IPTV及相关技术

《中国有线电视》2006( 19/20CHINA DIGITAL CABLE TV技术交流:中图分类号:TN943.6文献标识码 :B文章编号:1007-7022 2006 )19- 1922 -03IPTV及相关技术口姚宽勇(扬州市广播电视局江苏扬州225009 )摘要:IPTV 是基于IP协议的新-代技术,介绍了IPTV的主要业务功能和系统组成并阐述了IPTV系统的关键技术。关键词:PTV流媒体技术媒体内容分发技术数字版权管理技术IPTV and Related Technologies口YAO Kuan-yong( Yangzhou Broadcast and Television Bureau , Jiangsu Y angzhou 225009 , China )Abstract :IPTV is the next generation of IP-based technology. This article introduces the IPTV main servicefunction and the system composition , explains the key technologies of IPTV system.Key words :IPTV ; streaming media technology ; media content distribution technologies ; digital rights man-agement technology1 IPTV 概述2 IPTV 的主要业务IPTV即交互式网络电视是一种利用宽带网络的2.1 视频点播基础设施，以电视机(或计算机)作为主要终端设备，视频点播即用户根据需要直接选择相应的节目，集互联网、多媒体和通信等多种技术于一体,通过IP从根本.上改变过去被动收看节目的收视方式视频点协议向用户提供包括数字电视在内的多种交互式视播采用多媒体技术将声音、图像、图形、文字和数据等频节目服务的新一代技术,IPTV 有两个特点:基于IP集成为一体,向特定用户播放其指定的视听节目技术和个性化的按需服务,与传统电视相比最大的特IPTV系统中的视频点播是一种基于 IP网络、利用电点是交互性和实时性。视机(或计算机)作为主要接收终端的视频点播系统。统的造价。[2] 刘英杰有线电视放大器的使用技巧[ J]中国有线电视2002 ( 3/4 ) 92 -93.参考文献:[3]林挺逵.有线电视放大器性能参数的图解分析中国煤化工< 20):16.[ 1] 黄吴明.有线电视设计原理[ M ]西安:陕西科YHCNMHG收稿8期2006-09-03]学技术出版社2001.作者简介姚宽勇( 1973- ) 男工程师主要从事有线电视网络设计和维护工作。1922《中国有线电视》2006年第19/20期_姚宽勇:PTV及相关技术2.2直播电视频流媒体节目以IP单播或组播的方式从视频服务器直播电视是指类似于无线电视、有线电视及卫星播送出去同时还要对用户或用户终端设备进行认证,电视的传统电视服务是网络运营商提供给宽带用户并从DRM授权/密钥服务器向被认证的用户端设备广播电视增值业务的一种方式 ,IPTV通过组播的方式传送DRM授权/密钥使用户能够对已接收的加密视实现直播电视的功能,借助IP网络来承载电视信号。音频流媒体节目进行解密和播放。2.3 时移电视3.2传输网络时移电视就是用户可以自己选择节目的播放时IPTV系统使用的是以TCP/IP协议为主的网络,间并可以对电视播放进行任意的暂停、倒退和快进,包括骨干或城域网络、宽带接入网、内容分发网络。用户不必受电视台播出时间表的约束,时移电视通过(1)骨干或城域网络:骨干或城域网络完成视频存储电视媒体文件，采用点播方式来为用户实现时移.流在城市之间和城市范围内的传送，主要技术有IP电视的功能。over ATM、IP over SDH、IP over Optical 等。2.4互联网接入(2)宽带接入网:宽带接入网主要完成用户到城.在IPTV系统中利用电视作为终端通过IP网络域网的连接,接入技术有:不对称数字用户线( XD-开展上网业务。SL )混合光纤同轴电缆( HFC)以太网( LAN )本地3 IPTV 系统的组成多点分配业务( LMDS )无源光网络( PON )。IPTV系统由3部分组成前端、传输网络、接收端(3 )内容分发网络:内容分发网络是一个叠加在每个部分都由- 些子系统和关键设备组成完成相应的骨干/城域网络之.上的应用系统，主要由初始服务器、基本功能以保证IPTV业务的顺利运营如图1所示。分布在网络边缘的缓存服务器、重定向DNS服务器和内容交换服务器组成其作用是将IPTV的媒体内容根据一定策略发布到最靠近终端用户的边缘服节目采集'IP骨干/城域网STB+TV务器，从技术上全面解决网点分布不均和网络拥塞媒体中心存储宽带接入网C等状况提高用户访问的响应速度及命中率。3.3 IPTV 接收端后台支撑系统][ 内容分发网络]/\[其他智能终端IPTV接收端的功能是接收、存储、播放及转发IP视音频流媒体节目基本型IPTV用户终端设备前端传输网络接收端的硬件没有内置的CableModem或DSLModem它图1 IPTV 系统组成框图只提供一个以太网接口与外部的CableModem或3.1 IPTV前端.DSL Modem或以太网Hub相连集成式的IPTV用IPTV前端具有节目采集、存储和后台支撑服务等户终端设备则内置CableModem或DSLModem,可与功能。CableModem或DSL宽带网络直接相连,高端式的( 1 )节目采集:包括节目的接收(如卫星电视、有IPTV用户终端还带有内置硬盘可以提供IPTV DVR线电视及非实时的视频节目如DVD、录像带等)节目功能甚至支持IEEE802. 11无线联网功能,能将受的压缩编码或变换编码及格式化、节目的加密和DRMDRM保护的IP视音频流媒体节目无线传输给其他设打包以及EPG生成等。备如PC机等一个用户终端设备必须带有IPTV系(2 )节目存储:主要完成经节目采集程序处理供统所使用的DRM技术的客户端软件，为了使IPTV系点播的视频内容和各类管理信息的存储,由于存储的.统成为一个开放式的业务平台,IPTV 用户终端设备通内容较大常采用海量存储架构,目前常用的存储技术常还使中国煤化工'接收端分为PC、IPTV主要有DAS(直接附加存储) NAS(网络附加存储)和机顶盒MYHCNMHGSAN(存储区域网)。4 IPTV的关键技术( 3 )后台支撑系统:为IPTV业务用户认证、计费、4.1视音频编解码技术授权保证用户得到合理安全的服务。将加密的视音视音频压缩编解码技术是数字电视系统和交互式1923姚宽勇:IPTV 及相关技术《中国有线电视》2006年第19/20期，系统的关键技术,它将原来不适合当今网络传输的大地分发到用户终端上降低服务器和宽带资源的无谓容量文件转化成适合网络传输的小容量文件,这就是消耗提高服务品质其关键技术包括内容分发、内容压缩编码技术，文件传输到用户端将编码后的数据流路由、内容交换、性能管理。恢复成原来的视音频信号称之为解码技术。IPTV 作4.4数字版权管 理技术为IP网络上的视频应用对视音频编解码有很高的要数字版权管理技术是随着视音频节目在互联网上求,首先编码要有高的压缩效率和好的图像质量,压的广泛传输而发展起来的一种新技术类似于电视条缩效率越高传输占用带宽越小图像质量越高用户件接收CA )技术其工作原理是,首先建立数字节目.体验越好淇次,IPTV平台应能兼容不同编码标准的授权中心,编码压缩后的数字节目内容,利用密钥媒体文件,以适应今后业务的发展最后要求终端支持( Key )加密保护( Lock ) ,加密的数字节目头部存放着多种编码格式或具备解码能力在线升级功能。目前视KeyID和节目授权中心的URL ,用户在点播时根据节频编码格式有MPEG - 1、MPEG - 2、MPEG -4、MPEG目头部的KeyID和URL信息通过数字节目授权中心-7、MPEG-21、WMV和H.264等,H.264具有高的的验证授权送出相关的密钥解密(Unlock),节目方可编码效率和图像质量代表了编解码技术的发展方向,播放数字版权管理主要采用数据加密、版权保护、数同时由于标准的开放性以及获得3GPP、DVDForum的字水印和签名技术。支持H.264被大多数运营商和产业界看好,它将成为4.5 IPTV 机顶盒技术IPTV乃至互联网上其他视频业务的编码标准。IPTV机顶盒是用户终端设备其技术主要包括数4.2流媒体技术字视音频编解码技术、数字加解扰技术一有 条件接流媒体是采用流式传输方式在互联网上播放的媒收系统CAS )中间件技术和实时操作系统技术。体格式流式传输方式则是将整个视频、音频、三维动IPTV机顶盒主要实现以下功能:①与宽带接入网画等多媒体文件经过特殊的压缩编码分解成-个个压连接收发和处理IP数据和视频流;②对接收的视频缩包,由视频服务器向用户终端连续实时传送。在采流进行解码支持视频点播、电视屏幕显示、数字版权用流式传输的系统中用户不必像下载方式那样等到管理等功能③支持Html网页浏览、网络游戏等。整个文件全部下载完毕,而只需很短的启动延时即可IPTV机顶盒所有功能的实现均基于高性能微处在用户终端利用解压设备(或软件)对压缩的视频、音理器嵌入式操作系统是芯片实时解码和纯软件实时频、三维动画等多媒体文件解压播放此时多媒体文件解码应用的基本支撑平台,目前IPTV机顶盒的嵌入的剩余部分将在后台继续下载与单纯的下载方式相式操作系统基本上分为嵌入式WinCE和嵌入式Linux比这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式两类。不仅使启动延时大幅度缩短,而且对系统缓存容量的5结束语要求也大大降低。流媒体传输的网络协议有:实时传IPTV是电信业务、互联网业务和有线电视业务发输协议(RTP)实时传输控制协议(RTCP)实时流协展到一定阶段的产物,目前这种新兴的业务还受诸多议(RTSP)以及资源预留协议(RSVP)流媒体传输技因数的制约,如缺乏统-的标准、市场运营模式不成术主要包括单播、广播及组播3种方式流媒体格式主熟政府相关产业政策不明确等,但IPTV代表着-种要有3种①RealNetworks公司的RealMedia( RM )②发展趋势,它将是三网合一的-项技术手段。Apple公司的QuickTime ,③Microsoft 公司的AdvancedStreaming Format( ASF )。参考文献:4.3媒体内容分发技术内容分发即在现有互联网中增加一层新的网络架[1中国煤化工IPTV一-技术 与应用构，将中心服务器的内容发布到最接近用户的网络CNMHG出版社2006.边缘”使用户可以就近取得所需的内容,内容分发[2]刘达龚建荣.数字电视技术[ M].北京:电子技术的主要目的是通过该网络的构建减少IP骨干网工业出版社2005.络的传输压力将连接到IP网络上的内容信息更迅速[收稿日期2006-09-06 ]1924