作者：泰爾網(wǎng) 文章來(lái)源：泰爾網(wǎng) 點(diǎn)擊數(shù)： 1153 更新時(shí)間：2005-9-30
摘要IPTV業(yè)務(wù)目前成為業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，在全球范圍已經(jīng)建設(shè)了許多IPTV業(yè)務(wù)的商用或試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，但到目前為止全球范圍內(nèi)還沒(méi)有一個(gè)直接以IPTV命名的標(biāo)準(zhǔn)，而IPTV是一個(gè)集多種技術(shù)的集成業(yè)務(wù)，必定涉及到與各種技術(shù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，本文分別介紹了IPTV業(yè)務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀、相關(guān)技術(shù)，及IPTV相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞IPTV流媒體視頻點(diǎn)播 視頻直播 標(biāo)準(zhǔn) DRM
1、引言
電視業(yè)務(wù)(TV)是到目前為止最受用戶歡迎的遠(yuǎn)程視頻通信業(yè)務(wù)，到目前為止電視業(yè)務(wù)基本上還是以廣播方式向用戶提供單向業(yè)務(wù)。在過(guò)去的幾十年間，業(yè)界人士一直致力于研究具有交互性的視頻業(yè)務(wù)。直到20世紀(jì)末期，大規(guī)模實(shí)現(xiàn)交互式電視業(yè)務(wù)的方式仍是利用已有的通信網(wǎng)絡(luò)，用戶希望的隨時(shí)隨地獲得所希望得到的視頻節(jié)目一直還是一個(gè)夢(mèng)想。
隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)、版權(quán)保護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展和相應(yīng)產(chǎn)品的成熟人們又將實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地獲得視頻信息的希望寄托于IP網(wǎng)絡(luò)，并形象地將該類業(yè)務(wù)稱為IPTV業(yè)務(wù)。自1999年以來(lái)全球各地組建了各種范圍內(nèi)，使用多種視頻編碼壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)來(lái)提供多種基本和擴(kuò)展業(yè)務(wù)。雖然目前全球范圍內(nèi)沒(méi)有一個(gè)直接以IPTV命名的標(biāo)準(zhǔn)。但I(xiàn)PTV所采用的各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一直處于發(fā)展和完善階段。本文將介紹IPTV相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化組織及主要的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。
2、IPTV框架結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)
對(duì)于不同的人，IPTV具有不同的含義，業(yè)界有希望將IPTV作為Triple-play(三重通信、語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)通信)的雛形，也將IPTV業(yè)務(wù)擴(kuò)大到VoIP，VOD。NVOD，MMS，網(wǎng)絡(luò)游戲。借助于IPTV平臺(tái)可以提供上述幾種應(yīng)用，但I(xiàn)PTV核心的業(yè)務(wù)與應(yīng)用依然是VOD以及視頻直播。
如圖1所示，IPTV業(yè)務(wù)核心框架主要由內(nèi)容編碼器、VOD服務(wù)器、視頻管理服務(wù)器、接入服務(wù)器、骨干網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)商中心局(DSLAM)以及用戶終端組成。
圖1 IPTV業(yè)務(wù)核心框架結(jié)構(gòu)
IPTV業(yè)務(wù)的通信流程主要是用戶在接入服務(wù)器(導(dǎo)航門戶網(wǎng)站)的輔助下查找到其所希望獲得的視頻信息，視頻管理服務(wù)器根據(jù)用戶的請(qǐng)求通知VOD服務(wù)器將用戶選擇的內(nèi)容通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到終端用戶，終端用戶利用播放器觀看所選擇的視頻信息。為此，實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)需要系統(tǒng)集成技術(shù)、信息處理技術(shù)(包括音頻、視頻信息壓縮技術(shù))、壓縮信息封狀技術(shù)、媒體控制技術(shù)、數(shù)字信息版權(quán)管理技術(shù)、內(nèi)容分發(fā)技術(shù)、信息檢索技術(shù)(元數(shù)據(jù)技術(shù))、傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)包括：框架標(biāo)準(zhǔn)、視頻/音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)、壓縮文件封裝存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、信息控制標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)字版權(quán)管理標(biāo)準(zhǔn)等。
3、IPTV的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織
3.1數(shù)字音視頻聯(lián)盟(DAVIC)
該組織是成立于1995年結(jié)束于2000年的非贏利性組織，主要成員以歐洲的通信、媒體處理公司為主。其初始目標(biāo)為制訂在基于ATM技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)上提供數(shù)字音視頻業(yè)務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。輸出的標(biāo)準(zhǔn)包括DAVIC1.0-DAVIC1.5。由于基于ATM技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有象預(yù)期想象的那樣在全球范圍內(nèi)大規(guī)模使用，為此，該聯(lián)盟所制訂的最后一版標(biāo)準(zhǔn)DAVIC1.5是為構(gòu)建在基于IP協(xié)議的可管理的Intranet之上的，最終的文件中包含有TVAnytime Any-where的思想。使人們聯(lián)想到可以利用IPTV業(yè)務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。
3.2Internet流媒體聯(lián)盟(ISMA)
該標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)盟成立于2000年，主要成員包括AppleComputer，AmericaOnline(Aol)，F(xiàn)ranceTelecom，Cisco等流媒體業(yè)務(wù)提供者、軟件提供商、通信運(yùn)營(yíng)公司、Internet相關(guān)通信產(chǎn)品制造商等幾十個(gè)公司。該聯(lián)盟制訂流媒體相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則是：利用開放性標(biāo)準(zhǔn)，致力于互操作性和互通性，具有前瞻性。到目前為止，該聯(lián)盟輸入的標(biāo)準(zhǔn)包括ISMA 1.O，ISMA2.0，ISMAency等，目前工作集中在制訂與數(shù)字版權(quán)管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)與一致性測(cè)試等方面的內(nèi)容。
3.3開放移動(dòng)聯(lián)盟(OMA)
從嚴(yán)格意義上講。該聯(lián)盟并非以制訂IPTV相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)為主要工作內(nèi)容，但該聯(lián)盟較早地推出移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)以及相關(guān)的數(shù)字版權(quán)管理(DRM)標(biāo)準(zhǔn)。
3.4ISO/IEC
多年來(lái),ISO/IEC推出了一系列音視頻信息壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)(包括MPEG1，MPEG2，MPEG4，MPEG7，MPEG21等)被廣泛應(yīng)用于視訊點(diǎn)播業(yè)務(wù)、數(shù)字電視業(yè)務(wù)、VCD、DVD等領(lǐng)域。其所制訂的標(biāo)準(zhǔn)IPTV業(yè)務(wù)中將會(huì)起到非常重要的作用。
3.5ITU-T
作為全球通信標(biāo)準(zhǔn)制定工作的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)化組織，ITU-T發(fā)布了與通信相關(guān)的各種各樣的標(biāo)準(zhǔn)建議，IPTV業(yè)務(wù)作為基于IP網(wǎng)絡(luò)上的一種業(yè)務(wù)，也是ITU-T應(yīng)當(dāng)關(guān)注的領(lǐng)域之一，ITU-TSG16和ITU-TSG9目前已經(jīng)發(fā)布了與多媒體通信、數(shù)字視頻通信相關(guān)的一系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)建議，如F.700系列建議，F(xiàn).740，F(xiàn).750，H.261，H.262，H.263，H.264等，其中H.264標(biāo)準(zhǔn)也是被業(yè)界普遍看作是非常適合于IPTV業(yè)務(wù)的一種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。
3.6IETF
作為IP網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)起草制訂的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)化組織，IETF制訂的標(biāo)準(zhǔn)幾乎涵蓋了與IP相關(guān)的所有領(lǐng)域。在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸音視頻信息一直是IETF研究的重點(diǎn)之一，鑒于其他標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)發(fā)布了一系列音視頻信息壓縮標(biāo)準(zhǔn)，為此IETF所發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)主要集中在如何封裝利用已有的標(biāo)準(zhǔn)算法壓縮后的音視頻信息以適合在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸。除此之外，還發(fā)布了一系列實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP)以及實(shí)時(shí)流控協(xié)議(RTSP)等。
除了上面所介紹的一些標(biāo)準(zhǔn)化組織外，一些企業(yè)如Micrsoft公司、RealNetworks公司等生產(chǎn)出了符合各自企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)產(chǎn)品并得到了實(shí)際應(yīng)用。
4、IPTV相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
4.1總體框架標(biāo)準(zhǔn)
(1)DAVIC1.5TVAnytime Anywhere的總體框架
在DAVIC1.5AnytimeAnywhere文件中所規(guī)定的模型如圖2所示。在該圖中沒(méi)有描述任何與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的內(nèi)容。僅規(guī)定出在客戶端設(shè)備和服務(wù)器端設(shè)備中應(yīng)當(dāng)包含的功能模塊。即：元數(shù)據(jù)服務(wù)、位置解析、版權(quán)管理和保護(hù)、本地存儲(chǔ)控制、媒體服務(wù)。其基本思想為，在服務(wù)器端提供的所有功能。在客戶端設(shè)備中應(yīng)包含有相關(guān)的軟件工具。在業(yè)務(wù)的具體實(shí)施過(guò)程中，客戶端首先向服務(wù)器端請(qǐng)求幫助查找其感興趣的媒體內(nèi)容，由元數(shù)據(jù)服務(wù)器處理并返回相關(guān)信息。通過(guò)位置解析服務(wù)器來(lái)確定客戶端所選擇的媒體內(nèi)容所在的位置；經(jīng)過(guò)媒體管理和保護(hù)服務(wù)器的認(rèn)可：由本地存儲(chǔ)服務(wù)器向用戶提供媒體信息同時(shí)允許客戶端對(duì)媒體信息進(jìn)行控制。
圖2 IPTVAnytimeAnywhere模型圖
(2)ISMA2.0規(guī)定的流媒體總體框架
如第二部分所介紹那樣，ISMA致力于多種開放標(biāo)準(zhǔn)的集成，在2004年發(fā)布的ISMA2.0中給出了ISMA對(duì)流媒體業(yè)務(wù)的框架結(jié)構(gòu)圖(見圖3)。從圖中可以看出、，ISMA最先希望解決的是與媒體編碼格式、媒體存儲(chǔ)、媒體傳輸(包括載荷輪廓)相關(guān)內(nèi)容。在ISMA目前的體系架構(gòu)中主要希望支持采用MPEG4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼的媒體以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)格式以及IETF所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議，這與ISMA制定標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則相一致。
圖3 ISMA體系架構(gòu)
4.2OMADRM標(biāo)準(zhǔn)介紹
媒體信息的數(shù)字化使得媒體信息的復(fù)制變得相當(dāng)容易，若不采取有效措施，數(shù)字媒體信息的無(wú)序復(fù)制會(huì)給媒體制造者造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)與在全球范圍內(nèi)開展的版權(quán)保護(hù)精神相違背。因此研究數(shù)字媒體網(wǎng)上投遞的同時(shí)，人們也研究數(shù)字版權(quán)管理的措施，2004年OMA發(fā)布了OMADRM2.0規(guī)范，目前ISMA正在研究OMADRM2.0規(guī)范在ISMA框架中使用的可行性。
如圖4所示，DRM系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將內(nèi)容發(fā)布者發(fā)布的信息與版權(quán)發(fā)布者發(fā)布的信息組合起來(lái)將內(nèi)容變?yōu)槭鼙Ｗo(hù)的內(nèi)容，由版權(quán)客體提供使用規(guī)則，用戶在使用內(nèi)容時(shí)需要首先從DRM代理處根據(jù)使用規(guī)則獲得使用受保護(hù)內(nèi)容的密鑰，然后使用所獲得的密鑰對(duì)受保護(hù)的內(nèi)容進(jìn)行解碼并使用。
圖4 DRM功能體系架構(gòu)
4.3主要的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)
由于數(shù)字化的視頻圖像信息通常包含有數(shù)量巨大的比特信息，為此在利用通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字化的圖像信息時(shí)必須對(duì)數(shù)字化的圖像信息進(jìn)行編碼壓縮以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬，從而使視頻媒體在網(wǎng)絡(luò)上傳輸成為可能。目前，全球范圍內(nèi)音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由ITU-T和MPEG制訂，已經(jīng)發(fā)布的有ITU-T建議G.711，G.723，G.728，G.729，H.261，H.262，H.263，H.264以及ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)MPEG1，MPEG2，MPEG4等。其中，由ITU-T所制定的標(biāo)準(zhǔn)主要用于話音和視頻會(huì)議等傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)，目前比較適合于流媒體系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)主要有ITU-T建議的H.264和MPEG4。
除了ITU-T和ISO/IEC兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)以外，美國(guó)微軟公司和RealNetwork公司都有自己的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(VC1)。
我國(guó)在視頻圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)的制訂方面也取得了一定的成績(jī)，數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組目前已經(jīng)完成了一項(xiàng)AVS國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)草案，并仍在制訂相關(guān)的系列標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用與MPEG4和H.264相類似的編解碼技術(shù)，期望其編解碼效果優(yōu)于MPEG4和H.264的編碼效果。在不久的將來(lái)，遵循由我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工作者制訂的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用將走進(jìn)人們的生活。
4.4主要的視頻文件封裝格式
傳統(tǒng)的音視頻圖像編碼后形成一個(gè)文件，在存儲(chǔ)和使用編碼后的圖像將編碼后的圖像信息以一個(gè)大文件的形式存儲(chǔ)和使用，其最為典型的使用方式便是圖像以順序流的方式播放。該種方式對(duì)于本地使用時(shí)可以獲得連續(xù)的視頻流，但在利用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和使用時(shí)，通常需要將整個(gè)文件全部傳送到播放點(diǎn)后才能使用，對(duì)于使用像基于IP協(xié)議的不能完全保證服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)，將整個(gè)文件全部傳送完畢一方面會(huì)花費(fèi)一定長(zhǎng)的時(shí)間，另一方面不利于用戶在接收數(shù)據(jù)的同時(shí)實(shí)時(shí)播放。為此，流媒體播放器最早的生產(chǎn)者微軟公司、蘋果公司等制定了用于圖像信息以流媒體的方式傳送和播放的編碼后圖像文件的存儲(chǔ)格式。表1所列出的圖像文件格式主要是各公司私有的文件格式。目前在ISMA組織中由Aoole公司為主并以Quicktime公司的文件格式為基礎(chǔ)規(guī)定了用于MPEG4編碼文件的MP4格式標(biāo)準(zhǔn)，正在努力將已經(jīng)取得的成果向ISO推薦，期望能夠作為ISO的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的圖像壓縮編碼文件格式。
表1 流文件格式列表
公司
流媒體文件格式
媒體類型
RealNetworks
RM(Real video)
視頻
RA(Real Audio)
音頻
RP(Real Pix)
圖像
RT(Real Text)
文本
Microsoft
ASF(Advanced Stream Format)
視頻
AVI
視頻
Apple
MOV(Qucktime Movie)
視頻
QT(Qucktime Movie)
視頻
shdowRelm
New AVI
ISMA
MP4
視頻
4.5實(shí)時(shí)流協(xié)議(RTSP)簡(jiǎn)介
RTSP(RFC2327)是IETF發(fā)布的用戶對(duì)音視頻媒體進(jìn)行類似于VCR的實(shí)時(shí)控制的相關(guān)規(guī)定，包括快進(jìn)、快退、暫停、停止等命令。
RTSP建立并控制一個(gè)或多個(gè)連續(xù)時(shí)間同步的媒體如音頻和視頻媒體流。盡管連續(xù)媒體流與控制流之間可能相間，它本身并不投遞連續(xù)流。換句話說(shuō)，RTSP對(duì)于多媒體服務(wù)器起到“網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制”的作用。
沒(méi)有RTSP連接的注釋，服務(wù)器維持利用標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)的會(huì)話。在RTSP會(huì)話期間，RTSP客戶端可以打開并關(guān)閉許多到服務(wù)器的傳輸連接并發(fā)出RTSP請(qǐng)求。它也可以使用無(wú)連接的傳輸協(xié)議如UDP。
RTSP控制的流可以使用RTP，但RTSP不依賴于承載連續(xù)媒體使用的傳輸機(jī)制。該協(xié)議類似于HTTP/1.1的句法，對(duì)HTTP的擴(kuò)展機(jī)制也可增加到RTSP。
RTSP支持的操作有：從媒體服務(wù)器中檢索媒體，邀請(qǐng)媒體服務(wù)器加入到會(huì)議，在已有的顯示中增加媒體。
4.6元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介
ISO的MPEG已經(jīng)制訂了數(shù)字音視頻的編碼標(biāo)準(zhǔn)，制訂了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決元數(shù)據(jù)：MPEG7，多媒體內(nèi)容描述接口(ISO/IEC15938)和MPEG21。
5、結(jié)束語(yǔ)
IPTV業(yè)務(wù)作為IP網(wǎng)絡(luò)上向用戶提供音視頻信息的業(yè)務(wù)，得到了包括運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的高度重視。該業(yè)務(wù)是否能夠順利地發(fā)展起來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)在其中將起到非常重要的作用，如何在這些標(biāo)準(zhǔn)中選擇一種或幾種標(biāo)準(zhǔn)以及如何將各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地結(jié)合在一起，向用戶提供具有可接受的服務(wù)質(zhì)量的IPTV業(yè)務(wù)仍然是業(yè)界人士需要研究和測(cè)試、試驗(yàn)才能完成的。隨著時(shí)間的推移，一些新的標(biāo)準(zhǔn)化組織所制訂的新的標(biāo)準(zhǔn)還會(huì)不斷出現(xiàn)，為此筆者以為目前IPTV業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)仍處于發(fā)展變化之中，許多工作還有待進(jìn)一步發(fā)展。
