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IPTV关键技术研究与标准制定

IPTV关键技术研究与标准制定

点击数:7519 次   录入时间:03-04 11:55:02   整理:http://www.55dianzi.com   综合-其它

   1、引言

    IPTV 既可以提供电视节目直播(LTV)、业务(VOD)、准 视频 点播(NVOD)、时移电视点播(TSTV)、电视网络冲浪(Web-TV)等基本业务,又可以提供如视频即时通信、电视短信、互动广告、在线游戏、在线购物等各种视频,由于这些业务用于电视机终端后,受众面极为广泛,因此IPTV业务被普遍认为具有非常好的发展前途。但是,传统电视是一种广播级的服务,操作简单、反应实时、画面稳定和服务可靠。与之相比,IPTV还具有接入带宽不足、画面质量不高、用户使用费用较高、产品不成熟等诸多弱点。IPTV要成为真正意义上的可运营的业务,就必须能保证达到或接近达到传统电视广播级的质量。为了达到这一目标,在从内容制作到终端接收的整个实现过程中需要用到许多的关键技术,包括编码、数字版权管理(DRM)、内容分发网络(CDN)、电子节目指南(EPG)、机顶盒(STB)技术等,这些技术都需要深入的研究探讨,并且这些技术应用的标准化工作也只是刚刚开始。

   2、IPTV关键技术

   2.1 编码技术

   编码技术是多媒体通信中使 用的基本技术之一。多媒体通信的一个显著特点就是要传输的信息量非常大,尤其是视频数据,其编码技术甚至会在较大程度上影响业务质量,因此技术在IPTV中的地位非常重要。

  随着人们对视频编码技术研究的不断深入,一些视频编码技术成果相继诞生。有的甚至已经被国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)接受为国际标准。其中,已经发布的有:H.261,H.262,H.263,H.264以及-1, MPEG -2,MPEG-4等。目前,国内外已经开展的IPTV业务基本上都是使用MPEG-2编码方式。

   AVS是我国自行开发、具有自主知识产权的新一代编码方式。目前,我国正在进行AVS的规格制订工作,AVS视频主要面向高清晰度电视、高密度光存储媒体等应用中的视频压缩。

   除视频编码技术之外,目前互联网使用较多的流媒体格式主要是美国Real Networks公司的RealMedia,Apple公司的QuICkTime,微软公司的WindowsMedia以及Macromedia的ShockWave Flash。

   2.2 数字版权管理(DRM)技术

   数字多媒体内容是IPTV中最为关键的节目来源。数据数字版权管理(Digital Rights Management,简称DRM)技术为内容提供者保护他们的私有视频、音乐或其他数据的版权提供了一种技术手段。它的工作原理是,媒体制作者在节目制作阶段将版权信息嵌入到媒体内容之中,并通过加密方式对其加以保护。有了DRM技术,可使各个平台(无论是因特网、流媒体还是交互)的内容提供商们放心地提供更多的内容,采取更灵活的节目销售方式,同时有效地保护知识产权。当需要验证媒体合法性的信息时。再通过技术方法或手段从媒体之中将版权信息读取出来,这样就可以进行版权信息的比对了。

   目前,使用最为普遍的DRM技术是数字水印(Digital Watermark)。它使用一定的算法,在被保护的数字格式的音乐、歌曲、图片或影片中嵌入某些标志性信息(称为数字水印),来达到证明版权归属和跟踪侵权行为的目的。数字水印信息一般包括作者的序列号、公司标志以及一些有特殊意义的文本信息。

   2.3 内容分发网络(CDN)技术

   内容分发网络(CDN)起初只是一个为了加快用户的互联网访问速度而建立的网络,一般由各类网站自己建立。其目的是,通过CDN把互联网视频和网页内容分发到靠近用户端的CDN节点,在一定程度上保证端到端的服务质量,提高用户的响应速度。

   由于现有CDN不是针对大尺寸流媒体文件而设计的,因而无法直接用来承载IPTV业务,需要针对IPTV业务的特点,引入先进技术来进行建设和管理。例如,针对IPTV需要存储海量数据的特点,可以利用刀片式服务器、NAS、SAN等以先进的存储装备配置、先进的存储技术和先进的存储管理方式来对CDN网络进行改造。针对IPTV实时性和高质量的要求,可采用将原来依靠Internet的网络传输改为通过专线传输和将文件进行切片并利用机制传输来解决。对于CDN网络管理,可以制定一个合理的内容管理方案来提高CDN网络的效率,变被动管理为主动管理。例如,可将媒体内容分为直播内容、点播内容来分别处理。再根据点播率将点播内容分为冷/热片来分别对待。



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   2.4 电子节目指南(EPG)技术

   电子节目指南(EPG)也就是电视节目导航系统,主要用来描述提供给电视观众的所有节目的信息,它是构成交互电视的重要技术之一。在 IPTV 业务中,用户可通过EPG来了解电视节目的名称、播放时间和内容梗概等相关信息,并实现对节目的快速检索和访问,进行频道选择或 视频 点播等操作。除了电视节目的导航之外,还可通过电子节目指南向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面来实现各种增值业务的导航。

   一般来讲,一个EPG系统包含两个主要部分,即发生器子系统和解码器子系统。发生器子系统负责产生IPTV业务信息(ServICe Information,SI),一般由平台运营商提供。解码器子系统负责对业务信息进行解析并生成电子节目菜单,一般在接收端机顶盒的综合接收解码器(IRD)中实现。这就要求发生器子系统产生的信息,必须能保证被解码器子系统正确解析。

   2.5 机顶盒(STB)技术

   IPTV终端有三种基本类型,分别是k class="qqx"_gjz>、手机和电视机。计算机配备相应的软件。即可直接用作IPTV的终端:用于移动流媒体平台的多媒体手机也可以直接使用;但对于电视机来讲,情况就不同了。由于电视机本身并没有存储功能,不支持软件安装,也无法像手 机那样加装流媒体支持功能,因而无法实现IP的支持功能,必须加装一个将IP数据流转换成电视机可以接受的信号的机顶盒设备作为中介才能收看IPTV节目。这样,作为普及面最广的接收终端——电视机,为它制作机顶盒就成为开展IPTV业务的关键。

   就目前的发展情况来看,作为用户接收端设备,STB需要具备包括数据转换、接入支持、协议支持、业务支持、解码支持等在内的多种功能。数据转换是STB最基本的功能,就是要将接收到的IP数据转换成电视屏幕可以显示的数据。在接入支持方面,STB一般需要支持目前应用较多的LAN或x或等多种方式,未来还要提供接入支持。在协议支持方面,STB需要支持TCP/UDP/IP协议族来完成互操作信息的网络传输,以及IP数据和视频流媒体数据的接收和处理工作。在业务支持方面,STB一般需要支持目前较为流行的视频点播、组播、Internet浏览、短消息、可视业务和网络游戏等业务。在解码支持方面,STB需要支持对多媒体码流的解码能力,一般需要支持现行的国际标准格式(如 MPEG -2,MPEG-4等)以及国产标准格式AVS。除了上述这些功能之外,STB还要支持数字版权管理、内容缓存、交互控制、接入鉴权和业务及网络管理功能。

   3、IPTV标准化情况及目前存在的问题

   3.1 电信行业IPTV标准制定情况

   (1)国际标准情况

   虽然在欧美地区和亚太部分地区的电信运营商都不同程度地部署了IPTV业务,由于他们各自采用的技术和编码格式的不同,至今还没有一个统一的国际标准。到目前为止,ITU等国际组织还没有专门针对IPTV的标准或草案。2005年初,由信息产业部电信研究院起草的《基于IP网络的视讯点播业务需求》是向国际标准化组织ITU-T提交的关于IPTV内容的第一份提案,但还很单薄,距离形成一个完整的体系还相差甚远。

   (2)国内标准情况

   我国关于IPTV的行业标准已经开始制定。中国通信标准化协会归口管理的行业标准《IPTV业务终端技术要求》已经进入报批稿阶段。预计与之相关的系列标准也将会陆续开始制定工作,这些标准可能包括《IPTV业务总体技术要求》、《IPTV业务内容分发网络技术要求》、《IPTV业务流媒体服务器技术要求》、《IPTV业务数字版权管理系统技术要求》、《IPTV业务认证计费运营管理技术要求》和《IPTV业务内容检索技术要求》等。此外,IPTV关联项目《流媒体业务技术框架》也已经进入讨论稿阶段。

   除了行业组织之外,我国的电信运营企业也正在加紧对IPTV系列标准的研究,通过对相关设备和技术进行测试和比对,研究和制订业务网和承载网的系列技术标准,作为网络优化和设备选型的参考。其中,中国正在制定的系列企业标准包括《中国网通IPTV应用服务系统技术规范》、《中国网通IPTV EPG技术规范》、《中国网通IPTV机顶盒技术规范》、《中国网通IPTV DRM技术规范》、《中国网通IPTV视频编解码标准》、《中国网通IPTV运营支撑系统技术规范》、《中国网通IPTV应用服务系统设备接口规范》、《中国网通机顶盒功能规范》和《中国网通IPTV业务规范》等,该系列标准有的已经完成,有的还正在紧锣密鼓地制定当中。



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   3.2 广电行业 IPTV 相关标准制定情况

   严格来讲,广电行业还没有开始IPTV标准的制定工作,只是在数字电视标准制定方面的工作比较深入,但由于数字电视与IPTV业务有许多相似之处,并且相互之间有很大关系,本文简要介绍一下:

   (1)国际标准情况

   为了使用户可以通过广播和在线方式搜索、选择和合法利用数字电视的内容,ETSI和EBU(Europe Broadcasting Union)等在2003年10月开始制定TV-Anytime Phase 1系列规范,该系列包括7个方面的内容,分别是“Phase 1 Benchmark Feature(第1阶段基准特性)”,“System Description(系统描述)”,“Metadata(元数据)”,“Content Referencing(内容处理参考模型)”,“RightManagementandProtection(RMP)Information for Broadcast ApplICable(用于广播的版权管理和保护的信息)”,“Delivery of Metadata Over a Bi-di-rectional Network(双向网络上的元数据传送)”,“Bi-directional Metadata Delivery Protection(双向元数据传送保护)”。

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