引論
1.1 IPTV產(chǎn)生的背景
隨著寬帶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，寬帶網(wǎng)絡(luò)終端的單一性已經(jīng)開始影響寬帶業(yè)務(wù)向普通用戶大面積普及，其中作為主流的計算機(jī)由于有著教高的成本、需要經(jīng)常進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)，一般用戶使用教復(fù)雜、普及率比較低等特點，難以在廣大普通用戶中迅速普及。
根據(jù)CNNIC統(tǒng)計，我們目前上網(wǎng)用戶總數(shù)為9400萬，其中使用寬帶上網(wǎng)的人數(shù)達(dá)到4280萬；上網(wǎng)計算機(jī)達(dá)到4160萬臺；每年的增長量幾百萬臺。如果用戶只能通過PC上網(wǎng)，那么必將影響寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展。同時，我國現(xiàn)有的電視機(jī)總量約有4億臺，如果能將電視機(jī)轉(zhuǎn)化為上網(wǎng)終端，即使20%的電視機(jī)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)終端，也有8000萬臺的發(fā)展?jié)摿?，因此寬帶的更大潛力在于突破終端瓶頸，而電視機(jī)是最直接和最有潛力的目標(biāo)。IPTV結(jié)合了電視機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的特點，因此應(yīng)運而生。
1.2 IPTV三大熱門標(biāo)準(zhǔn)
AVS：即數(shù)字音視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)是電子信息產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)鏈上的標(biāo)準(zhǔn)之一。它是高清晰度數(shù)字電視、高清晰度激光視盤機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電視、視頻通信等重大音視頻應(yīng)用所共同采用的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。在《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃的建議》中，數(shù)字化音視頻與新一代移動通信、高性能計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等一起被列為中國信息產(chǎn)業(yè)培育的重點。
MPEG-2：是目前包括數(shù)字電視在內(nèi)的數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)廣泛采用的信源編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-2最初的收費對象為解碼設(shè)備和編碼設(shè)備。由于當(dāng)時MPEG-2是數(shù)字音視頻領(lǐng)域惟一可用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而且相對合理。在中國組織建立AVS標(biāo)準(zhǔn)后，MPEG-LA迅速將原來制定的MPEG-2的收費標(biāo)準(zhǔn)中向解碼設(shè)備和編碼設(shè)備收取的專利授權(quán)費從每臺4美元降為每臺2.5美元。
MPEG-4、H.264／MPEG-4：JVT(Joint Video Team，視頻聯(lián)合工作組)的工作目標(biāo)是制定一個新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。新的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)稱為H.264標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)也被ISO接納，稱為AVC(Advanced Video Coding)標(biāo)準(zhǔn)，是MPEG-4的第10部分。MPEG-LA雖然降低了解碼器的專利費，但開始增收編碼器的專利費；同時運營商還需要支付加盟費，每個運營商每年350萬美元封頂。
1.3 IPTV的發(fā)展現(xiàn)狀
1.3.1 IPTV 正在穩(wěn)步推進(jìn)
目前，上海文廣與中國電信、中國網(wǎng)通合作開展的 IPTV 試點已高達(dá) 50 余個，而
在IPTV 的始發(fā)站上海，更是在浦東地區(qū)開始了正式商業(yè)化運作。2005年 11 月份，在中國電信與上海文廣共同進(jìn)行的第三輪測試中，IPTV 試點范圍已經(jīng)從原先的17 個城市擴(kuò)至23 個城市。同時，中國網(wǎng)通與上海文廣合作的試點城市也由先前的一個哈爾濱擴(kuò)至 20 個城市，包括北京。2006年 1月證實，盛大涉足 IPTV（俗稱網(wǎng)絡(luò)電視）的首批產(chǎn)品將于春節(jié)前進(jìn)入重慶市場。2005 年底，北京西門子通信網(wǎng)絡(luò)公司、上海電信和上海文廣傳媒宣布，從 20０６ 年開始向上海浦東居民提供IPTV（網(wǎng)絡(luò)電視）服務(wù)。在上海IPTV發(fā)展計劃中，2006年將發(fā)展上萬個用戶；2006年年中，完成上海全部網(wǎng)絡(luò)的覆蓋?！⊥ㄟ^IPTV的視頻錄制程序，老百姓把需要收看的節(jié)目提前放在服務(wù)器里，想看的時候可以隨時收看，而不再需要像以前那樣坐在電視機(jī)前，等著播放想看的電視節(jié)目。下一階段，上海 IPTV 計劃播出3000～5000小時的點播節(jié)目。在信息提供上，除了現(xiàn)有的天氣預(yù)報、交通、餐飲等信息外，IPTV 的視頻IP 電話、視頻會議、互動廣告、電視郵箱、網(wǎng)絡(luò)游戲等功能都在計劃應(yīng)用中。浦東區(qū)的老百姓將可以通過電視與親朋好友進(jìn)行語音聊天，還可以像ＱＱ、ＭＳＮ 那樣發(fā)送和接收文件和視頻圖像。在內(nèi)容上，目前運營的IPTV 提供直播頻道、互動電視、信息服務(wù)等綜合業(yè)務(wù)。其中，直播頻道有50個，點播節(jié)目已經(jīng)超過1000小時。
上海貝爾阿爾卡特副總裁汪瑩表示：“網(wǎng)絡(luò)電視是目前寬帶最殺手級的應(yīng)用，2005年是其小規(guī)模商用的一年，奧運會到來之前的2006～2007年將進(jìn)入大規(guī)模商用階段?！本W(wǎng)絡(luò)電視的市場容量有多大？有人預(yù)測到2008年將有1億用戶、年收入千億?！PTV在我國的發(fā)展勢頭不小，網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)已經(jīng)引起了全球的電信運營商、有線電視運營商、內(nèi)容集成商、服務(wù)提供商、設(shè)備商、增值內(nèi)容開發(fā)商、方案集成商，以及政策法規(guī)制定者的廣泛關(guān)注，可以說在巨大的財富數(shù)字的誘惑下，吸引眾多的商家追趕這一場網(wǎng)絡(luò)電視大潮，IPＴＶ 的前景是樂觀的。
網(wǎng)絡(luò)電視之所以能引起廣泛關(guān)注，不僅僅是一個市場預(yù)期的問題，目前通信產(chǎn)業(yè)各方的
現(xiàn)有業(yè)務(wù)都處于基本飽和或穩(wěn)定增長狀態(tài)，缺乏市場前景廣闊的新業(yè)務(wù)增長點。網(wǎng)絡(luò)電視無
疑提供了一種新的選擇，這也是各方爭相進(jìn)入的一個原因。思科系統(tǒng)相關(guān)負(fù)責(zé)人舉例說，如固網(wǎng)運營商現(xiàn)有的主營業(yè)務(wù)固話、小靈通等已經(jīng)非常飽和，不會出現(xiàn)大的增長，因此迫切需要有全新的業(yè)務(wù)增長點。寬帶是當(dāng)下發(fā)展很快的業(yè)務(wù)，但目前與寬帶相匹配的內(nèi)容很少，寬帶使用率很低，甚至有相當(dāng)一部分人因為覺得“用處不大”而放棄使用。而網(wǎng)絡(luò)電視恰好是一種應(yīng)用于寬帶的全新業(yè)務(wù)，有豐富的內(nèi)容。如果發(fā)展起來，不僅會將現(xiàn)有的寬帶資源充分利用，同時還能提高寬帶使用效率，也會促進(jìn)越來越多的人使用寬帶。
1.3.2 我國發(fā)展 IPTV 商機(jī)無限
網(wǎng)絡(luò)電視的產(chǎn)業(yè)鏈大體上可以分為節(jié)目制作及整合（內(nèi)容）、接入服務(wù)（電信運營）和軟硬件設(shè)備等三個層次。
1.3.2.1 設(shè)備商存在巨大商機(jī)
電信運營商以及廣電勢力的全情投入，使得電信設(shè)備商在網(wǎng)絡(luò)電視項目上的熱情格外高漲。目前，我國絕大部分的寬帶網(wǎng)絡(luò)還不能達(dá)到提供IPTV 業(yè)務(wù)的條件，而隨著 IPTV 業(yè)務(wù)的逐步開展，所消耗的帶寬將越來越大，因此網(wǎng)絡(luò)改造勢在必行。然而，對于帶寬的需求，靠廣電網(wǎng)自身的升級改造肯定不太現(xiàn)實，也不符合國際潮流。而要是從電信網(wǎng)著手的話，技術(shù)上雖然可行，但費用也是個問題。僅 IPTV 試點閘北的網(wǎng)絡(luò)改造一項，上海電信就花費了2000萬元人民幣。據(jù)上海文廣新聞傳媒集團(tuán)總裁黎瑞剛表示，要向2500萬到
3000萬的受眾推廣 IPTV，大約需要500億元～600億元人民幣的投入。
2005年11月18日，UT斯達(dá)康宣布中標(biāo)上海電信的 IPTV（網(wǎng)絡(luò)電視）商用網(wǎng)絡(luò)。緊隨UT斯達(dá)康之后，2005年11月21日，華為宣布自己中標(biāo)廣東電信IPTV 項目。隨后中興也宣布中標(biāo)承建廣東東莞、佛山等地的IPTV 項目。中興還同時宣布自己獨家獲得了中國電信江蘇省10萬 IPTV 用戶的項目合同，而此前他已經(jīng)獲得了中國電信山西
省的IPTV合同。作為目前IPTV領(lǐng)域最重要的廠商之一，華為將IPTV 與NGN、3G、IMS 并列為公司的四大發(fā)展戰(zhàn)略。
終端設(shè)備主要就是機(jī)頂盒。它是被業(yè)界普遍認(rèn)同的一種網(wǎng)絡(luò)電視傳輸中間介質(zhì)，市場給它起了一個好聽的名字叫“盒子”。目前市場上生產(chǎn)機(jī)頂盒的有海信、盛大和長虹等廠家。海信盒子是海信數(shù)字家庭娛樂中心的主角，它的名字叫“海信智佳 Ｍ 媒體娛樂中心（EPC）”。借助終端大屏幕顯示設(shè)備，它可以上網(wǎng)瀏覽、看電視、玩游戲、炒股、錄制節(jié)目等，定價9000元；盛大盒子全稱為EZ Station，中文名稱是寬帶娛樂電腦，它把游戲、新聞、資訊、電影等內(nèi)容集成到一處，成為家庭數(shù)字娛樂互動中心。它就是一臺電腦，
只是少了一個顯示屏，目前定價大概在6000～7000元之間。長虹盒子定名為長虹數(shù)霸，是長虹實驗室內(nèi)第三代產(chǎn)品，由AMD和微軟提供技術(shù)支持。長虹“盒子”的接口完全與電視接口類似，不僅具有在線娛樂功能，而且更注重影音、視頻等功能。中高端產(chǎn)品接近9000元；低端產(chǎn)品5000元左右。此外提供機(jī)頂盒的商家還有中興、上海貝爾阿爾卡特、西門子、華為、UT斯達(dá)康、港灣、烽火等。
目前國內(nèi)擁有8000萬的寬帶用戶，雖然初期不可能每一家都使用 IPTV ，但隨著時間的推移，用戶肯定會越來越多，并且，寬帶用戶本身的增長率也很驚人。在有關(guān)障礙消除后，中國的IPTV 產(chǎn)業(yè)必將一日千里，獲得跨越式發(fā)展。
1.3.2.2 節(jié)目內(nèi)容商機(jī)市場很大
IPTV 最大的生命力是在于發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，新媒體、交互媒體是IPTV 最有能力的運營空間，把ＩＭ、視頻博客、即時通信結(jié)合起來，才是IPTV發(fā)展最大的前途?？梢姡琁PTV 單純提供與數(shù)字電視類似功能是沒有發(fā)展前途的，必須充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢和互聯(lián)網(wǎng)用戶的消費體驗，網(wǎng)絡(luò)游戲和 Ｐ２Ｐ 等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將對IPＴＶ 的騰飛起到非常大的促進(jìn)作用。
IPTV 的內(nèi)容主要有三個來源，即廣電、互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)容提供商。廣電方面?zhèn)鹘y(tǒng)電視的節(jié)目內(nèi)容，由各個專門制作電視節(jié)目的部門提供。對于今天出現(xiàn)的 IPTV，其節(jié)目內(nèi)容主要來自廣電部門授權(quán)的電視制作部門，隨著今后的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)游戲制作商也會成為 IPTV 的內(nèi)容提供者。此外，一旦政策條件允許，將會有一批電視內(nèi)容制作公司也會加盟這一行業(yè)。IPTV 的出現(xiàn)，對于電視臺來說，多了一種到達(dá)受眾的渠道，而又基于網(wǎng)絡(luò)傳播的特點，反過來影響電視臺提供節(jié)目的方式，和節(jié)目制作，也為電視臺提供一種新的贏利模式，如對有的節(jié)目實行收費點播，電視網(wǎng)絡(luò)游戲的增值服務(wù)等。
1.4 論文主要的研究成果
本文主要研究IPTV的概念、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及IPTV建設(shè)中的兩個關(guān)鍵問題：CDN節(jié)點存儲問題和直播 QoS問題，并闡述了我國IPTV發(fā)展中存在的問題及其解決方案。
第二章 IPTV技術(shù)
2.1概述
近年來，隨著寬帶技術(shù)的發(fā)展，寬帶用戶的數(shù)量急劇上升。寬帶為何如此受歡迎？原因之一是用戶可以得到多種寬帶服務(wù)，其中以影視服務(wù)為主的寬帶流媒體服務(wù)最引人矚目。目前，寬帶用戶基本上都是通過PC機(jī)接入寬帶網(wǎng)絡(luò)，而我國電視機(jī)的普及率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PC機(jī)，如果能把寬帶流媒體服務(wù)擴(kuò)展到機(jī)頂盒，使電視用戶也能享受到寬帶帶來的好處，這將給運營商帶來極大的商機(jī)。IPTV技術(shù)正是為實現(xiàn)這一目標(biāo)而發(fā)展起來的。截至2005年底，我國3.4億家庭中寬帶上網(wǎng)用戶數(shù)量已經(jīng)有5600萬，個人計算機(jī)（PC）保有量為7000萬臺；電視機(jī)接近５億臺，其中有線電視用戶約1.1～1.2億戶。在全球范圍內(nèi)，寬帶用戶數(shù)量的發(fā)展也非常迅速，因此網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)有著潛在的龐大用戶基礎(chǔ)。電視技術(shù)正向數(shù)字電視取代模擬電視，單向廣播電視向交互式電視方向發(fā)展，所以從軟、硬件商和網(wǎng)絡(luò)運營商角度來講，就希望可以用電視機(jī)來上網(wǎng)擴(kuò)張業(yè)務(wù)。七八年前的“維納斯”和“女媧”之戰(zhàn)可謂是IPTV的前奏。
2.2關(guān)于IPTV技術(shù)
電視、計算機(jī)以及通信的信息是通過媒質(zhì)傳遞的，這個媒質(zhì)就是網(wǎng)絡(luò)，信息網(wǎng)絡(luò)—三網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成非常龐大、完善而立體化的復(fù)雜系統(tǒng)。信息系統(tǒng)是由前端發(fā)送設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸和終端接收三大部分組成。電視、計算機(jī)和通信分別通過電視網(wǎng)、寬帶網(wǎng)和電話網(wǎng)傳遞信息，市場的需求使三者在傳輸歷程中有相互融合的趨勢?，F(xiàn)在已接入家庭的通常是三根電纜線，即電話線同時又是ADSL線、有線電視線和以太網(wǎng)線，如果既有寬帶電纜又有有線電視電纜，那么我們的機(jī)頂盒（STB）做兩個接入口，電視則可以實現(xiàn)既有點播也有廣播，融合就發(fā)生在用戶身邊，效果就會很好了。近幾年使用寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的用戶群體增長迅速，這里所謂的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)包括了數(shù)字用戶線環(huán)路網(wǎng)（XDSL）、雙向混合光纖電纜網(wǎng)（HFC）、以太網(wǎng)和其它寬帶接入技術(shù)。
2.2.１IPTV的概念
IPTV即交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是一種利用寬帶網(wǎng)，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等技術(shù)于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式服務(wù)的技術(shù)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括流媒體服務(wù)、節(jié)目采編、存儲及認(rèn)證計費等子系統(tǒng)，主要存儲及傳送的內(nèi)容是以MPEG-2/4標(biāo)準(zhǔn)為編碼核心的流媒體文件，基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，通常要設(shè)置內(nèi)容分配服務(wù)節(jié)點，配置流媒
體服務(wù)及存儲設(shè)備，用戶終端可以是IP機(jī)頂盒＋電視機(jī)，也可以是PC機(jī)。
IPTV可以利用有線電視網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，以家用電視機(jī)作為主要終端電器，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的多種數(shù)字媒體服務(wù)。
2.2.2 IPTV系統(tǒng)的構(gòu)成
IPTV系統(tǒng)如附圖所示，系統(tǒng)由前端、網(wǎng)絡(luò)傳輸和終端設(shè)備三部分組成。IPTV
系統(tǒng)的特點是實時性強(qiáng)，更適合交互式點播，也可以進(jìn)行廣播。信息的傳送、分配、回傳和管理由系統(tǒng)管理部分完成。需
要明確指出的是，節(jié)目到網(wǎng)絡(luò)輸入端約為１公里的距離，網(wǎng)絡(luò)輸出端到用戶終端也為１公里，是系統(tǒng)的主要討論內(nèi)容。
具體各部分的作用分述如下：
（1） 前端設(shè)備 IPTV前端要具有并完成節(jié)目采集與存儲和服務(wù)兩種功能。節(jié)目采
集包含節(jié)目的接收、節(jié)目的壓縮編碼或變換編碼及格式化、加密和數(shù)字版權(quán)管理（ＤＲＭ）打包、以及節(jié)目生成等。節(jié)目存儲和服務(wù)則完成對節(jié)目采集程序處理后生成的節(jié)目的大規(guī)模存儲或播送服務(wù)。這里的播送服務(wù)不僅要將加密的視音頻流媒體節(jié)目以ＩＰ單播或組播的方式，從視頻服務(wù)器播送出去，而且還要對用戶或用戶終端設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，并從DRM授權(quán)/密鑰服務(wù)器向被認(rèn)證的用戶或用戶終端設(shè)備傳送ＤＲＭ授權(quán)／密鑰，使用戶能夠?qū)σ呀邮盏募用芤曇纛l流媒體節(jié)目進(jìn)行解密和播放。
（２）節(jié)目傳送 IPTV網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由IP骨干網(wǎng)、IP城域網(wǎng)、有線電視前端或電信中心站以及相應(yīng)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)完成的。骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)的基本任務(wù)是對以IP單播或組播方式發(fā)送的視音頻流媒體節(jié)目流進(jìn)行路由交換傳輸。有線電視前端或電信中心站則根據(jù)相應(yīng)的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，將IP視音頻流媒體節(jié)目流以ＩＰ over DOCSIS或IP over DSL的方式，通過
放在有線電視前端的 CMTS 鑒定或電信中心站的數(shù)字用戶線接入復(fù)用器（DSLAM用戶發(fā)送出去。
（３）終端接收 IPTV用戶設(shè)備被用來接收、存儲和播放及轉(zhuǎn)發(fā)IP視音頻流媒體節(jié)目。終端設(shè)備包括STB、PC機(jī)、播放機(jī)等。基本型IPTV用戶終端設(shè)備的硬件沒有內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器，只有一個以太網(wǎng)接口，與外部相接。集成式的IPTV用戶終端設(shè)備則內(nèi)置多種調(diào)制解調(diào)器，可與寬帶網(wǎng)絡(luò)直接相連。電子節(jié)目指南（EPG）、用戶管理、媒體資產(chǎn)管理、收費及各種應(yīng)用業(yè)務(wù)的相關(guān)軟件也是IPTV系統(tǒng)必須具有的部件。
2.2.3 DTV 和 IPTV 的比較
DTV 和 IPTV 有共同的雙向處理方式、共同的終端用戶群、不同的傳輸網(wǎng)絡(luò)和管理系統(tǒng)。由于歷史原因，有線數(shù)字電視延用長期采用的廣播方式，如果要實現(xiàn)視頻點播（VOD），必須將原來的 HFC廣播網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造。開通的交互頻
道，DTV 要支持 VOD 時，是通過調(diào)制解調(diào)器（Cbble Modem）進(jìn)入IP網(wǎng)絡(luò)來支持，實際上就是 IPTV。當(dāng)然也可以說，IPTV是有線電視的一個分支。從提供的內(nèi)容
服務(wù)上看，有線數(shù)字電視不如IPTV靈活快捷。數(shù)字電視的特點有效地保證高清晰的圖像質(zhì)量。IPTV 的主要特點是實時的交互點播。
DTV 傳輸源自廣播電視公用天線系統(tǒng)（CATV）的有線電視網(wǎng)，帶寬800ＭＨｚ。IPTV源自電信運營商、寬帶網(wǎng)或電話網(wǎng)。若從主干網(wǎng)和城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析，DTV 和IPTV 的傳輸均以光纖網(wǎng)為主體，主要區(qū)別就是在網(wǎng)絡(luò)端口前后的１公里，特別是輸出端口到用戶的最后一公里，如果把光纖主線從１公里縮短到100米，DTV和IPTV 的很多技術(shù)問題將迎刃而解。DTV和IPTV還有管理體系的區(qū)別，兩個不同系統(tǒng)和上級要實現(xiàn)DTV 和 IPTV 的融合
則需要協(xié)調(diào)解決。DTV 和 IPTV兩者的市場用戶群都是家庭用戶，只是一個依托有線電視網(wǎng)，一個依托寬帶網(wǎng)，給用戶帶來的利益類似在今后一段時間內(nèi)會持續(xù)兩者并存的狀況。IPTV 若在眾多的電視節(jié)目中增加有限的節(jié)目頻道，并不能取代和影響有線數(shù)字電視普及，相反還會對DTV 的發(fā)展起到一個很好的促進(jìn)作用。DTV 的發(fā)展也需要通過內(nèi)容豐富的交互式點播來實現(xiàn)更大的業(yè)務(wù)范圍。
DTV 和 IPTV 各有優(yōu)缺點，比較如附表。
通過比較可見，DTV 和 IPTV 的優(yōu)、缺點可以互相補(bǔ)充，用彼之長補(bǔ)己之短，在相當(dāng)長的時間內(nèi)共同存在，直到三網(wǎng)在技術(shù)上、體制上融合規(guī)范為一個整體時為止。
第三章 IPTV建設(shè)中兩個關(guān)鍵問題及其解決方案
3.1 IPTV試點建設(shè)方案的特點
先來看一下最早開始IPTV試點建設(shè)的廣東、上海、江蘇、陜西、云南、北京、天津、福建等地的建設(shè)方案的特點：
(1)主要采用數(shù)字用戶環(huán)路 ( digital subscribeline,DSL)寬帶接入技術(shù) ,線路帶寬為 3Mbp s,采用以太網(wǎng)點對點協(xié)議 (point to point protocol over ethenet, PPPOE)撥號接入 ;
(2)視頻點播 ( video on demand, VOD )片源碼流速率為 1. 3Mbps,直播碼流為 2Mbps;
(3)后臺業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)集中在省局 ,各運營商分別設(shè)置 ,然后按一定規(guī)范互通;
(4) VOD片庫一般采用網(wǎng)絡(luò)存儲 ( network attached storage,NAS)系統(tǒng) ,集中放置于省局 ,各運營商共享;
(5)直播頭端系統(tǒng)也集中于省局統(tǒng)一部署 ,各運營商共享;
(6)采用省、市中心加邊緣節(jié)點的三級內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò) (content delivery network, CDN)架構(gòu)組成分布式流媒體系統(tǒng);
(7)機(jī)頂盒與后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)、CDN 流媒體系統(tǒng)的接口一般為私有協(xié)議;
(8)業(yè)務(wù)以視聽業(yè)務(wù)為主 ,信息瀏覽、網(wǎng)絡(luò)游戲、即時通訊等增值業(yè)務(wù)為輔。
按以上方案的 IPTV系統(tǒng)在建設(shè)過程中遇到了諸多技術(shù)問題?，F(xiàn)在就其中的兩個關(guān)鍵問題，即 CDN節(jié)點存儲問題和直播 QoS問題展開分析 ,并探討這兩個問題的解決方案。
3.2 CDN節(jié)點的存儲問題
VOD作為 IPTV 的基礎(chǔ)業(yè)務(wù) ,由于豐富的片源是保證該項業(yè)務(wù)運營成功的關(guān)鍵因素之一 ,因此 ,片庫系統(tǒng)需要海量存儲。同時 ,為了便于各運營商系統(tǒng)共享片源 ,片庫存儲一般采用 NAS系統(tǒng) ,通過通用互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng) ( common internet file system,C IFS)方式進(jìn)行文件共享。目前 CDN節(jié)點的存儲方案主要有以下幾種。
3.2.1 刀片內(nèi)置硬盤方案
該方案每個刀片內(nèi)置 1～2塊 164G硬盤 ,刀片之間內(nèi)容不共享。為了解決整個節(jié)點的存儲容量和服務(wù)能力的均衡 ,媒體內(nèi)容可采取分片存儲 (如圖 2所示 )。但用該方案用戶播放一部完整的影片需要在多個刀片之間通過重定向來進(jìn)行多次切換。
該方案優(yōu)點如下:
(1)硬件簡單 ,無須外加磁陣和光交換機(jī) ,成本低;
(2)通過內(nèi)容的分片來達(dá)到服務(wù)能力的一定均衡;
其缺點為:
(1)軟件實現(xiàn)復(fù)雜 ,分片之間的頻繁切換將造成較大的處理開銷 ,性能難以提高;
(2)刀片之間的處理負(fù)荷難以均衡。如圖 2所示 ,若用戶 1觀看媒體文件 1的 4分片 ,用戶 2同時觀看媒體文件 2的 1分片時 ,則就會造成刀片 4的負(fù)荷過重。為達(dá)到負(fù)荷均衡 ,就需要處理媒體流的時間特性 ,但由于在 VOD時 ,用戶可以進(jìn)行快進(jìn)、快退等操作 ,其時間特性難以預(yù)測 ,因此只能以降低每刀片的實際負(fù)荷來換取較好的服務(wù)效果;
(3)由于媒體服務(wù)處理與媒體存儲實施了綁定 ,故可擴(kuò)展性較差 ,例如不能獨立擴(kuò)展存儲容量和服務(wù)能力;
(4)內(nèi)置硬盤數(shù)量上受到限制 ,因此其 I/O性能也受到限制。一般而言 ,單塊硬盤的順序 I/O性能在300Mbps左右 , 2塊硬盤的極限性能為 600Mbps?？紤]到多個媒體流的隨機(jī)性 ,單個刀片的實際處理能力在 400Mbps左右;
(5)內(nèi)置硬盤無法采用獨立磁盤冗余陣列 ( re2dundant arrays of independent disks, RA ID )技術(shù) ,故可靠性差;
(6)內(nèi)容調(diào)度和媒體服務(wù)結(jié)合緊密 ,不利于模塊之間接口的規(guī)范化。
3.2.2 直掛磁陣方案
該方案每個刀片直掛磁陣 ,或多個刀片在物理上共享一個磁陣 ,在邏輯上獨占一個分區(qū) ,分區(qū)之間文件不共享。媒體文件以普通文件格式存儲。此方案的主要優(yōu)點是用戶播放一部完整的影片時無須重定向切換 ,但因為每個刀片擁有的內(nèi)容有限 ,故媒體服務(wù)能力和媒體存儲容量之間很難達(dá)到平衡。
該方案優(yōu)點為:
(1)軟件和硬件實現(xiàn)簡單 ;
(2)容易把內(nèi)容調(diào)度和媒體服務(wù)分開 ,利于流媒體服務(wù)器和 CDN的分離;
(3)可靠性高 ;
缺點為:
(1)媒體服務(wù)能力和媒體存儲容量之間很難達(dá)到平衡;
(2)成本較內(nèi)置硬盤方案高 ;
(3)擴(kuò)展差 ,服務(wù)能力與存儲容量的擴(kuò)展有較高的關(guān)聯(lián)性。
3.2.3 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) ( storage area network, SAN)方案
該方案多個刀片通過光通道交換機(jī)共享多個磁陣 (如圖 3所示 )。
本方案優(yōu)點為:
(1)擴(kuò)展性好 ;
(2)可靠性高 ;
(3)服務(wù)能力和 I/O 處理能力可達(dá)到很好的均衡;
(4)軟件硬件技術(shù)成熟 ,簡單易實現(xiàn)。
其缺點為:成本較高 ,與方案 2相比 ,需要增加FC交換機(jī) , 但隨著技術(shù)進(jìn)步 , FC 交換機(jī)已越來便宜。
綜上所述 ,電信級的 IPTV CDN節(jié)點的存儲方案宜選用 SAN方案。
3.3直播業(yè)務(wù)的 QoS問題
直播業(yè)務(wù)也是 IPTV的基礎(chǔ)業(yè)務(wù) ,其業(yè)務(wù)質(zhì)量至少應(yīng)與現(xiàn)有有線電視相當(dāng)。在工程實踐中 ,目前對直播業(yè)務(wù)的 QoS關(guān)注點主要在于:
(1)頻道切換時延要求在 1s以下 ;
(2)頻道播放當(dāng)中要求音視頻清晰、流暢、音畫同步 ,無停頓、馬賽克等現(xiàn)象;
下面結(jié)合直播業(yè)務(wù)的流程來分析與上述 QoS指標(biāo)相關(guān)聯(lián)的因素。
3.3.1直播業(yè)務(wù)流程
如圖 4所示 ,視頻信號輸入編碼器先進(jìn)行編碼 ,然后把已流化的 IP碼流傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器 ,再經(jīng)流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)換成組播流向機(jī)頂盒播出。如今編碼器和流媒體服務(wù)器都是掛接在城域網(wǎng)中 ,由于目前城域網(wǎng)的負(fù)荷一般較輕 ,網(wǎng)絡(luò)線路質(zhì)量也較好 ,通常不會產(chǎn)生丟包 ,故兩者之間一般采用用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議 (user datagram protocol,UDP)傳輸即可。不過 ,如網(wǎng)絡(luò)情況不太好 ,則需采用傳輸控制協(xié)議( transm ission control p rotocol, TCP)傳輸。流媒體服務(wù)器與機(jī)頂盒之間一般采用單向的 UDP組播。對機(jī)頂盒而言 ,為了適應(yīng) IP網(wǎng)絡(luò)的時延抖動 ,一般必須配置緩存。視頻信號從編碼器輸入到機(jī)頂盒解碼輸出視頻信號之間的延時一般要求在 5s以內(nèi)。
3.3.2 頻道切換
頻道切換時間一般由以下幾部分構(gòu)成:
(1)會話描述協(xié)議 ( session descrip tion p rotocol,SDP)獲取時間 :該時間可以通過預(yù)先下載頻道對應(yīng)的 SDP文件而省略;
(2)獲得第 1個 I幀的時間 ( T1 ) :工程中編碼器 I幀間隔一般設(shè)為 2～3s,因此獲得第 1個 I幀的平均時間為 1～1. 5s;
(3)機(jī)頂盒解碼器重新初始化時間 :由于其一般在幾十毫秒級 ,且可以與接受 I幀的同時進(jìn)行 ,因此可以忽略;
(4)機(jī)頂盒緩存延時播放時間 ( T2 ) : 一般為 1～2s;
由此可知 ,頻道切換時間主要是由 T1 和 T2 組成 ,如不進(jìn)行優(yōu)化處理 ,則頻道切換時間將達(dá) 3～4s,這將不能滿足用戶體驗要求。
3.3.3 接入網(wǎng)組播問題
連接邊緣流媒體服務(wù)器和機(jī)頂盒的是寬帶接入網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過組播改造可以支持組播業(yè)務(wù)。由于IP組播采用的是 UDP協(xié)議 ,故即使有丟包 ,也無法重傳。但 IP網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)本身所固有的特性將很難假設(shè)其不丟包 ,不僅如此 ,而且在傳輸視頻業(yè)務(wù)時 ,其丟包大都發(fā)生在 MPEG碼流中的關(guān)鍵幀 ———I幀中 ,此時在用戶端表現(xiàn)出來的就是停頓、馬賽克等
現(xiàn)象。因此 ,必須解決在寬帶接入網(wǎng)承載 IPTV業(yè)務(wù)時 ,發(fā)生的組播丟包問題。
3.3.4 解決方案
主要采取以下措施:
(1)流媒體服務(wù)器對每個頻道的碼流進(jìn)行緩存 ,緩存時間建議為 8s,一個 2M 碼流的頻道需要2MB的內(nèi)存緩存 ;
(2)流媒體服務(wù)器延時 1s播出組播流 ;
(3)在機(jī)頂盒和流媒體服務(wù)器之間建立并保持一條常設(shè)的 TCP重傳通道 ;
(4)機(jī)頂盒自動檢測組播丟包 ,并通過重傳通道要求流媒體服務(wù)器重傳丟失的包;
(5)機(jī)頂盒的解碼緩存設(shè)置大于 5s;
(6)頻道切換如圖 5所示 ,即機(jī)頂盒先通過重
傳通道從流媒體服務(wù)器的緩存中 ,以大于解碼速度的碼速得到最近或次近的 I幀及后續(xù)幀序列 ,這樣得到的碼流將比組播流至少滯后一個 I幀 ,而機(jī)頂盒在接到第 1個 I幀后 ,隨即開始輸出視頻而不等待緩存。此時 ,由于傳輸速度大于解碼速度 ,因此機(jī)頂盒的解碼緩存將逐漸被充滿 ,且會逐漸把流媒體服務(wù)器的緩存消耗殆凈。為此 ,在單播流發(fā)送最新的碼流數(shù)據(jù)時 (此時單播碼流已經(jīng)比組播流超前 ) ,需指示機(jī)頂盒切換為接收組播流。由于開始接收的組播數(shù)據(jù)與原單播數(shù)據(jù)重復(fù) ,因而被丟棄 ,直至接收到序列號新數(shù)據(jù) ,這樣就達(dá)到了平滑銜接。具體流程如圖 6所示。
假設(shè) I幀間隔為 2s,碼流帶寬為 2Mbps,線路帶寬為 3Mbps,則相關(guān)參數(shù)可估計如下:
(1)切換時間 ( td ) :從機(jī)頂盒向流媒體服務(wù)器發(fā)送單播請求到開始收到第 1個 I幀的包 ,估計需60m s, 而 2M 碼流的一個 I幀大小約為 50KB,則需要傳輸時間 133ms, 因此 ,理論上的頻道切換時間可短至 200ms。
(2) 機(jī) 頂 盒 緩 存 要 求 : 3s ×2Mbp s/8=0.175MB, 取整數(shù)一般要求 1MB以上。
(3)單播流持續(xù)時間 : (3s ×2Mbp s) /1 = 6s。
(4)直播延時 : 1～3s。
通過以上措施 ,解決了組播丟包和頻道切換較慢的問題 ,在提高系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性的同時 ,也改善了直播業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 ,尤其是減少了馬賽克現(xiàn)象 ,并使頻道切換時間控制在 1s以內(nèi)。
第四章 我國IPTV 發(fā)展存在的問題及促進(jìn)措施
4.1 發(fā)展 IPTV 存在的障礙
網(wǎng)通曾提出2005年初發(fā)展30萬IPTV 用戶，中國電信則喊出2005年年中發(fā)展50萬用戶的口號。盡管在近50個城市都有布局，但目前中國IPTV商用人數(shù)不到5萬。目前電信運營商已將目標(biāo)調(diào)為把每個城市５％～１０％ 的寬帶用戶發(fā)展為IPTV用戶。
4.1.1 尋找用戶認(rèn)可的收費標(biāo)準(zhǔn)
網(wǎng)絡(luò)電視能否迅速普及，顯然最終還要看用戶是不是愿意接受這樣一種新生的事物。談到用戶的接受問題，當(dāng)然就是網(wǎng)絡(luò)電視涉及的費用了，這是一個不可以回避的問題。網(wǎng)絡(luò)電視的費用，有兩個方面，即：設(shè)備費用、節(jié)目費用。設(shè)備方面用戶關(guān)心的是數(shù)字電視機(jī)和機(jī)頂盒的費用；節(jié)目方面用戶關(guān)心的是收視費，這些費用是要用戶負(fù)擔(dān)的。
從目前市場來看，上市的數(shù)字電視機(jī)的價格仍然居高不下，且數(shù)字電視機(jī)與網(wǎng)絡(luò)電視的有條件接收、用戶管理、用戶控制等功能尚沒有融合起來，造成機(jī)頂盒設(shè)備生產(chǎn)形不成規(guī)模，價格也降不下來。這無疑給網(wǎng)絡(luò)電視的推廣增加了沉重的負(fù)擔(dān)。針對用戶對設(shè)備成本的顧慮，各網(wǎng)絡(luò)電視運營商的做法也不同，有送機(jī)頂盒的，有借機(jī)頂盒的，也有租機(jī)頂盒的。但如果這筆費用都由運營商來負(fù)擔(dān)，也是不現(xiàn)實的，主要依賴于規(guī)模發(fā)展和設(shè)備商降價。
4.1.2 內(nèi)容有待豐富起來
網(wǎng)通與上海文廣在哈爾濱開展 IPTV 的商用試驗在發(fā)展了3萬用戶后增長乏力。因為IPTV 每月收費60元，而數(shù)字電視送機(jī)頂盒，每月十多元，內(nèi)容卻相差不大，使得IPTV 缺乏互動增值業(yè)務(wù)的推動，投入資源與收入回報嚴(yán)重失衡。IPTV 光靠電視內(nèi)容并不能取勝?！熬W(wǎng)絡(luò)電視的節(jié)目內(nèi)容與普通電視沒有什么區(qū)別，所以現(xiàn)在還不想花錢看?！耙晃幌M者這樣說。節(jié)目內(nèi)容匱乏是消費者對網(wǎng)絡(luò)電視冷淡的一個關(guān)鍵因素。
節(jié)目內(nèi)容匱乏的原因是網(wǎng)絡(luò)電視運營商在沒有看到市場收益的情況下不愿意過多投入。廣電總局網(wǎng)站的信息顯示，拿到網(wǎng)上傳播視聽節(jié)目許可證的單位已達(dá) ６６ 家，大部分都是傳統(tǒng)的媒體單位。由于廣播、互動兩項服務(wù)有政策和技術(shù)上的“瓶頸”，當(dāng)前的“準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電視”服務(wù)形式主要還是網(wǎng)站。當(dāng)前最值得關(guān)注的內(nèi)容運營商是兩家：據(jù)稱將獲得頭兩張網(wǎng)絡(luò)電視牌照的中視網(wǎng)絡(luò)和東方網(wǎng)絡(luò)電視。
盛大網(wǎng)絡(luò)董事長、首席執(zhí)行官陳天橋已經(jīng)正式進(jìn)軍網(wǎng)絡(luò)電視，盛大要為網(wǎng)絡(luò)電視提供內(nèi)容，把網(wǎng)游搬到電視上。按照陳天橋的說法，包括棋牌游戲、網(wǎng)絡(luò)游戲、小說、評書相聲、MP3、電影等都可以搬到電視上進(jìn)行娛樂，把其打造數(shù)字娛樂帝國的夢想勾勒得更加清晰。陳天橋稱，進(jìn)軍網(wǎng)絡(luò)電視的第一步是游戲方面的內(nèi)容提供，得到良好反饋后才會再提供音樂、電影等內(nèi)容。按照陳天橋的說法，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電視真正發(fā)展起來后，盛大很有可能去買下一個電影制片廠。陳天橋說，盛大與所有有實力的電影公司談過收購，只是覺得時機(jī)還沒有成熟。由此可見，網(wǎng)絡(luò)電視的內(nèi)容豐富起來還需一段時間。
從技術(shù)上講，設(shè)備廠商已經(jīng)做好了準(zhǔn)備；內(nèi)容制作有一個積累過程。在當(dāng)前整條產(chǎn)業(yè)鏈中最關(guān)鍵的，還是網(wǎng)通、電信等固話運營商。電信運營商的熱情才是開啟行業(yè)的發(fā)展引擎。值得關(guān)注的是，電信運營商并不甘心只提供網(wǎng)絡(luò)通道。
4.1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有待革新
網(wǎng)絡(luò)上看電視不外乎兩種方式，一是收看實時廣播節(jié)目，二是點播事先錄制好的節(jié)目。對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)電視結(jié)構(gòu)一個是集中的中央源往外播，或者內(nèi)容存在一個服務(wù)器里大家去取。如果是一個源往外播，對于互聯(lián)網(wǎng)格式就要用多播的方法，不如廣播合算。如果是個人去服務(wù)器取的點播方式，點播的人多了，服務(wù)器會被打爆，比如央視服務(wù)器可能支持500線、1000線，超過了不但服務(wù)器支持不了，連接服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)也受不了。現(xiàn)在的體系結(jié)構(gòu)是無法支持網(wǎng)絡(luò)電視爆炸式增長的。
如果大家都是寬帶用戶，如果大家都上網(wǎng)看電視，網(wǎng)絡(luò)肯定支持不住，現(xiàn)在寬帶網(wǎng)只能支持５％ 的用戶。目前的網(wǎng)絡(luò)電視只適用于初始發(fā)展?fàn)顟B(tài)，未來要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)電視普及的需要，網(wǎng)必須發(fā)展下一代互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)——P2P，點對點的連接。如果還采用客戶機(jī)、服務(wù)器，內(nèi)容被中心存儲的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是不可能滿足發(fā)展要求的?，F(xiàn)在任何一個運營商的寬帶流量有 60 ％～70％ 都是P2P的，P2P的特點是每一個計算機(jī)既是客戶機(jī)又是服務(wù)器，各自下載一小段互換，減輕傳輸壓力。P2P內(nèi)容不用存在一個服務(wù)器上，是未來互聯(lián)網(wǎng)最能發(fā)揮優(yōu)勢的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電視進(jìn)入良性發(fā)展之后，發(fā)展下一代互聯(lián)網(wǎng)也必將擺上議事日程。
4.1.3 IPTV標(biāo)準(zhǔn)問題
IPTV是一個復(fù)雜系統(tǒng)，如果沒有基于開放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)來支撐，無論是系統(tǒng)擴(kuò)容還是系統(tǒng)升級，將來都存在一些難以解決的問題。對于流媒體技術(shù)與IPTV技術(shù)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織或相關(guān)廠家已經(jīng)有了相關(guān)的協(xié)議和編碼等標(biāo)準(zhǔn)或建議。國內(nèi)在這方面也作了許多有益的嘗試，比如一些電信運營商與芯片廠商、設(shè)備廠商、終端廠商甚至內(nèi)容運營商和內(nèi)容提供商等在內(nèi)的多方面聯(lián)合，開展了相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作。
從前期國內(nèi)運營商已經(jīng)進(jìn)行的工作來看，確實取得了一些進(jìn)展，但還不能很好地解決大規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)的靈活部署以及所有廠家的設(shè)備或編碼的無隙互通等問題，各地建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，使得設(shè)備與終端廠商不得不提供多個解決方案和終端產(chǎn)品。這大大提高了運營商建網(wǎng)成本和設(shè)備制造商的研發(fā)和生產(chǎn)成本。因此，目前標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為制約IPTV業(yè)務(wù)大規(guī)模實施的障礙，而且隨著IPTV業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)問題將會越來越突出。
IPTV需要考慮的標(biāo)準(zhǔn)涉及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、運營標(biāo)準(zhǔn)、政府的管制標(biāo)準(zhǔn)管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等諸多方面。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中包含了框架、設(shè)備、業(yè)務(wù)、協(xié)議、互通、編碼、安全、編碼等方面。這些方面有些屬于運營商自身關(guān)注的范疇，有些屬于需要在整個產(chǎn)業(yè)內(nèi)協(xié)商一致解決的。而從目前較常采用的IPTV系統(tǒng)的形式看，其核心框架包含了編碼系統(tǒng)、內(nèi)容分發(fā)和播放系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、認(rèn)證計費系統(tǒng)、數(shù)字版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)、機(jī)頂盒等幾個需要重點規(guī)范的方面。
4.1.3.1 體系架構(gòu)不明確
當(dāng)前對于IPTV的定義尚不明確，業(yè)界對于IPTV的定義也是眾說紛紜。最初，大家都認(rèn)為IPTV就是在互聯(lián)網(wǎng)上看電視，但隨著IPTV技術(shù)的迅速發(fā)展，業(yè)界人士對于IPTV的定義進(jìn)行了不斷的擴(kuò)充，IPTV的內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了通過互聯(lián)網(wǎng)看電視的看法。IPTV究竟能夠做什么？不同的設(shè)備制造商和運營商有不同的看法和解釋。商業(yè)模式和運營模式的不確定導(dǎo)致了整個IPTV技術(shù)/業(yè)務(wù)體系架構(gòu)的不明確。
業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為IPTV應(yīng)該包括兩種最基本的業(yè)務(wù)：視頻點播(VOD)點播和TV直播。而VOD點播和TV直播的技術(shù)架構(gòu)完全不一樣，VOD點播需要網(wǎng)絡(luò)緩存節(jié)目并由網(wǎng)絡(luò)推送節(jié)目，TV直播則無需任何網(wǎng)絡(luò)緩存機(jī)制，其實質(zhì)就是一個組播分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。因此，實現(xiàn)VOD點播和TV直播的網(wǎng)絡(luò)實際上是兩種不同結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)。
目前的IPTV業(yè)務(wù)框架更多沿用了傳統(tǒng)的視頻點播系統(tǒng)的架構(gòu)，經(jīng)過多年的商業(yè)實踐，證明其是無法滿足大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開展運營的需求的。而能有效解決相關(guān)瓶頸的措施目前還在研究中，預(yù)計在一段時間內(nèi)有明確的解決辦法。
4.1.3.2 編碼標(biāo)準(zhǔn)的確定
目前用于IPTV技術(shù)的編碼標(biāo)準(zhǔn)主要有：MPEG-2、MPEG-4、H.264、VC-1、AVS。而標(biāo)準(zhǔn)成熟又有大量芯片廠家支持的編碼只有MPEG-2和MPEG-4，H.264和VC-1僅僅有少量芯片廠家支持，AVS標(biāo)準(zhǔn)則尚無芯片廠家支持。
IPTV面臨著編碼標(biāo)準(zhǔn)的問題，而編碼又直接關(guān)系到解碼，解碼又會影響到機(jī)頂盒。之所以會沒有廠家大規(guī)模生產(chǎn)IP機(jī)頂盒，一個主要原因就是沒有確定的標(biāo)準(zhǔn)支持。MPEG-4是目前被廣泛采用的編碼標(biāo)準(zhǔn)。但是MPEG-4的解碼器在各廠家之間并不兼容，每個廠家都分別擁有“私有定義”。目前每個廠家僅關(guān)注于各自的小市場，而不是通過共同的努力去做大市場，這成為IPTV產(chǎn)業(yè)化面臨的一大障礙。工業(yè)化基礎(chǔ)不好，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的缺失，決定了MPEG-4有限的市場空間。隨著ISO與ITU兩個視頻編碼工作組的合并，H.264成為一個共同的新標(biāo)準(zhǔn)。與以往不同，H.264是一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對于解碼兼容性有著明確的規(guī)定，而且在1M碼率下就可以達(dá)到DVD畫質(zhì)，性能非常優(yōu)越，但支持H.264的芯片目前仍不多。
編碼標(biāo)準(zhǔn)的選擇除了技術(shù)因素之外，還需要考慮到專利費用的問題。與過去相比，MPEG-LA雖然降低了解碼器的專利費，但開始增收編碼器的專利費。如果視頻節(jié)目運營商提供采用MPEG-4(已經(jīng)收費)或者H.264／MPEG-4AVC(2006年1月1日開始收費)標(biāo)準(zhǔn)的視頻節(jié)目，則還需要支付加盟費(Participationfee)，即MPEG-LA將根據(jù)節(jié)目、訂戶和本地發(fā)射臺數(shù)等參數(shù)來向運營商收費，每個運營商每年350萬美元封頂。除此之外，終端用戶也需要向MPEG-LA交納每個節(jié)目0.04美元的費用，這筆費用將由運營商代收，打入收費成本，最終轉(zhuǎn)嫁到用戶身上。與此相比，國內(nèi)的AVS標(biāo)準(zhǔn)的專利費用則相當(dāng)?shù)土?br>
4.1.3.3 系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通
現(xiàn)在已經(jīng)有許多設(shè)備制造商實現(xiàn)了商用的IPTV系統(tǒng)，包括最前端的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)一直到最末端的用戶終端（機(jī)頂盒，STB）。但是這些系統(tǒng)都是封閉的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的控制信令和協(xié)議基本上都是采用廠家自定義的私有協(xié)議，第三方的設(shè)備無法接入到系統(tǒng)之中去。
IPTV系統(tǒng)內(nèi)各個功能模塊之間的接口標(biāo)準(zhǔn)目前尚無明確的定義。沒有這些接口的標(biāo)準(zhǔn)，就無法保證整個系統(tǒng)的開放性格局，不利于消除由一家廠商壟斷整個前端系統(tǒng)的問題。
目前就是各個廠家的系統(tǒng)之間無法做到建立相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也就無法做到互聯(lián)互通。這種技術(shù)上的壟斷極大地限制的IPTV網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，不利于運營商引入競爭機(jī)制，也不利于運營商大規(guī)模開展IPTV業(yè)務(wù)。
4.1.3.4 STB的最終形態(tài)確定
IPTV終端是用戶與IPTV系統(tǒng)進(jìn)行交互的工具，終端的功能特性和所能夠支持的各種業(yè)務(wù)是IPTV業(yè)務(wù)吸引用戶的重要因素。目前的IPTV終端產(chǎn)品是五花八門，通常有硬終端和軟終端，所實現(xiàn)的功能也不完全相同。IPTV終端的最終形態(tài)確定還需有待于商業(yè)模式、業(yè)務(wù)模式和IPTV體系架構(gòu)的明確。只有商業(yè)模式和業(yè)務(wù)模式明確之后，STB所需要實現(xiàn)的功能也就很明確了。IPTV體系架構(gòu)的明確可以STB與前端系統(tǒng)之間的接口功能和協(xié)議要求。
4.1.3.5 安全問題
相比于其它的寬帶業(yè)務(wù)，IPTV業(yè)務(wù)開展過程中涉及到多個部門參與，因此會造成整個業(yè)務(wù)完成復(fù)雜性的提高，安全性和其它寬帶業(yè)務(wù)相比也就更為突出。它可以分為兩個方面，一是系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)的能力，比如內(nèi)容數(shù)字版權(quán)等內(nèi)容本身的安全問題，另一個則是關(guān)于內(nèi)容受攻擊的問題。到目前為止，安全工作主要集中在內(nèi)容數(shù)字版權(quán)方面，IPTV的內(nèi)容來源是多方面的，在國內(nèi)缺乏較好保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)境下，為保護(hù)內(nèi)容提供者的利益必須考慮數(shù)值版權(quán)的管理。數(shù)字版權(quán)管理的標(biāo)準(zhǔn)涉及授權(quán)語言標(biāo)準(zhǔn)、加密標(biāo)準(zhǔn)、密鑰管理標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)等，由于目前數(shù)字版權(quán)的管理權(quán)還沒有明晰，各方都在提自己的建議，目前還沒有形成適合運營商采用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
4.2 促進(jìn)IPTV發(fā)展的措施
4.2.1 促進(jìn)廣電和電信的和諧
在中國，電視屬于廣電系統(tǒng)，IP技術(shù)屬于電信領(lǐng)域。當(dāng)IP技術(shù)被應(yīng)用到電視領(lǐng)域的時候，一個重新跑馬圈地劃分勢力范圍的時代到了。
2005年上半年，上海文廣越過中央電視獲得國內(nèi)首張IPTV，掀開了國內(nèi)爭食網(wǎng)絡(luò)電視饕餮大餐的序幕。而在上海文廣與中國電信、中國網(wǎng)通合作開展IPTV 業(yè)務(wù)后，IPTV 浪潮更是風(fēng)起云涌，呈現(xiàn)出一幅喜人的發(fā)展勢頭。目前，上海文廣與中國電信、中國網(wǎng)通合作開展的 IPTV 試點已高達(dá)50余個，而在IPTV的始發(fā)站上海，更是在浦東地區(qū)開始了正式商業(yè)化運作。作為今年通信行業(yè)的3大亮點之一，IPTV 的鋒芒的確是蓋過了3G和NGN，據(jù)哈爾濱地區(qū) IPTV 設(shè)備提供商UT斯達(dá)康公司副總裁伍雯弘透露，中國網(wǎng)通在該地的 IPTV 試點采用每月60元的資費標(biāo)準(zhǔn)，初期放號就超過5萬用戶。各種跡象都表明IPTV 在大踏步前行，成功好像就在眼前。然而，事情遠(yuǎn)沒有想象得那么簡單。2005年年底，泉州廣播電視局發(fā)出一紙通告，叫停泉州地區(qū)的“百視通”網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)。這是地方廣電首次公開叫停 IPTV 業(yè)務(wù)。
當(dāng)前透露的信息來看，IPTV 牌照所擁有的權(quán)限并不像大家想象的那樣，是可以無所不為的。據(jù)有關(guān)人士分析，上海文廣雖然有 IPTV 牌照，但要在上海之外與運營商合作運營IPTV，需要取得當(dāng)?shù)貜V電的落地許可，然后報國家廣電總局備案審批才可以正式開展。出現(xiàn)當(dāng)前這種局面，一種可能是廣電總局當(dāng)初頒發(fā) IPTV 牌照時考慮不周，當(dāng)IPTV 產(chǎn)業(yè)逐漸為電信方面控制后，想試圖扭轉(zhuǎn)當(dāng)前的被動局面，所以縱容地方廣電加以堵截；一種可能是 IPTV 牌照本身的確是有地區(qū)限制的，因此上海文廣每拓展一個地區(qū)的業(yè)務(wù)，都必須獲
得地方廣電的認(rèn)可。
目前電信與廣電交叉進(jìn)入的政策尚不明朗。IPTV 的網(wǎng)絡(luò)可以依附于電信寬帶網(wǎng)絡(luò)，也可以依附于廣電有線電視網(wǎng)絡(luò)，但電信網(wǎng)絡(luò)相對占有優(yōu)勢。因為電信可以提供大量的帶寬，在寬帶市場商業(yè)推廣方面也擁有更多的經(jīng)驗。廣電部門卻擁有包括至關(guān)重要的運營牌照在內(nèi)的政策資源。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，從事IP電視、手機(jī)電視等信息網(wǎng)絡(luò)傳播視聽業(yè)務(wù)，必須按照《互聯(lián)網(wǎng)等信息網(wǎng)絡(luò)傳播視聽節(jié)目管理辦法》（國家廣電總局第39號令），取得“信息網(wǎng)絡(luò)傳播視聽節(jié)目許可證”。許可證由國家信息網(wǎng)絡(luò)傳播視聽節(jié)目行業(yè)主管部門——國家廣電總局按業(yè)務(wù)類別、傳輸網(wǎng)絡(luò)、接收終端等項目分類核發(fā)。
廣電管理部門不但對電視媒體市場采取準(zhǔn)入管制，而且國內(nèi)影視制作傳播系統(tǒng)很大程度上也在廣電的控制下。面對政策壁壘，電信運營商目前只能通過與網(wǎng)絡(luò)電視牌照持有者合作來實現(xiàn)業(yè)務(wù)落地，但卻不甘于扮演著一個純粹網(wǎng)絡(luò)提供商的角色。這樣看來，IPTV 牌照的意義可能僅僅在于引起大家的興趣，而進(jìn)一步的全面展開，還是得協(xié)調(diào)電信和廣電之間的關(guān)系，政策變動對 IPTV發(fā)展影響很大。
4.2.2 協(xié)調(diào)好標(biāo)準(zhǔn)之爭
與DTV（數(shù)字電視）幾年來一直雷聲大雨點小的情況相比，IPTV大有卯足勁大干一場的勁頭。然而，無論 IPTV 還是 DTV，都存在著標(biāo)準(zhǔn)與商業(yè)試驗之惑。目前較常采用的 IPTV 系統(tǒng)形式，其核心框架包含了編碼系統(tǒng)、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)和播放系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、認(rèn)證計費系統(tǒng)、數(shù)字版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)、機(jī)頂盒等幾個需要重點規(guī)范的方面。僅視頻編碼就有MPEG－２、MPEG－４、Ｈ．264、VC－１、AVS等多個標(biāo)準(zhǔn)。而視頻編碼又直接關(guān)系到解碼，解碼又會影響到機(jī)頂盒。
MPEG－４、Ｈ．264、VC－１ 是國內(nèi)IPTV 的主要標(biāo)準(zhǔn)，其中中國網(wǎng)通傾向于Ｈ．264，中國電信更是將它選定為必備格式，上海文廣則傾向于MPEG－４，VC－１ 只是中國電信的推薦格式。因為國內(nèi)只有上海文廣一家擁有 IPTV 牌照，雖然國內(nèi)兩大固網(wǎng)運營商中國電信和中國網(wǎng)通都在支持IPTV 的試點，但本身由于沒有牌照，目前都只能和上海文廣合作。進(jìn)行商業(yè)試驗的地區(qū)采取的標(biāo)準(zhǔn)也都是 MPEG－４。
華為表示 Ｈ．264毋庸置疑是未來 IPTV業(yè)務(wù)的主流編碼技術(shù)，但在目前情況下，大規(guī)模開展基于Ｈ．264 的IPTV 業(yè)務(wù)并不現(xiàn)實，一是目前各個主流的?。龋?64 芯片廠家開發(fā)的Ｈ．264 芯片都不太成熟或者處于過渡階段；二是目前針對 Ｈ．264的片源很少，對于IPTV正式商用可能會形成一個瓶頸。同時，華為認(rèn)為，目前雖然 Ｈ．264 相對MPEG－４ 有一定優(yōu)勢，但與理論上的優(yōu)勢分析相比還相差較大，Ｈ．264 有待進(jìn)一步優(yōu)化、完善，因此，到2006年下半年進(jìn)行 Ｈ．264 試驗部署也不遲。
各地建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)平臺技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一樣，使得設(shè)備與終端廠商不得不提供多個解決方案和終端產(chǎn)品。從而大大增加了運營商建網(wǎng)成本和設(shè)備制造商的研發(fā)和生產(chǎn)成本。目前沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為制約IPTV 業(yè)務(wù)大規(guī)模發(fā)展的障礙。Ｈ．264標(biāo)準(zhǔn)代表了目前最先進(jìn)的視頻編碼技術(shù)，業(yè)界也一致認(rèn)為Ｈ．264 才是未來IPTV 的發(fā)展方向。測試表明，目前的系統(tǒng)和終端尚無法做到平滑地從MPEG－４ 升級到Ｈ．264，那么業(yè)務(wù)發(fā)展初期發(fā)放的MPEG－4機(jī)頂盒很可能將會因過渡問題而白白地?fù)p失掉。
在2005 年11 月24 日召開的“中國IPTV 產(chǎn)業(yè)政策及技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)研討會”上，中國網(wǎng)通系統(tǒng)集成總工程師唐雄燕表示，IPTV 標(biāo)準(zhǔn)正在制定中，出臺的時間不會太長。受中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會委托，有關(guān)方面正在起草涉及 IPTV中國標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)方案。此次制定的標(biāo)準(zhǔn)涉及七個方面，分別為業(yè)務(wù)需求、總體框架、機(jī)頂盒、業(yè)務(wù)平臺接口、運營平臺接口、接入設(shè)備的支持以及視頻編解碼研究，力爭與國際保持同步甚至有所超前。
第五章 總結(jié)
隨著FTTH接入、FTTB+LAN接入、ADSL接入、HFC/Cable Modem接入、WLAN無線接入等接入方式用戶群體的迅速增長,以及各種技術(shù)發(fā)展帶來的業(yè)務(wù)融合和市場競爭的愈演愈烈,IPTV蘊(yùn)涵和昭示著蓬勃發(fā)展的巨大市場驅(qū)動力.為拓展各自的生存發(fā)展領(lǐng)域,由設(shè)備提供商、內(nèi)容/服務(wù)提供商、內(nèi)容/網(wǎng)絡(luò)運營商和廣大用戶構(gòu)成的商業(yè)化運營的IPTV產(chǎn)業(yè)鏈正在形成并逐步成熟。有了IPTV,廣大電視機(jī)用戶借助IPTV機(jī)頂盒,將告別被動方式的節(jié)目接收,走向集互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)游戲、電視節(jié)目等為一體的豐富多彩的多媒體互動娛樂生活。有了IPTV,廣大寬帶用戶用PC電腦也能享受到精彩紛呈的電視節(jié)目。有了IPTV,廣大手機(jī)用戶也可以隨時隨地的欣賞到自己喜歡的節(jié)目, IPTV必將迅速而深刻地改變?nèi)藗兊纳睢?/span>
