流媒体技术的应用—IPTV业务 DV OnLine.数码视频在线数字摄像机数字视频处理视频采集卡编辑软件

一、概述
    Internet技术、网络和业务的发展从各方面改变了人们的学习、工作和生活方式，给人们带来了巨大的便利，Internet已经成为人们生活中不可缺少的一部分。但Internet的快速发展并没有给Internet运营商带来与其投入相应的回报。继Web业务、E-mail等被广泛认可的应用外，业界人士正在寻求会给网络运营商带来巨大收益的杀手锏应用。20世纪末，人们将远程教学、电子商务看作未来的杀手锏级应用并寄予了厚望，但几年过去后，IT 业界人士除了品尝到网络泡沫所带来的苦酒外，并没有获得预期的收益。进入21世纪后，随着流媒体技术、Internet网络技术和网络带宽的不断提高，人们又开始关注利用IP协议提供类似于目前深受用户欢迎并具有众多用户的电视(TV)业务即IPTV业务，并将其作为未来宽带Internet上的杀手锏应用。但在目前或一段时间内IPTV业务是否会像人们预期的那样成为会给运营商提供丰厚利润同时又深受用户欢迎的应用，还是会像电子商务、远程教学业务一样，虽然一直被用户使用但并没有获得预期的利润。

    本文介绍IPTV的发展现状、IPTV相关的技术和标准、IPTV业务可能的组网方式等方面的内容，最后讨论开展IPTV业务可能存在的问题。

    二、IPTV业务发展现状

    1.国外IPTV业务发展现状

    2005年3月8～9日，在英国伦敦召开的以在宽带上按需投递内容为题的IPTV全球论坛将IPTV业务的发展推向了高潮。来自全球各地的通信网络运营商、内容提供者、通信产品制造商、软件开发商、技术提供者、广播业务提供者、交互式电视公司、中间件开发商集中在一起讨论与IPTV相关的业务的开放和内容的提供相关问题。

    截至2004年9月，全球已有50多家电信运营商推出IPTV业务。直至2004年底，全球的IPTV用户已经超过700万。

    世界著名市场分析机构StrategyAnalytics对IPTV市场总体收入和用户数进行了预测，预计2006年IPTV全球业务收入将达到80亿美元，用户数将达到800万以上。StrategyAnalytics对全球IPTV业务的预测结果表明，用户数从2004年持续增长，预计市场大规模启动将在2006年。2008年将达到2000万以上。

    2.我国IPTV业务发展现状

    在全球范围内将IPTV业务看作是IP网络上具有很好的前途的一种业务的情况下，中国在IPTV业务的试验也开始起步。中央电视台2005年正式向全国推出网络电视(IPTV)服务，并计划发展60万用户。目前已经开通的IPTV业务是中视网络发展有限公司2004年提供的网络电视业务，该业务的内容主要利用中央电视台目前已有的40万小时的电视节目。通信网络则是由中国网通集团公司提供。与此同时中国两家最大的商业IP网络运营者中国电信和中国网络通信公司也在不同的地点进行IPTV的试验或试运行。
三、IPTV相关技术及标准

    1.IPTV相关技术

    IPTV是互联网协议电视(Internetprotocoltelevision)的缩写，是指在基于IP协议的网络上向用户提供点播方式或组播方式的视频业务。IPTV业务的提供得益于信息处理技术和内容分发技术的发展。主要包括视频图像编码技术以及流化技术，如MPEG-4/H.264编码技术， MPEG-7、MPEG-21等元数据技术，内容分发技术(包括CDN和端对端peerto peer等内容分发技术、组播技术、接入技术等)以及DRM(数字版权管理)技术等等。下面分别加以介绍。

    2.视频图像编码和流化技术及标准

    音视频图像压缩编码标准主要由ITU-T和MPEG制订，已经发布的有ITU-T协议H.261、H.262、H.263、H.264以及MPEG-1、 MPEG-2、MPEG-4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MPEG-4。目前我国AVS组织也在开发和制订具有我国自主知识产权的图像压缩编码标准。

    对编码后的信息进行流化处理以便用户在下载的同时进行观看。虽然各流媒体主流处理厂家正在考虑在其流媒体格式中增加符合国际标准的内容。

3.元数据技术

    元数据是描述、解释、定位或者为更容易地进行检索、使用或管理信息资源而进行的结构化信息。换句话讲，元数据是指有关数据的数据或有关信息的信息。在 IPTV业务中，在向用户提供可供用户使用的信息的导航服务和终端适配服务，是需要元数据系统所提供的服务。由ISO/IEC所制订的MPEG-7和 MPEG-21便是关于采用MPEG编码压缩技术处理的图像信息的元数据。ITU-TSG16在2004年冻结了基于策略的网络内容分发使用的元数据框架建议的F.MDF(元数据框架建议)。该建议规定了在网络上用于基于策略的内容投递使用的ITU-T元数据框架体系结构。内容包括以实时流、点播流和下载配置的多媒体Web内容以及数字广播节目。

    4.内容分发技术

    (1)CDN技术

    CDN是构建在IP网络之上的内容发布网络，其主要目的是通过该网络的构建减小IP骨干网络的传输压力，将连接到IP网络上的内容信息更迅速地分发到全球范围内连接到IP网络上的用户终端。

    CDN网络主要由初始服务器、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。其中，初始服务器负责完成生成服务器信息内容；缓存服务器负责存储初始服务器的部分或全部信息内容；为用户进行地址解析的DNS服务器判断出用户所访问的网站采用了CDN技术进行内容分发时，将用户申请内容解析用的URL信息转发给重定向DNS，重定向DNS根据接收到的URL信息、转发URL的DNS的地址信息以及网站在构建CDN时缓存网站的配置情况，将距离转发URL的DNS最近的缓存网站的IP地址发送给DNS，DNS再将接收到的IP地址信息转发给用户，最终用户利用所接收到的IP地址完成与其"较近"的缓存网站的连接，通过接受"就近"的缓存网站所提供的服务来减轻骨干IP网络的传输压力，提高服务质量。

    (2)组播技术

    在提供组播业务时可采用两种实现方式。一种方式是利用组建IP网络的具有组播功能的路由器提供对一组用户的组播，信息源仅需将需要进行组播的信息发送给具有组播功能的路由器，组播路由器将为该信息所提供的组播组编号返回给信息源，信息源将该组播组编号向拟获得该信息的用户公布，用户通过加入相应的组播组编号加入到组播组从而接收到发送到组播组的组播信息。另一种方式是，信息源将信息发送到一个内容分发设备，并将欲发送到的用户的地址信息发送到该分发设备，由该分发设备将信息同时发送到列表中的所有用户，完成组播服务。

    目前在IP网络上所提供的视讯直播节目是采用IP网络所具有的组播功能向用户提供的。为保护信息拥有者的数字版权、受控组播将是使用的主要方式。目前在一些国家正在进行在移动网络上提供流媒体业务的试验，为保持越区切换媒体流的连续性，在流媒体直播时，采用多地点组播方式来实现。

    若组播组用户的数量较大，用户的分布比较分散，组播技术通常与CDN技术一起使用，利用CDN技术组建CDN网络，由初始信息源将信息组播到缓存信息节点，各缓存信息节点同时将接收到的信息在以组播的方式转发到用户，从而实现减少主干网络的拥塞和减轻信息服务器并发处理的压力的效果。

    5.IPTV相关标准

    在全球范围内制定与IPTV相关的标准化组织主要有ITU、流媒体联盟ISMA、开放移动联盟OMA、数字音/视频联盟(DAVIC)、ISO、交互式电视联盟(ITV)、DSL联盟、宽带业务联盟以及IETF等标准化组织。

    Internet流媒体联盟(ISMA)，于2001年发布了ISMA实施规范1.0版本，该技术规范给出了利用开放的标准在IP网络上提供音/视频信息的框架结构。在2004年又对第1.0版本的规范进行了补充。

    早在20世纪90年代IETF便在传送工作组中研究在IP网络传输语音和视频信息相关的标准，目前完成二十多个采用各种编码格式的视频信息的RTP封装格式，如RFC3550规定了实时传送协议、RFC2250规定了采用MPEG1/MPEG2编码的视频信息的RTP载荷标准。目前相关的标准仍在制定之中。IETF(互联网工程工作组)还在它的IntegratedService工作组提出了尽力传送(best-effort)服务和实时传送(real —time)服务两种方案。流媒体传输应是实时的，基础是RSVP、RTP、RTCP和RTSP协议。

    OMA目前已经发布了用于移动通信网络的流媒体业务相关的一系列标准，包括技术框架、DRM等标准规范。

    DAVIC于1998年至1999年制定了一系列音视频相关业务的技术规范。值得一提的是DAVIC1.5以TVanywhereanytime为题发布了相关的规范。

    四、IPTV业务可能的系统模型

    1.组播式IPTV业务可能的系统模型

    IPTV业务提供者可以根据用户的请求，利用IP网络本身所提供的组播能力将视频信息以组播的方式传送给用户。此时，同时向相同的业务提供者请求发送相同内容信息的用户，可以由业务提供者安排在同一个组播组中接收到相同的信息。为给内容提供者提供知识产权保护，业务提供者提供条件接入控制。同时为减少骨干网络传输的压力，业务提供者在向众多的用户提供组播式业务时可以利用多级组播的形式来实现。组播式IPTV业务可2.点播式IPTV业务可能的系统模型

    IPTV业务可以根据用户自身的爱好向用户提供用户所选择的内容信息。业务提供者为每一个用户提供各自点播的内容信息。业务系统主要由导航系统、DRM管理系统、CDN管理系统内容提供者、CDN内容分发网络等部分组成。