本文关键字:视频点播CableModem宽带接入　增值业务　可视电话　有线电视网　视频编码　IP电话　MPEG　视频会议　IPTV　路由器　ADSL　数字电视　机顶盒　以太网　QoS　NGN　　

    摘要在互联网和宽带网络的发展过程中，出现了网络电视（或称IPTV）这种融合了传统电信和传统广电业务的新型业务。

    本文探讨了不同的行业、组织或知识背景的人对IPTV含义的不同理解，以及IPTV在下一代网络（NGN）标准体系中的位置和目前所面临的一些技术挑战。

    关键词IPTV体系结构标准

    1、引言

    随着信息通信技术的不断进步和国家大力推进信息化战略，互联网得到了极大发展。互联网的用户数已经超过了1亿，宽带用户数已经超过了4000万。互联网上的业务和应用，如IP电话、视频会议、可视电话、视音频下载、电子商务、电子政务、互动游戏、视频点播、网络电视、旅游咨询、数字图书馆、数字博物馆、搜索引擎等都得到了蓬勃发展。

    在互联网和宽带网络的发展过程中，网络电视（或称IPTV）这种融合了传统电信业务和传统广电业务的新型业务，已经成为最热门的话题之一。自1999年英国VideoNetworks公司首次推出IPTV业务以来，截至2004年9月，全球已有50多家电信运营商推出IPTV业务。至2005年底，全球的IPTV用户已经超过700万。

    2、IPTV的内涵

    不同的行业、组织或知识背景的人，对IPTV的含义存在不同的理解，包括对“TV”的含义、“IP”承载以及“IP”与“TV”的关系等。

    首先是对“TV”含义的理解，目前有两种看法，一种是以内容为中心；一种是以终端为中心。

    随着技术的发展，目前的电视机显然已经不仅用于收看电视节目了。而是可以作为其它多种业务（如游戏、股票行情、教学、医疗）的综合型终端使用。另外，电视节目也已经不仅可以通过电视机收看，还可以在PC和手机等设备上收看。因此对于IPTV中的“TV”，作者认为应以内容为中心定义，仅指节目源是TV的，与显示终端是否是传统电视机没有必然的联系。当然业界目前还同时存在另外一种对“TV”的理解，即当以显示终端为电视机为中心定义IPTV时，将IPTV业务细分为“视听类”业务和“非视听类”（如互联网信息类服务）业务。这是一个更加广义的IPTV的概念，已经与电信界目前讨论的NGN和“TriplePlay”的概念几乎相当。这一概念下的“视听类”业务已经等效于第一种定义，同时通过“非视听类”业务的说法，将其它传统互联网的信息服务类业务纳入到了IPTV中去，使IPTV等同于了NGN。

    其次是对IPTV中的“IP”化程度的理解，至少也存在两个方面的差异：

    ●水平方向。是端到端的（即从对节目源的信道编码开始，到用户显示终端之前的处理）全IP化，还是只要部分IP化（如只是承载网络IP化）就可以称为IPTV?

    ●垂直方向。将IPTV业务中的“控制平面”、“管理平面”和“用户平面”都IP化（如都承载在一张IP网络中），才算是IPTV?还是有一个或两个以上平面的IP化（如“数据平面”工作在有线电视网络上，而控制平面工作在IP网络上），就可以算是IPTV?

    TV技术“IP化”的过程才刚刚开始，目前这两种方式同时存在。

    最后是“IP”与“TV”的关系问题。根据上面的介绍，对于“IP”与“TV”关系的理解，也出现了至少两种观点：

    ●“IPTV=IP+TV”模式：在这种实现方式中，IPTV的上行控制和IPTV的媒体流分别工作在IP网络和有线电视网络中，从网络的角度看二者是完全并行的。从技术的角度看，可以理解为这时IPTV的“数据平面”工作在广播方式的有线电视网络上，IPTV的“控制平面”和“管理平面”工作在IP网络上。

    ●“IPTV=TVoverIP”模式：即包括TV在内的所有业务都承载在IP之上，当然也包括了IPTV的“数据平面”、“控制平面”和“管理平面”三个平面。

    另外，有时业界将IPTV业务与流媒体业务等效起来，但实际上二者存在一些明显的差异。首先，IPTV是面向用户、描述业务的一种名词术语；而流媒体是面向网络、描述某些业务（或应用）实现时所采用的技术手段的一种名词术语。其次，IPTV一般使用流媒体技术实现，但也可不使用流媒体技术（如数据量非常小的节目片段等）实现；而流媒体技术可以用来实现IPTV业务，也可以用来实现其它数据传送量比较大的业务，如视频教学、远程医疗、视频点播等。

    3、IPTV体系结构的标准化

    IPTV以家用电视机、PC或其它电子类设备为显示终端，通过公众互联网或专用的IP网络，提供包括电视节目以及基于电视节目的其它增值业务（如时移电视、电视节目点播）在内的内容丰富的视听类宽带IP多媒体信息业务。

    IPTV是下一代网络中最重要的业务之一，也是未来家庭网络中非常重要的一种业务形态。与所有的互联网上的信息服务类业务以及NGN的产业链模型相似，其产业链也是由4个部分组成，如表1所示。IPTV的体系结构也可以纳入到ITU-TNGN的标准体系结构中去，如图1所示，但目前国际上才准备开始这方面的标准化工作。

    表1IPTV与NGN、互联网信息服务的产业链模型对比

    图1IPTV在NGN标准体系中的位置

    （1）内容制作部分

    IPTV的内容指利用摄影机、摄像机、录音机和其它视音频摄制设备拍摄、录制的，由可连续运动的图像或可连续收听的声音组成的内容片段。内容制作部分主要完成节目采集、数字化和编码工作，使原始视听内容成为能够在IP网络上传输的数字节目。

    （2）内容集成部分

    内容集成部分负责将上个环节采集到的原始视听内容，按某种联系机制系统地组织或关联起来，便于以后的管理、控制、保存、传播和消费等。内容集成只是对内容建立一个或多个索引，起到的是菜单、门户网站或EPG的功能。

    （3）内容传送部分

    内容传送部分负责将上个环节集成好的内容，透明地分发给消费者。内容传送部分主要包括中心／边缘流媒体服务器、存储分发网络（CDN）、核心／城域承载网和接入网等。

    （4）IPTV终端部分

    IPTV终端部分通过某种接入手段，连接到内容传送方（网络层）和内容集成方（业务层），享受IPTV内容服务。终端一般有三种形式，即基于PC的终端、IP机顶盒+电视机和手机终端。其中PC方式和手机终端方式不需要网关的支持，因此也可以把IPTV的终端划分为需要网关的传统TV终端和不需要网关的新型IPTV终端。

    基于PC的终端系统沿用互联网视频的应用形式，利用网络流媒体技术传送某种格式的数据流，用户利用相应的播放器对压缩的视音频流媒体文件解压后进行播放。

    基于网关（STB）的传统终端系统兼顾PC和电视机的功能，既具有PC的处理能力，又具有电视机的观看效果。基于STB的终端系统以电视机作为显示器，利用专用的IPSTB对网络视音频媒体数据接收并进行解压，转换为电视信号格式输送给TV播放。

    基于移动手机等移动终端的IPTV因为接入网络传输资源、手机处理和显示能力的限制，需要对TV内容做定制处理。

    4、IPTV面临的技术挑战

    目前IPTV面临如下几个方面的挑战：

    缺乏良好的网络服务质量（QoS）保证。IPTV的核心是流媒体传输，它要求基础IP网络具备良好的稳定性，在带宽、时延、抖动和误码等方面都有不同于以往IP业务的特殊要求；尽管目前的宽带接入发展非常迅速，但如何提高网络的QoS是一个长期的课题。

    传统的内容分发网络并不适用于IPTV业务。CDN诞生的根本目的是为了解决快速浏览问题，大量的直接处理性能和成本用于HTTP处理，并非为视频业务量身订做。首先，目前的CDN系统采用不同于数字电视的视频编码格式，无法提供广播级的视频服务。CDN系统支持的视频编码格式主要是REAL和WMV，对主流的MPEG2、MPEG4和H.264的支持都非常有限，所以无法支持IPTV业务的高质量实时直播服务。其次，CDN面向PC用户设计，在节目适应性、安全性能上都与TV的要求相距甚远。因此，有必要探索适应于IPTV视频传输业务的新的CDN模式。

    组播技术有待进一步发展。在IPTV中应用组播存在以下问题：首先是组播复制点问题。对ADSL网络而言，组播复制点可选放在BRAS或DSLAM处，但在BRAS处进行组播复制极易导致组播瓶颈，而在DSLAM处进行组播复制则增加了DSLAM的复杂度，影响DSLAM的稳定性和成本。其次是采用静态组播还是动态组播的问题。由于动态组播需要先建立组播分发树再进行组播数据的传输，而静态组播直接把组播数据传输到组播复制点，用户的IGMP请求一经接收即可进行分发，所以静态组播的时延比动态组播小。第三是组播管理的问题。目前的路由器和BRAS等设备还不能够提供完整的可控组播解决方案。最后是组播的QoS问题。

    安全问题不容忽视。IPTV的安全问题可以分为两个方面，一是业务本身的安全，如内容数字版权等内容本身的安全问题，另一个则是关于内容受攻击的问题，如DDoS对IPTV业务系统的攻击。到目前为止，在内容数字版权方面，技术上已经完全可以做到商用化和实用化，但是在应对内容攻击方面，不断出现的新安全问题将对IPTV业务造成巨大的影响。

    网络改造问题。目前有线电视网双向改造的主流方案一种是采用CableModem进行双向改造的方案，另一种就是通过HFC网的光缆部分重新建立适合于IPTV传输的城域吉比特以太网方案。目前CableModem产品有欧、美两大标准体系，两大标准体系在频道划分、频道带宽及信道参数等方面，都有较大的差异，互不兼容，因此CableModem技术发展缓慢且无法进行推广。国内关于Cable Modem方面的标准也处于不成熟阶段。IPTV业务所需要的带宽远远超出普通视频业务所需要的带宽，目前的IP网络尚无法承受大量用户同时使用流媒体业务，所以对于电信运营商而言，要想提供IPTV业务就必须对现有网络进行改造。如何改造承载网络、承载网络采用何种技术以适应流媒体业务大带宽的要求，这些都是目前尚不明确的问题。但无论是对电信运营商还是广电运营商来说，骨干网络改造的费用都是巨大的。此外，IPTV不仅仅是在IP网上去“模拟”电视媒体，其最大的卖点在于利用IPTV的平台去实现多种增值业务，但如何改造现有网络以适应利用IPTV发展新增值业务的需要，还要深入研究。

    5、结束语

    除了以上的技术问题外，IPTV作为一项新兴的融合型业务，其产业链、商业模式和消费习惯等都有待进一步确立和完善，并且涉及到政策、管理、市场和技术等多方面因素的影响。比如：在政策方面还存在多头监管，市场准入政策不明确，传输安全、控制和管理如何监管以及消费者权益保护等问题。在运营方面，还存在运营模式不清晰、运营主体不明确、运营网络能力不强、内容不够丰富、运营风险大、资费政策不清晰等问题。在标准方面，存在编解码标准不统一、服务质量不容易保证、系统间互联互通困难等障碍。