1、什么是IPTV
從字面上講，IPTV就是利用IP方式傳輸普通的電視節(jié)目（因此有時(shí)也被稱為網(wǎng)絡(luò)電視），但不同的行業(yè)和組織對IPTV的含意卻存在不同的理解。
對于IPTV為什么是“TV”，或者說與TV相關(guān)的方面主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1）IPTV為用戶提供的節(jié)目是社會廣泛熟悉的TV節(jié)目，因此是“TV”；2）通過IP網(wǎng)絡(luò)傳播來的信息，經(jīng)過機(jī)頂盒（STB）做處理后，利用普通或高清晰的電視機(jī)（TV）做顯示終端，因此是“TV”。但對這兩個(gè)條件需要同時(shí)滿足，還是只需要滿足第1個(gè)條件，就應(yīng)該稱為IPTV，存在不同的理解。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前的電視機(jī)已經(jīng)不僅用做電視節(jié)目的顯示終端，也已經(jīng)可以作為其他多種業(yè)務(wù)（如游戲、股票行情）的顯示終端；而且電視節(jié)目也已經(jīng)不僅可以在電視機(jī)上收看，也可以在PC和手機(jī)等設(shè)備上收看了。因此，IPTV之所以被稱作“TV”，是因?yàn)槭且詢?nèi)容為核心定義的，僅指節(jié)目源是TV的，與顯示終端是否是電視機(jī)沒有必然關(guān)系。
對于“IP”與“TV”的關(guān)系，傳統(tǒng)的廣播電視行業(yè)通常將其理解為“IPTV=IP+TV”模式，即在這種實(shí)現(xiàn)方式中，IP業(yè)務(wù)和TV業(yè)務(wù)在CABLE中是完全獨(dú)立并行的；傳統(tǒng)的電信行業(yè)則相反，實(shí)現(xiàn)的方式是“IPTV=TV over IP”模式，即包括TV在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)都承載在IP之上。
實(shí)際上，如果把IPTV簡單地理解為上面所說的在IP網(wǎng)絡(luò)上模擬傳統(tǒng)的電視節(jié)目，那就過于簡單化和狹隘了，那么IPTV也是沒有發(fā)展前途的。IPTV與傳統(tǒng)的電視業(yè)務(wù)相比，最大的特點(diǎn)是能夠進(jìn)行個(gè)性化和實(shí)時(shí)交互特點(diǎn)的點(diǎn)播服務(wù)，還可以開展類似于傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的其他增值服務(wù)。概括的講，IPTV業(yè)務(wù)利用IP網(wǎng)絡(luò)（或者同時(shí)利用IP網(wǎng)絡(luò)和DVB網(wǎng)絡(luò)），把來源于電視傳媒、影視制片公司、新聞媒體機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)等各類內(nèi)容提供商的內(nèi)容，通過IPTV寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺（該平臺往往不僅支持TV，也支持其他業(yè)務(wù)）整合，傳送到用戶個(gè)人電腦、機(jī)頂盒+電視機(jī)、多媒體手機(jī)（用于移動IPTV）等終端，使得用戶享受IPTV所帶來的豐富多彩的寬帶多媒體業(yè)務(wù)內(nèi)容。
2、IPTV的實(shí)現(xiàn)方式
圖1 IPTV的不同實(shí)現(xiàn)方式
圖1簡單示意IPTV在廣電和電信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)方式，分別對應(yīng)上面所說的“IP+TV”和“TV over IP”方式。
當(dāng)廣播電視數(shù)字化以后，廣播電視領(lǐng)域的交互電視網(wǎng)絡(luò)將擁有一個(gè)雙向的交互通道和一個(gè)單項(xiàng)的廣播電視通道，如圖1中所示，交互電視需要通過交互通道提供方（即ISP）的網(wǎng)絡(luò)通信資源，來與電視內(nèi)容提供商交互，實(shí)現(xiàn)一些IPTV的基本功能。目前，廣電部門在部分地區(qū)斥巨資積極進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的雙向改造試驗(yàn)，力圖采用IP over DVB的方式實(shí)現(xiàn)IPTV。但是由于廣播電視網(wǎng)絡(luò)的固有特性，從技術(shù)和經(jīng)費(fèi)上都需要巨大投入，實(shí)現(xiàn)起來十分困難，而投入和產(chǎn)出又會有相當(dāng)大的差距。
電信行業(yè)有優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，特別是在與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的融合上有豐富的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，提供視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)游戲等交互性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)。因此，在運(yùn)營IPTV業(yè)務(wù)上具有一定的有利條件，但對網(wǎng)絡(luò)改造也并非易事。
3、IPTV的系統(tǒng)組成
IPTV是一種以家用電視機(jī)或PC為顯示終端，通過互聯(lián)網(wǎng)，提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的內(nèi)容豐富的多媒體服務(wù)業(yè)務(wù)，IPTV是計(jì)算、通信、多媒體和家電產(chǎn)品嶄新技術(shù)的融合，其關(guān)鍵技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)或“機(jī)頂盒+電視”完成接收視頻點(diǎn)播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能。
IPTV實(shí)際系統(tǒng)組成如圖2所示。
圖2 IPTV系統(tǒng)組成
（1）節(jié)目提供系統(tǒng)
該部分主要完成節(jié)目的數(shù)字化，使原始節(jié)目成為能夠在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)字節(jié)目。其主要功能是直播節(jié)目的編碼壓縮、轉(zhuǎn)換和傳送。
（2）內(nèi)容管理系統(tǒng)
內(nèi)容管理系統(tǒng)主要功能是對IPTV的節(jié)目和內(nèi)容進(jìn)行管理，其主要是內(nèi)容管理和用戶管理，功能包括：內(nèi)容審核、內(nèi)容發(fā)布、內(nèi)容下載、用戶管理以及用戶認(rèn)證計(jì)費(fèi)等。
（3）流媒體傳送系統(tǒng)
流媒體傳送系統(tǒng)主要包括的設(shè)備是中心／邊緣流媒體服務(wù)器和存儲分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。
存儲分發(fā)網(wǎng)絡(luò)可以由多個(gè)服務(wù)器組成，它們之間通過負(fù)載均衡來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)，如CDN。
流媒體服務(wù)器是提供流式傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備。要求有很高的穩(wěn)定性，同時(shí)能滿足支持多個(gè)并發(fā)流和直播流的應(yīng)用需求。
�。�4）接入系統(tǒng)
接入系統(tǒng)主要為IPTV終端提供接入功能，使STB能夠順利接入到IP網(wǎng)絡(luò)，目前常見的接入方式為xDSL和LAN方式。
�。�5）IPTV終端
目前的IPTV可根據(jù)終端分為三種形式，即PC平臺終端、IP-STB平臺終端和手機(jī)平臺（移動網(wǎng)絡(luò)）終端。其中，IP-STB終端是IPTV的用戶最常見的消費(fèi)終端。
�。�6）運(yùn)營支撐系統(tǒng)
運(yùn)營支撐系統(tǒng)完成IPTV的營業(yè)受理、用戶管理、計(jì)費(fèi)管理、帳務(wù)管理、資源管理、ICP管理、產(chǎn)品管理、工單管理以及內(nèi)容服務(wù)訪問控制等功能，是IPTV系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“可運(yùn)營、可管理”的關(guān)鍵。
4、IPTV的內(nèi)容提供
4.1 節(jié)目制作
IPTV的節(jié)目制作系統(tǒng)通常包括內(nèi)容采集、內(nèi)容制作（包括編碼與轉(zhuǎn)碼）、節(jié)目管理等組成部分。內(nèi)容采集系統(tǒng)的節(jié)目源可以是攝像機(jī)、電視臺節(jié)目、VCD光盤、衛(wèi)星輸入信號等等。
內(nèi)容制作系統(tǒng)提供普通節(jié)目制作、直播節(jié)目制作和錄播節(jié)目制作等等。同時(shí)，內(nèi)容制作系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)聽后臺自動直播（錄播）系統(tǒng)的管理信息，自動在預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間使用視頻捕捉卡直播（錄制）特定頻道正在播放的電視節(jié)目；當(dāng)節(jié)目錄制完成后，可以自動上傳到流媒體文件服務(wù)器，并將節(jié)目相應(yīng)信息存儲于數(shù)據(jù)庫中。
制作系統(tǒng)支持將VCD、DVD、WAV、AVI、MPG和MP3等文件轉(zhuǎn)換格式為ASF、WMV、WMA、RM、MP4等流媒體格式，支持各種帶寬大小的碼流格式，同時(shí)支持將視頻捕捉卡等設(shè)備得到的視頻、音頻數(shù)據(jù)（電視、錄像帶、攝像機(jī)等）轉(zhuǎn)換為流媒體系統(tǒng)支持的文件的功能。
4.2 編碼技術(shù)
20世紀(jì)90年代以來，隨著視頻編碼技術(shù)的成熟，國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)發(fā)布的有：H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG1，MPEG2，MPEG4等。目前，認(rèn)為比較適合于流媒體系統(tǒng)中使用的標(biāo)準(zhǔn)主要有H.264和MPEG4。
MPEG-1應(yīng)用于帶伴音的數(shù)字活動圖像的壓縮編碼，碼率為1.5Mbps，一般家用VCD便是MPEG-1的一種應(yīng)用；MPEG-2是一種應(yīng)用于專業(yè)級的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，針對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視和高清晰度電視在各種應(yīng)用下的壓縮方案和系統(tǒng)層有詳細(xì)規(guī)定，其碼率具有從3Mbps-80Mbps的可分級性，MPEG-2特別適用于廣播級的數(shù)字電視的編碼和傳送，被認(rèn)定為SDTV和HDTV的編碼標(biāo)準(zhǔn)。
為適應(yīng)在互聯(lián)網(wǎng)上多媒體的靈活傳輸，國際運(yùn)動圖像專家組（MPEG）于20世紀(jì)90年代末又發(fā)布了MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)草案，MPEG-4是基于音視頻對象的可分級編碼技術(shù)，其碼率可從5Kbps-2Mbps的范圍變化，它綜合了數(shù)字電視、交互圖形學(xué)和Internet等領(lǐng)域的技術(shù)功能。它在要求高效壓縮編碼的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)多媒體網(wǎng)絡(luò)通信的靈活性和交互性。
目前，由ITU-T和ISO兩個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的視頻編碼聯(lián)合專家組JVT制訂新的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264標(biāo)準(zhǔn)，稱為AVC（Advanced Video Coding）標(biāo)準(zhǔn)，是MPEG-4的第10部分。H.264不僅比H.263和MPEG-4節(jié)約了50%的碼率，而且對網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的編碼機(jī)制，有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸。H.264具有較強(qiáng)的抗誤碼特性，可適應(yīng)丟包率高、干擾嚴(yán)重的無線信道中的視頻傳輸。H.264支持不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。H.264能適應(yīng)于不同網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸，網(wǎng)絡(luò)親和性好。H.264標(biāo)準(zhǔn)使運(yùn)動圖像壓縮技術(shù)上升到了一個(gè)更高的階段，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264的應(yīng)用亮點(diǎn)。
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。目前中國正在進(jìn)行AVS的規(guī)格制定工作，不過其目標(biāo)不僅限于中國，還準(zhǔn)備作為國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格對外推廣。AVS是以取代MPEG-2規(guī)格為目標(biāo)的高效編碼方式之一，相當(dāng)于H.264和Windows Media 9。當(dāng)前，AVS視頻主要面向高清晰度電視、高密度光存儲媒體等應(yīng)用中的視頻壓縮。
除了以上視頻編碼技術(shù)之外，目前互聯(lián)網(wǎng)使用較多的流媒體格式主要是美國Real Networks公司的ReaMedia、Apple公司的QuickTime和微軟公司的Windows Media。主要的編碼方式包括：ASF、nAVI、AVI、DIVx、QuickTime、RealAudio、Real Video及Real Flash等。
4.3 內(nèi)容管理系統(tǒng)
內(nèi)容管理系統(tǒng)的主要功能是對IPTV的節(jié)目和內(nèi)容進(jìn)行管理。媒體節(jié)目經(jīng)過制作后，手工或者自動入庫到流媒體節(jié)目管理系統(tǒng)中，然后在內(nèi)容管理系統(tǒng)中經(jīng)過頻道組織和內(nèi)容編排，通過EPG展現(xiàn)給用戶。
內(nèi)容管理系統(tǒng)需要與IPTV支撐運(yùn)營系統(tǒng)（BOSS）接口，通過用戶接入門戶，對用戶身份進(jìn)行認(rèn)證（即完成機(jī)頂盒的訪問認(rèn)證），對用戶服務(wù)獲得授權(quán)，支持機(jī)頂盒檢索節(jié)目內(nèi)容和訪問媒體內(nèi)容的重定向，同時(shí)完成計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)采集功能，并且對用戶的賬戶進(jìn)行扣費(fèi)。
內(nèi)容管理系統(tǒng)需要監(jiān)視流媒體服務(wù)器或CDN的入口可用狀況，當(dāng)入口地址由多臺服務(wù)器提供的時(shí)候，內(nèi)容管理系統(tǒng)能夠?yàn)檫@些服務(wù)器提供負(fù)載均衡。
內(nèi)容管理系統(tǒng)需要對節(jié)目進(jìn)行版權(quán)管理，為了防止用戶采用虛擬播放器非法下載并傳播流媒體文件；同時(shí)，為了提供可控流媒體文件下載觀看服務(wù)，需要通過DRM版權(quán)管理進(jìn)行控制。
以下簡介內(nèi)容管理系統(tǒng)中最主要的技術(shù)：EPG菜單和數(shù)字版權(quán)管理（DRM）。
�。�1）EPG菜單
電子節(jié)目指南（EPG）用于給用戶提供一個(gè)容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節(jié)目的一種方式，用戶可以通過該功能看到一個(gè)或多個(gè)頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目。
EPG是指在符合MPEG-2（13818.1）的TS傳輸流中插入DVB標(biāo)準(zhǔn)定義的業(yè)務(wù)信息（Service Information，SI），使機(jī)頂盒的綜合接收解碼器可以從TS流中提取出節(jié)目提供商播出節(jié)目的列表和播出參數(shù)，以直觀的形式顯示給數(shù)字電視用戶，使得用戶可以方便地接收、選擇數(shù)字電視節(jié)目。
利用機(jī)頂盒收看數(shù)字電視節(jié)目，用戶通過EPG不僅能夠接收普通的電視節(jié)目、廣播節(jié)目或圖文電視節(jié)目，而且，還可以查看感興趣的信息，比如：按節(jié)目分類（如音樂節(jié)目、體育節(jié)目、電影等）檢索節(jié)目、按節(jié)目提供者檢索節(jié)目、查看未來一段時(shí)間內(nèi)節(jié)目播出表以及視頻網(wǎng)絡(luò)中節(jié)目播出情況等信息。
�。�2）數(shù)字版權(quán)管理（DRM）
數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management，簡稱DRM）是一項(xiàng)涉及到技術(shù)、法律和商業(yè)各個(gè)層面的系統(tǒng)工程。它為數(shù)字媒體的商業(yè)運(yùn)作提供了一套完整的實(shí)現(xiàn)手段。DRM是保護(hù)多媒體內(nèi)容免受未經(jīng)授權(quán)的播放和復(fù)制的一種方法。DRM技術(shù)的出現(xiàn)，使得版權(quán)所有者不用再耗費(fèi)大量時(shí)間和精力與客戶進(jìn)行談判，來確保數(shù)字媒體內(nèi)容能夠被合法的使用。DRM將使各個(gè)平臺的內(nèi)容提供商們，無論是因特網(wǎng)、流媒體還是交互數(shù)字電視，提供更多的內(nèi)容，采取更靈活的節(jié)目銷售方式，同時(shí)有效地保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。
DRM技術(shù)的工作原理是：建立數(shù)字節(jié)目授權(quán)中心，編碼壓縮后的數(shù)字節(jié)目內(nèi)容，利用密鑰（Key）可以被加密保護(hù)（lock），加密的數(shù)字節(jié)目頭部存放著KeyID和節(jié)目授權(quán)中心的URL。用戶在點(diǎn)播時(shí)，根據(jù)節(jié)目頭部的KeyID和URL信息，就可以通過數(shù)字節(jié)目授權(quán)中心的驗(yàn)證授權(quán)后送出相關(guān)的密鑰解密（unlock），節(jié)目方可播放。需要保護(hù)的節(jié)目被加密，即使被用戶下載保存，沒有得到數(shù)字節(jié)目授權(quán)中心的驗(yàn)證授權(quán)也無法播放，從而嚴(yán)密地保護(hù)了節(jié)目的版權(quán)。
5、IPTV內(nèi)容的存儲分發(fā)
5.1 存儲分發(fā)要求
IPTV系統(tǒng)中對存儲網(wǎng)絡(luò)的存儲分發(fā)要求：
●根據(jù)用戶的地理位置和連接帶寬，讓用戶連接到最近的服務(wù)器上去，訪問速度快，減少用戶訪問的延遲和響應(yīng)時(shí)間，減少消耗的網(wǎng)絡(luò)帶寬；
●全局負(fù)載平衡，提高存儲資源的利用率，提高分發(fā)服務(wù)的性能與質(zhì)量；
●提高資源存儲和內(nèi)容分發(fā)的管理控制能力，智能分配路由和進(jìn)行流量管理；
●對用戶提供鑒權(quán)、認(rèn)證機(jī)制，發(fā)送的內(nèi)容受到保護(hù)，未授權(quán)的用戶不能分發(fā)；
●具有高可靠、可用性，具有良好伸縮性和兼容性，能容錯(cuò)且很容易擴(kuò)展。
