楊 崑
摘要：快速發(fā)展的IPTV業(yè)務(wù)成為中國信息領(lǐng)域的一個(gè)焦點(diǎn)，但經(jīng)過長時(shí)間在中國多個(gè)城市的試驗(yàn)后其業(yè)務(wù)模型依然沒有完全成熟，因此如何選擇合適技術(shù)的問題成為一個(gè)短時(shí)期難以回答的問題。由于目前中國已經(jīng)開展試驗(yàn)的IPTV業(yè)務(wù)主要是對(duì)本地的小批量用戶播放電視和錄像節(jié)目，采用的技術(shù)只能作為一種嘗試而很難成為今后IPTV技術(shù)發(fā)展的范例，因此有必要從最終構(gòu)建全國性的能滿足商用運(yùn)營需求的IPTV業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)，在全國性IPTV網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)、承載網(wǎng)的改造、視頻編碼的選擇、終端的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建、開放DRM平臺(tái)的建立和媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的建設(shè)等幾個(gè)主要方面開展研究。
關(guān)鍵詞：IPTV業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；數(shù)字版權(quán)管理；流媒體；發(fā)展趨勢(shì)
IPTV業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的視頻通信業(yè)務(wù)和廣播電視業(yè)務(wù)都有區(qū)別，它代表了基于IP網(wǎng)絡(luò)的新型傳播視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，因此在技術(shù)選擇上也會(huì)遇到很多新的問題。由于目前中國已經(jīng)開展試驗(yàn)的IPTV業(yè)務(wù)主要是對(duì)本地的小批量用戶播放電視和錄像節(jié)目，大量采用了傳統(tǒng)視頻點(diǎn)播的成熟技術(shù)，難以支持業(yè)務(wù)長期開展的需要。要最終構(gòu)建全國性的能滿足商用運(yùn)營需求的IPTV業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)就必須對(duì)IPTV技術(shù)開展循序漸進(jìn)的研究。下面本文逐一對(duì)這些影響到IPTV業(yè)務(wù)未來的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討。
1 IPTV整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
IPTV系統(tǒng)目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用單層平面架構(gòu)，各個(gè)試驗(yàn)地區(qū)單獨(dú)構(gòu)建一套獨(dú)立的IPTV系統(tǒng)，包括業(yè)務(wù)層的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)、運(yùn)營支撐系統(tǒng)、終端系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)層的承載網(wǎng)設(shè)備和接入網(wǎng)設(shè)備，以及由內(nèi)容服務(wù)商控制的內(nèi)容管理和編輯、數(shù)字版權(quán)保護(hù)等內(nèi)容層設(shè)備。這種組網(wǎng)模式是由于政策和市場(chǎng)等多方面因素造成的，其最大的問題就是難以形成一個(gè)資源共享、統(tǒng)一管理、聯(lián)合認(rèn)證的全國性系統(tǒng)，而且各個(gè)地區(qū)的系統(tǒng)和設(shè)備只能采用一個(gè)廠家的產(chǎn)品，不同廠家的產(chǎn)品彼此間無法實(shí)現(xiàn)互通和替換。這種架構(gòu)只能滿足短期的業(yè)務(wù)需求，如果將IPTV業(yè)務(wù)范圍擴(kuò)展到全國，并且業(yè)務(wù)內(nèi)容從現(xiàn)有的電視廣播和視頻點(diǎn)播擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，那么其建設(shè)和運(yùn)營成本將會(huì)十分高昂。
目前IPTV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和其他工作中都將網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)，雖然還沒有最終方案提出，但已經(jīng)有了很多好的思路：
(1)整體系統(tǒng)必須是一個(gè)分為全國和本地兩級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，這是開展全國性商業(yè)運(yùn)營必須滿足的要求。目前IPTV試驗(yàn)系統(tǒng)連接的內(nèi)容源僅有上海文廣一家，隨著業(yè)務(wù)面的擴(kuò)展，會(huì)有各個(gè)地方電視臺(tái)和其他類型的內(nèi)容服務(wù)商接入該系統(tǒng)。這些內(nèi)容的接入和存儲(chǔ)從降低成本的角度講應(yīng)該是在本地完成，但是從增大用戶可使用服務(wù)內(nèi)容的角度出發(fā)，這些資源應(yīng)該在全國網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理。在實(shí)際設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)必須通盤考慮到兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)層次的要求，比如，運(yùn)營支撐、內(nèi)容平臺(tái)與業(yè)務(wù)平臺(tái)的接口以及媒體資產(chǎn)管理的前端部分會(huì)根據(jù)業(yè)務(wù)開展情況分布在全國業(yè)務(wù)平臺(tái)和本地業(yè)務(wù)平臺(tái)上，而資源調(diào)度管理系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)則只能布置在全國業(yè)務(wù)平臺(tái)上。
(2)內(nèi)容平臺(tái)和業(yè)務(wù)平臺(tái)之間的接口設(shè)計(jì)要同時(shí)考慮兩個(gè)方面：首先這個(gè)接口要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)中國多家有影響力的內(nèi)容服務(wù)提供商的內(nèi)容提供格式都應(yīng)兼容，并且不會(huì)阻礙其他的內(nèi)容源接入；其次，接口要?jiǎng)澐譃楸镜亟涌诤腿珖涌趦蓚�(gè)部分，以針對(duì)不同位置的內(nèi)容源，和這個(gè)接口相互配合工作的數(shù)字版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)和運(yùn)營支撐系統(tǒng)也要相應(yīng)地劃分為全國和本地兩個(gè)部分。
(3)數(shù)字版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)、媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)和運(yùn)營支撐系統(tǒng)等功能模塊進(jìn)行分割時(shí)要考慮子系統(tǒng)中功能的相對(duì)完整和上下級(jí)系統(tǒng)間的連接和標(biāo)準(zhǔn)化，目前的試驗(yàn)系統(tǒng)中這些分系統(tǒng)均捆綁為一個(gè)整體，進(jìn)行功能模塊細(xì)分時(shí)必須統(tǒng)籌考慮；對(duì)于和用戶日常使用密切相關(guān)的終端管理、業(yè)務(wù)和節(jié)目選擇、計(jì)費(fèi)等功能要盡可能地放在本地進(jìn)行，而和整網(wǎng)運(yùn)營有關(guān)的資源存儲(chǔ)、資源調(diào)度目錄、資費(fèi)結(jié)算等功能應(yīng)更多地放在全國中心。
(4)未來很重要的工作就是要構(gòu)建完整和開放的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，因?yàn)槟壳癐PTV系統(tǒng)僅僅提出了電子節(jié)目菜單(EPG)的概念，其能夠完成的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來業(yè)務(wù)開展的需要。IPTV開展商業(yè)運(yùn)營時(shí)，內(nèi)容的分類、管理和展示會(huì)涉及全國范圍內(nèi)的多個(gè)平臺(tái)，這些分布在各處的內(nèi)容很難用電子節(jié)目菜單這樣僅能識(shí)別簡單的標(biāo)簽和關(guān)鍵字的單級(jí)目錄來涵蓋，需要建立一個(gè)帶有智能搜索功能的信息管理系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)還會(huì)逐步支持按圖片、語音或其他信息進(jìn)行模糊搜索，同時(shí)，媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)將和存儲(chǔ)管理系統(tǒng)成為一個(gè)動(dòng)態(tài)連接的整體，媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)可以直接影響到內(nèi)容存儲(chǔ)的分布結(jié)果，而不再是像EPG一樣僅僅是簡單的查找和調(diào)用。
上述這些思路在IPTV網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)中必須體現(xiàn)，由于目前符合要求的系統(tǒng)還不存在，因此完善IPTV的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將是一個(gè)循序漸近的過程，需要逐步地演進(jìn)發(fā)展。目前在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，必須考慮到這種演進(jìn)的趨勢(shì)，在滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)開展需要的情況下，給未來的發(fā)展留下空間。
2 媒體交付網(wǎng)
在IPTV網(wǎng)絡(luò)中，將內(nèi)容根據(jù)需要傳遞到單一或一批用戶群的工作由媒體交付系統(tǒng)完成。目前商用試驗(yàn)中多采用內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)(CDN)技術(shù)來完成此項(xiàng)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體內(nèi)容的存儲(chǔ)、調(diào)度、轉(zhuǎn)發(fā)、播放等功能。媒體交付系統(tǒng)可以降低服務(wù)器和帶寬資源的過多消耗并提高服務(wù)質(zhì)量。但現(xiàn)有的CDN網(wǎng)絡(luò)是從基于PC機(jī)的流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展而來，在大用戶同時(shí)選擇同一內(nèi)容時(shí)，存在服務(wù)效率低、重定向機(jī)制復(fù)雜等問題。媒體交付系統(tǒng)更適宜視頻點(diǎn)播服務(wù)的開展，對(duì)直播電視、時(shí)移電視以及各種增殖業(yè)務(wù)支持能力相對(duì)有限。雖然現(xiàn)在也提出了一些改善機(jī)制，但CDN先天性的架構(gòu)缺陷還是難以滿足IPTV業(yè)務(wù)的節(jié)目性要求，無法承載IPTV的全部功能并會(huì)引入流量“瓶頸”。
為解決CDN存在的問題，近期已經(jīng)開展將現(xiàn)有的CDN架構(gòu)改造為P2P形式的媒體交付網(wǎng)絡(luò)的研究。建立P2P機(jī)制的媒體交付網(wǎng)絡(luò)需要在業(yè)務(wù)會(huì)聚、內(nèi)容分發(fā)和流媒體播放3個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)改造。首先在內(nèi)容提供時(shí)可以將內(nèi)容提供商作為整個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)來向整個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)提供節(jié)目內(nèi)容，所提供的內(nèi)容可以有選擇地會(huì)聚到位于P2P網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的中心業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)以便進(jìn)行相關(guān)的內(nèi)容處理；其次，可采用基于P2P的內(nèi)容分發(fā)機(jī)制將音、視頻節(jié)目內(nèi)容的切片由中心業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)分發(fā)到靠近用戶的邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，以降低核心網(wǎng)的傳送壓力，而且對(duì)于不同的節(jié)目內(nèi)容往往會(huì)采用不同的內(nèi)容分發(fā)策略；第三，通過靠近用戶的邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)向用戶提供流媒體服務(wù)的過程也可以采用基于P2P的流媒體播放方式，此時(shí)邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)由許多處于對(duì)等地位的流媒體服務(wù)器組成，用戶使用服務(wù)時(shí)可以通過多個(gè)流媒體服務(wù)器同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)不同流媒體服務(wù)器的負(fù)載均衡增長，降低系統(tǒng)擁塞的風(fēng)險(xiǎn)。
目前已經(jīng)開展了采用P2P機(jī)制的混合式媒體交付體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作，由于中國目前還沒有能大規(guī)模商用的案例，要發(fā)展和完善基于P2P機(jī)制的媒體交付系統(tǒng)還需要一段時(shí)間。作為臨時(shí)性的解決辦法，目前的IPTV業(yè)務(wù)依然可以沿用現(xiàn)有的CDN系統(tǒng)，并在業(yè)務(wù)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)采取由上而下的方式逐步完成整個(gè)媒體交付網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。
3 數(shù)字版權(quán)管理
在IPTV業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈中，數(shù)字版權(quán)管理(DRM)技術(shù)是保證內(nèi)容提供商利益的關(guān)鍵所在。DRM技術(shù)主要包括數(shù)字識(shí)別技術(shù)、安全和加密技術(shù)以及電子交易技術(shù)。IPTV和數(shù)字電視業(yè)務(wù)在數(shù)字視頻的版權(quán)保護(hù)方面存在著明顯的不同，其版權(quán)保護(hù)技術(shù)的基本原理要遵循雙向特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。
業(yè)務(wù)運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)DRM目前可以選擇不同方案，如運(yùn)營商自建全套DRM系統(tǒng)，運(yùn)營商與內(nèi)容提供商合建DRM系統(tǒng)，業(yè)務(wù)運(yùn)營商不建DRM系統(tǒng)。3種方案各有利弊，而且同一運(yùn)營商在不同地區(qū)開展業(yè)務(wù)時(shí)由于用戶發(fā)展?fàn)顩r不同，對(duì)建設(shè)DRM系統(tǒng)的要求也會(huì)有所不同。由于IPTV本身是一個(gè)內(nèi)容傳播平臺(tái)，與DRM的實(shí)現(xiàn)方式無關(guān)，理想的方式是建立一個(gè)開放式的DRM平臺(tái)。
在業(yè)務(wù)開展初期，業(yè)務(wù)運(yùn)營商需要使用內(nèi)容提供商指定的DRM方案，此時(shí)IPTV系統(tǒng)必須方便地集成多個(gè)內(nèi)容提供商的DRM系統(tǒng)，系統(tǒng)的開放性可以滿足內(nèi)容提供商對(duì)DRM系統(tǒng)的不同需求。運(yùn)營商自建全套DRM系統(tǒng)可以為大量非主流內(nèi)容提供商提供相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，擴(kuò)大運(yùn)營商的內(nèi)容服務(wù)范圍，是運(yùn)營商必須要考慮的工作。在這個(gè)過程中，IPTV業(yè)務(wù)平臺(tái)DRM系統(tǒng)要面對(duì)不同來源的內(nèi)容，必須考慮標(biāo)準(zhǔn)化的需求。
在IPTV DRM所遵循的標(biāo)準(zhǔn)選擇上，由于目前還沒有適合運(yùn)營商采用的完整的DRM解決方案，而開放移動(dòng)聯(lián)盟(OMA)的標(biāo)準(zhǔn)化方案存在高額的專利費(fèi)，所以建立開放的標(biāo)準(zhǔn)化DRM系統(tǒng)不是短時(shí)間內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的問題，需要投入專門的力量加以解決。多種DRM方案并存的局面預(yù)計(jì)還會(huì)在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)存在。
4 視頻編碼
開展IPTV業(yè)務(wù)需要消耗大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，采用合適的視頻編碼技術(shù)是實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。
目前國際標(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)，標(biāo)準(zhǔn)包括H.261、H.262、H.263、H.264以及MPEG1、MPEG2、MPEG4等。目前IPTV系統(tǒng)中使用較多的標(biāo)準(zhǔn)主要是H.264和MPEG4。此外國外一些有實(shí)力的公司也提出了自己的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，如ASF、nAVI、AVI、DIVx、QuickTime、Real Audio、Real Video及Real Flash等。音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(AVS)是中國自行開發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代編碼方式，目前正在進(jìn)行AVS的標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。AVS是以取代MPEG2規(guī)格為目標(biāo)的高效編碼方式之一，編碼效率相當(dāng)于H.264和Windows Media 9(VC-1)的水平[1]。
考慮IPTV業(yè)務(wù)采用的視頻編碼要從編碼壓縮率、業(yè)務(wù)的需求程度、互通性和使用成本幾個(gè)方面來統(tǒng)一衡量，其中使用成本是最為關(guān)鍵的因素。IPTV目前通常采用的H.264和MPEG4視頻編碼都面臨著不同程度的專利費(fèi)問題。由于這些視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)組織采用了同時(shí)向設(shè)備制造商和運(yùn)營商收費(fèi)的政策，大大增加了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的總體經(jīng)營成本。中國的AVS許可政策相對(duì)優(yōu)惠。
目前各地區(qū)建設(shè)的IPTV試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)視頻編碼的選擇更多地側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)性能，但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，盡快開展對(duì)AVS和其他視頻編碼技術(shù)水平的摸底工作，并最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)向高效的統(tǒng)一視頻編碼的過渡是必然要考慮的問題。
5 存儲(chǔ)系統(tǒng)
數(shù)字視頻文件一般需要占用大量的存儲(chǔ)空間，因此必須建立高效、低成本的儲(chǔ)存和分發(fā)機(jī)制，一方面可以優(yōu)化系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬占用，另一方面可以提高IPTV系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和客戶端的快速響應(yīng)速度。存儲(chǔ)系統(tǒng)大體上包括存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和管理3個(gè)部分，它們分別擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、存儲(chǔ)容量和性能擴(kuò)充、數(shù)據(jù)管理等任務(wù)。
IPTV的存儲(chǔ)設(shè)備可以選用磁盤冗余陣列、光盤和磁帶等。磁盤冗余陣列具有速度快、容量大、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，一般作為流媒體應(yīng)用的在線(On-line)存儲(chǔ)設(shè)備。與硬盤相比，光盤和磁帶在讀寫訪問速度方面存在明顯的差距，但是在單位容量價(jià)格和容量擴(kuò)展性等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，因此通常作為系統(tǒng)的近線(Near-line)或離線(Off-line)存儲(chǔ)設(shè)備。在實(shí)際工作中，3種存儲(chǔ)設(shè)備將組合使用，以滿足不同場(chǎng)景的要求。
存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)包括直接連接存儲(chǔ)(DAS)、網(wǎng)絡(luò)訪問存儲(chǔ)(NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN) 3種方式。采用DAS連接的方法，具有技術(shù)簡單、投資較小的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足IPTV內(nèi)容的海量存儲(chǔ)要求，但安全性低，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效備份，維護(hù)管理困難，不是今后的發(fā)展方向；NAS方式可利用已搭建的局域網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)展方便，實(shí)施簡單，但不能滿足大容量、實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問，并會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生較大影響，也不宜作為IPTV存儲(chǔ)方案的首選；SAN是一個(gè)由存儲(chǔ)設(shè)備和系統(tǒng)部件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，通過光網(wǎng)絡(luò)完成工作，其具有較高的數(shù)據(jù)讀取速度，增加了對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的冗余鏈接，提供了對(duì)高可用群集系統(tǒng)的支持，但輸出帶寬不能隨著用戶和業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)展而線性擴(kuò)展，系統(tǒng)建設(shè)成本較為昂貴。從技術(shù)的角度講，SAN具有很大的優(yōu)勢(shì)，但在成本大幅下降以前，現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)的利用是IPTV業(yè)務(wù)開展中不可回避的一個(gè)問題。
IPTV系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的要求很高，大規(guī)模部署必須考慮分布的存儲(chǔ)方式，目前常用中心節(jié)點(diǎn)和多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)形成多級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以降低成本。但是這種方式由于會(huì)給內(nèi)容分發(fā)過程帶來時(shí)延增大和網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)增加的問題，因此選取優(yōu)化的存儲(chǔ)管理機(jī)制就成為IPTV中的重要課題。目前的IPTV系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)內(nèi)容的組織和管理有文件和切片兩種方式。文件方式以文件作為網(wǎng)絡(luò)的最小存儲(chǔ)單元，將視頻流按照文件的方式存儲(chǔ)在磁盤上，對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的反映能力較差；切片方式可以很好地解決文件存儲(chǔ)方式無法很好滿足多媒體業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性的問題，能夠支持更加靈活的內(nèi)容交換及路由策略，將大大提升網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡和快速響應(yīng)能力，同時(shí)降低存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)對(duì)帶寬和存儲(chǔ)空間的占用。切片方式在內(nèi)容的分發(fā)、內(nèi)容的交換、內(nèi)容的集成和鏈接、系統(tǒng)性能和用戶體驗(yàn)等方面有許多優(yōu)勢(shì)，是IPTV業(yè)務(wù)中存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展方向。
6 用戶接入認(rèn)證
目前IPTV系統(tǒng)可以采用寬帶網(wǎng)絡(luò)的常用接入認(rèn)證方式，如虛擬撥號(hào)認(rèn)證、Web認(rèn)證、動(dòng)態(tài)主機(jī)控制協(xié)議(DHCP)認(rèn)證、IEEE 802.1x認(rèn)證等。
傳統(tǒng)的接入認(rèn)證方式用于寬帶視頻業(yè)務(wù)時(shí)，存在“瓶頸”，如上行帶寬小，設(shè)備處理能力低，難以應(yīng)付大流量高并發(fā)的環(huán)境，對(duì)組播的支持差等。而且對(duì)越來越多的基于機(jī)頂盒方式的IPTV業(yè)務(wù)，傳統(tǒng)的接入認(rèn)證方式在認(rèn)證時(shí)都存在用戶使用不方便的問題。
DHCP認(rèn)證方式存在計(jì)費(fèi)時(shí)間不準(zhǔn)確、用戶空閑時(shí)間長、會(huì)自動(dòng)下線等問題。但其優(yōu)點(diǎn)是不存在二層網(wǎng)絡(luò)限制、可支持組播協(xié)議。IPTV業(yè)務(wù)不需要按時(shí)長精確進(jìn)行計(jì)費(fèi)，在業(yè)務(wù)提供時(shí)也不存在用戶空閑狀態(tài)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)組播的支持，所以適合業(yè)務(wù)開展。目前在業(yè)務(wù)實(shí)施中可以通過采用獨(dú)立的IP地址池和有針對(duì)性的策略配置，實(shí)現(xiàn)IPTV業(yè)務(wù)與其他互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的隔離。
未來IPTV的業(yè)務(wù)開展要考慮多種接入認(rèn)證方式結(jié)合的統(tǒng)一認(rèn)證，需要進(jìn)一步研究和論證。
7 媒體資產(chǎn)管理
在IPTV業(yè)務(wù)中需要處理的數(shù)據(jù)對(duì)象主要是視頻節(jié)目，它與傳統(tǒng)的文字、圖片等信息有著很大的不同。為此在IPTV業(yè)務(wù)中引進(jìn)了媒體資產(chǎn)管理(MAM)的概念。媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)技術(shù)的可行性已被證實(shí)，但有些問題，如內(nèi)容索引的格式規(guī)范問題，還需要解決。媒體資產(chǎn)管理技術(shù)涉及媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理、內(nèi)容搜索、編目數(shù)據(jù)管理、媒體資產(chǎn)應(yīng)用與發(fā)布等多個(gè)內(nèi)容。目前運(yùn)營商已經(jīng)在IPTV系統(tǒng)中采用的EPG技術(shù)就屬于媒體資產(chǎn)應(yīng)用與發(fā)布的范疇。
EPG可以給用戶提供一個(gè)容易使用、界面友好、可以快速訪問節(jié)目的方式，用戶還可以通過EPG查看感興趣的信息。
由于IPTV業(yè)務(wù)的內(nèi)容提供者日益增多，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行分類也就日益復(fù)雜，通過EPG使用業(yè)務(wù)將變得非常困難，而且隨著業(yè)務(wù)開展的需要，一些業(yè)務(wù)的內(nèi)容調(diào)度不會(huì)嚴(yán)格按照EPG習(xí)慣的索引菜單的方式進(jìn)行，還要進(jìn)行多方向的搜索和查詢，因此必須逐步考慮在未來的IPTV系統(tǒng)中引入完整的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)的概念。
8 流媒體
流媒體技術(shù)是采用流式傳輸方式，在IP網(wǎng)上播放音視頻等多媒體信息的技術(shù)，與單純的信息下載方式相比，不僅啟動(dòng)延時(shí)大幅度縮短，而且對(duì)系統(tǒng)的緩存容量需求也大大降低。數(shù)字視頻流在完成編碼壓縮以后，可通過不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制，其中比較常用的有實(shí)時(shí)傳送協(xié)議(RTP)和實(shí)時(shí)流式媒體協(xié)議(RTSP)等。因特網(wǎng)流媒體聯(lián)盟(ISMA)發(fā)布的技術(shù)規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸和控制方案做了規(guī)范。此外流傳輸協(xié)議(TS)也被用于規(guī)范此方面的內(nèi)容。
ISMA和TS兩種流格式在市場(chǎng)上都有一定范圍的應(yīng)用，各有優(yōu)缺點(diǎn)。ISMA的方案適合IP網(wǎng)的特點(diǎn)，開銷小，但音、視頻要分開用兩個(gè)流傳輸，同步難度大；TS的方案是將音、視頻流復(fù)用在同一個(gè)流中，同步精度較高，并且可以在一個(gè)流中攜帶豐富的節(jié)目相關(guān)信息，但是開銷較大。從目前IPTV系統(tǒng)的應(yīng)用情況看，ISMA和TS兩種流格式短時(shí)間內(nèi)難以統(tǒng)一，但不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常工作造成影響。可以通過支持兩種流格式的機(jī)頂盒或?qū)ｉT的ISMA-TS轉(zhuǎn)碼模塊來解決這一問題。
在IPTV系統(tǒng)中使用的流媒體服務(wù)器擔(dān)負(fù)著將預(yù)先編碼壓縮或?qū)崟r(shí)編碼壓縮的視頻文件以流的方式推送到網(wǎng)絡(luò)中去的任務(wù)，要有很高的性能和可靠性要求。為達(dá)到此要求，就必須考慮提高單機(jī)可靠性或通過服務(wù)器集群設(shè)置來解決。依靠單臺(tái)服務(wù)器的性能改善來解決整體性能和服務(wù)可用性問題，存在著性能價(jià)格比方面的限制。服務(wù)器集群(Cluster)技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了這個(gè)問題。負(fù)載均衡的松散耦合集群系統(tǒng)是解決大規(guī)模流媒體服務(wù)的重要方向。
9 承載網(wǎng)
為了保證用戶能夠便捷地使用IPTV業(yè)務(wù)，就要求運(yùn)營商能夠提供適宜的承載網(wǎng)絡(luò)。目前的IP承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還存在許多不足。
IPTV業(yè)務(wù)需要一個(gè)大容量、高速率的接入系統(tǒng)，目前可用于IPTV業(yè)務(wù)接入承載的方式有不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)、千兆比以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(GEPON)、局域網(wǎng)(LAN)和寬帶無線接入等。中國主要采用ADSL技術(shù)，受線路質(zhì)量及ADSL接入復(fù)用器(DSLAM)的影響，存在速率低、有效傳輸距離短、服務(wù)質(zhì)量(QoS)無法保證、對(duì)組播功能支持有限等問題。雖然數(shù)字用戶線(DSL)技術(shù)在不斷發(fā)展，傳輸?shù)膸捰兴岣撸欠⻊?wù)品質(zhì)仍難以令人滿意。目前運(yùn)營商也試圖采用ADSL2+的方式來解決這一問題，ADSL2+可以提供更高的接入帶寬和更遠(yuǎn)的傳輸距離。GEPON正在受到越來越多的關(guān)注。
GEPON采用全光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可提供上、下行對(duì)稱的高帶寬，對(duì)每個(gè)IPTV用戶的帶寬可進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，同時(shí)在整個(gè)接入鏈路上支持全程的QoS保證，接入覆蓋范圍廣，可大大降低維護(hù)成本和線路的質(zhì)量。GEPON系統(tǒng)可以很好地滿足IPTV系統(tǒng)業(yè)務(wù)開展的需要，但是前期的設(shè)備費(fèi)用和光纖鋪設(shè)費(fèi)用很高，影響了其推廣。目前運(yùn)營商基本還是立足于對(duì)ADSL線路升級(jí)改造來提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)。
接入網(wǎng)目前采用千兆比無源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)方式來支持IPTV等寬帶多媒體業(yè)務(wù)的成本比較高，但隨著用戶的增多和業(yè)務(wù)的不斷普及，在一定時(shí)期后將會(huì)是IPTV的接入方式的較好選擇。
IPTV業(yè)務(wù)的開展對(duì)城域網(wǎng)的傳輸質(zhì)量也提出了新的要求，目前有兩種方案可供選擇：一是將原有IP城域網(wǎng)改建為一張真正的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)組播業(yè)務(wù)的開通、全網(wǎng)QoS策略的保證、高可靠性、高帶寬支持與帶寬保證等，這適合于原城域網(wǎng)基礎(chǔ)較好的城市；另一方案是構(gòu)建IPTV業(yè)務(wù)專用網(wǎng)絡(luò)，原城域網(wǎng)只承載原有互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，接入網(wǎng)流量在匯聚層被分離，這適合原城域網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜的城市。兩種方案的選擇可以根據(jù)各地的自身網(wǎng)絡(luò)狀況而定，但也可采用其他更為經(jīng)濟(jì)的臨時(shí)性解決辦法。
組播技術(shù)是開展IPTV業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，但目前遇到下面幾個(gè)問題：
現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)V1和V2版本，對(duì)于組播用戶的加入、離開組播組，對(duì)于組播源的建立都沒有相應(yīng)的安全機(jī)制，很可能會(huì)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)造成沖擊和影響。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備雖然支持多協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(MBGP)和協(xié)議獨(dú)立型組播(PIM)等協(xié)議，但是并沒有經(jīng)過實(shí)際業(yè)務(wù)檢驗(yàn)，而在組播支持方面存在較大缺陷�，F(xiàn)有城域網(wǎng)匯聚設(shè)備主要是寬帶接入遠(yuǎn)程服務(wù)(BRAS)設(shè)備，在組播支持方面存在較大缺陷。接入網(wǎng)中的大量設(shè)備在支持組播組數(shù)目、復(fù)制效率(CPU占用率)等方面都不是很強(qiáng)，在組播大規(guī)模開展時(shí)候都可能存在性能問題。
組播在IPTV業(yè)務(wù)開展中是一個(gè)很關(guān)鍵的問題，不可能在短時(shí)間內(nèi)得以解決。目前比較現(xiàn)實(shí)的就是針對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)際需求給出臨時(shí)性解決辦法，在IPTV業(yè)務(wù)屬性和承載內(nèi)容完全明確后再通盤考慮。
10 終端
IPTV業(yè)務(wù)的終端目前可分為個(gè)人電腦+軟件、機(jī)頂盒+電視兩種。前者實(shí)現(xiàn)較為簡單，投資小，但播放器軟件局限于廠商私有的文件格式，通用性差，而且不會(huì)使用電腦的人無法享受此項(xiàng)業(yè)務(wù)，因此利用個(gè)人電腦作為IPTV終端系統(tǒng)適合于低成本推廣IPTV業(yè)務(wù)的場(chǎng)合，不會(huì)成為發(fā)展的重點(diǎn)。但是基于P2P機(jī)制的播放器軟件依然是近期發(fā)展亮點(diǎn)。
基于機(jī)頂盒形式的IPTV終端兼顧了個(gè)人電腦和電視機(jī)的功能，而且可以直接利用家庭中已有的電視終端來擴(kuò)張業(yè)務(wù)，因此成為目前發(fā)展的重點(diǎn)。IPTV機(jī)頂盒目前有3種實(shí)現(xiàn)方式：即基于專用芯片(ASIC)的機(jī)頂盒、基于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的機(jī)頂盒、基于中央處理器(CPU)的機(jī)頂盒。采用ASIC方式的機(jī)頂盒解碼效率高，成本低，但擴(kuò)展性不好，功能單一；采用DSP方式的機(jī)頂盒可編程，所以擴(kuò)展性較好，并且可以增加功能，但開發(fā)成本較高，互通性較差；通用CPU結(jié)構(gòu)的機(jī)頂盒開發(fā)簡單，功能易擴(kuò)展，但是成本較高。目前階段由于視頻編碼、傳輸流格式和DRM等技術(shù)沒有完全確定，因此要求終端具有一定的靈活性和可擴(kuò)展性，更適合采用DSP或通用CPU架構(gòu)。在技術(shù)穩(wěn)定后低成本的專用芯片的機(jī)頂盒會(huì)有更為廣闊的市場(chǎng)。
在終端設(shè)計(jì)上，越來越多地引入了中間件的概念。由于IPTV是一個(gè)逐漸豐富的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如果不能很好地解決后續(xù)業(yè)務(wù)功能添加的問題，就會(huì)增加IPTV業(yè)務(wù)的推廣成本，通過中間件可以很好地解決新功能的引入的問題。但中間件本身的概念和范圍還有爭議，需要一段時(shí)間的研究和實(shí)用驗(yàn)證。
11 結(jié)束語
本文僅涉及到了IPTV系統(tǒng)中主要的技術(shù)方向，還有很多細(xì)節(jié)限于篇幅沒有一一論述，這些細(xì)節(jié)的完善對(duì)于IPTV系統(tǒng)的發(fā)展也是十分重要的。本文所探討的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是基于目前業(yè)務(wù)開展的情況進(jìn)行論述的。應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，IPTV本身是一種全新的業(yè)務(wù)形式，其業(yè)務(wù)特性和發(fā)展方向還有許多有待進(jìn)一步明確的地方，因此對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)也要不斷調(diào)整和完善。
