動延時大幅度縮短，而且對系統(tǒng)的緩存容量需求也大大降低。數(shù)字視頻流在完成編碼壓縮以后，可通過不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制，其中比較常用的有實時傳送協(xié)議(RTP)和實時流式媒體協(xié)議(RTSP)等。因特網(wǎng)流媒體聯(lián)盟(ISMA)發(fā)布的技術(shù)規(guī)范對數(shù)據(jù)的傳輸和控制方案做了規(guī)范。此外流傳輸協(xié)議(TS)也被用于規(guī)范此方面的內(nèi)容。
ISMA和TS兩種流格式在市場上都有一定范圍的應(yīng)用，各有優(yōu)缺點。ISMA的方案適合IP網(wǎng)的特點，開銷小，但音、視頻要分開用兩個流傳輸，同步難度大；TS的方案是將音、視頻流復(fù)用在同一個流中，同步精度較高，并且可以在一個流中攜帶豐富的節(jié)目相關(guān)信息，但是開銷較大。從目前IPTV系統(tǒng)的應(yīng)用情況看，ISMA和TS兩種流格式短時間內(nèi)難以統(tǒng)一，但不會對系統(tǒng)的正常工作造成影響。可以通過支持兩種流格式的機頂盒或?qū)ｉT的ISMA-TS轉(zhuǎn)碼模塊來解決這一問題。
在IPTV系統(tǒng)中使用的流媒體服務(wù)器擔(dān)負著將預(yù)先編碼壓縮或?qū)崟r編碼壓縮的視頻文件以流的方式推送到網(wǎng)絡(luò)中去的任務(wù)，要有很高的性能和可靠性要求。為達到此要求，就必須考慮提高單機可靠性或通過服務(wù)器集群設(shè)置來解決。依靠單臺服務(wù)器的性能改善來解決整體性能和服務(wù)可用性問題，存在著性能價格比方面的限制。服務(wù)器集群(Cluster)技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這個問題。負載均衡的松散耦合集群系統(tǒng)是解決大規(guī)模流媒體服務(wù)的重要方向。
9 承載網(wǎng)
為了保證用戶能夠便捷地使用IPTV業(yè)務(wù)，就要求運營商能夠提供適宜的承載網(wǎng)絡(luò)。目前的IP承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還存在許多不足。
IPTV業(yè)務(wù)需要一個大容量、高速率的接入系統(tǒng)，目前可用于IPTV業(yè)務(wù)接入承載的方式有不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)、千兆比以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(GEPON)、局域網(wǎng)(LAN)和寬帶無線接入等。中國主要采用ADSL技術(shù)，受線路質(zhì)量及ADSL接入復(fù)用器(DSLAM)的影響，存在速率低、有效傳輸距離短、服務(wù)質(zhì)量(QoS)無法保證、對組播功能支持有限等問題。雖然數(shù)字用戶線(DSL)技術(shù)在不斷發(fā)展，傳輸?shù)膸捰兴岣撸欠⻊?wù)品質(zhì)仍難以令人滿意。目前運營商也試圖采用ADSL2+的方式來解決這一問題，ADSL2+可以提供更高的接入帶寬和更遠的傳輸距離。GEPON正在受到越來越多的關(guān)注。
GEPON采用全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可提供上、下行對稱的高帶寬，對每個IPTV用戶的帶寬可進行動態(tài)分配，同時在整個接入鏈路上支持全程的QoS保證，接入覆蓋范圍廣，可大大降低維護成本和線路的質(zhì)量。GEPON系統(tǒng)可以很好地滿足IPTV系統(tǒng)業(yè)務(wù)開展的需要，但是前期的設(shè)備費用和光纖鋪設(shè)費用很高，影響了其推廣。目前運營商基本還是立足于對ADSL線路升級改造來提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)。
接入網(wǎng)目前采用千兆比無源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)方式來支持IPTV等寬帶多媒體業(yè)務(wù)的成本比較高，但隨著用戶的增多和業(yè)務(wù)的不斷普及，在一定時期后將會是IPTV的接入方式的較好選擇。
IPTV業(yè)務(wù)的開展對城域網(wǎng)的傳輸質(zhì)量也提出了新的要求，目前有兩種方案可供選擇：一是將原有IP城域網(wǎng)改建為一張真正的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，實現(xiàn)全網(wǎng)組播業(yè)務(wù)的開通、全網(wǎng)QoS策略的保證、高可靠性、高帶寬支持與帶寬保證等，這適合于原城域網(wǎng)基礎(chǔ)較好的城市；另一方案是構(gòu)建IPTV業(yè)務(wù)專用網(wǎng)絡(luò)，原城域網(wǎng)只承載原有互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，接入網(wǎng)流量在匯聚層被分離，這適合原城域網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜的城市。兩種方案的選擇可以根據(jù)各地的自身網(wǎng)絡(luò)狀況而定，但也可采用其他更為經(jīng)濟的臨時性解決辦法。
組播技術(shù)是開展IPTV業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，但目前遇到下面幾個問題：
現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)V1和V2版本，對于組播用戶的加入、離開組播組，對于組播源的建立都沒有相應(yīng)的安全機制，很可能會對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)造成沖擊和影響。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備雖然支持多協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(MBGP)和協(xié)議獨立型組播(PIM)等協(xié)議，但是并沒有經(jīng)過實際業(yè)務(wù)檢驗，而在組播支持方面存在較大缺陷。現(xiàn)有城域網(wǎng)匯聚設(shè)備主要是寬帶接入遠程服務(wù)(BRAS)設(shè)備，在組播支持方面存在較大缺陷。接入網(wǎng)中的大量設(shè)備在支持組播組數(shù)目、復(fù)制效率(CPU占用率)等方面都不是很強，在組播大規(guī)模開展時候都可能存在性能問題。
組播在IPTV業(yè)務(wù)開展中是一個很關(guān)鍵的問題，不可能在短時間內(nèi)得以解決。目前比較現(xiàn)實的就是針對業(yè)務(wù)實際需求給出臨時性解決辦法，在IPTV業(yè)務(wù)屬性和承載內(nèi)容完全明確后再通盤考慮。
10 終端
IPTV業(yè)務(wù)的終端目前可分為個人電腦+軟件、機頂盒+電視兩種。前者實現(xiàn)較為簡單，投資小，但播放器軟件局限于廠商私有的文件格式，通用性差，而且不會使用電腦的人無法享受此項業(yè)務(wù)，因此利用個人電腦作為IPTV終端系統(tǒng)適合于低成本推廣IPTV業(yè)務(wù)的場合，不會成為發(fā)展的重點。但是基于P2P機制的播放器軟件依然是近期發(fā)展亮點。
基于機頂盒形式的IPTV終端兼顧了個人電腦和電視機的功能，而且可以直接利用家庭中已有的電視終端來擴張業(yè)務(wù)，因此成為目前發(fā)展的重點。IPTV機頂盒目前有3種實現(xiàn)方式：即基于專用芯片(ASIC)的機頂盒、基于數(shù)字信號處理器(DSP)的機頂盒、基于中央處理器(CPU)的機頂盒。采用ASIC方式的機頂盒解碼效率高，成本低，但擴展性不好，功能單一；采用DSP方式的機頂盒可編程，所以擴展性較好，并且可以增加功能，但開發(fā)成本較高，互通性較差；通用CPU結(jié)構(gòu)的機頂盒開發(fā)簡單，功能易擴展，但是成本較高。目前階段由于視頻編碼、傳輸流格式和DRM等技術(shù)沒有完全確定，因此要求終端具有一定的靈活性和可擴展性，更適合采用DSP或通用CPU架構(gòu)。在技術(shù)穩(wěn)定后低成本的專用芯片的機頂盒會有更為廣闊的市場。
在終端設(shè)計上，越來越多地引入了中間件的概念。由于IPTV是一個逐漸豐富的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如果不能很好地解決后續(xù)業(yè)務(wù)功能添加的問題，就會增加IPTV業(yè)務(wù)的推廣成本，通過中間件可以很好地解決新功能的引入的問題。但中間件本身的概念和范圍還有爭議，需要一段時間的研究和實用驗證。
11 結(jié)束語
本文僅涉及到了IPTV系統(tǒng)中主要的技術(shù)方向，還有很多細節(jié)限于篇幅沒有一一論述，這些細節(jié)的完善對于IPTV系統(tǒng)的發(fā)展也是十分重要的。本文所探討的技術(shù)發(fā)展趨勢是基于目前業(yè)務(wù)開展的情況進行論述的。應(yīng)該清醒地認識到，IPTV本身是一種全新的業(yè)務(wù)形式，其業(yè)務(wù)特性和發(fā)展方向還有許多有待進一步明確的地方，因此對技術(shù)發(fā)展趨勢的認識也要不斷調(diào)整和完善。
