IPTV关键技术研究与应用
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作者: 张照静 陈锦坤 张婉君
摘要：IPTV是一种最新流行的、以“电视机+机顶盒”为主要终端设备、能为用户提供互动多媒体服务的宽带增值业务，它为我国广大电视用户提供了全新的宽带体验方式IPTV技术是一项系统技术，包括多方面的内容，本文重点对IPTV系统中关键技术进行介绍。
关键词：IPTV 流媒体 电子节目向导
IPTV概述
IPTV是一种利用宽带基础设施，通过互联网络协议（IP）向用户提供数字电视节目、可视电话、VOD视频点播、阳光政务、网络游戏、网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务。可见，IPTV既不同于传统的模拟电视，也有别于正在发展的有线数字电视，它是互联网与传统电视相互融合的产物。
IPTV有两个基本特点：一是与传统电视相比，IPTV最大的特点是交互性。基于IP技术，用户可按需获取宽带IP网提供的媒体节目，实现实质性双向互动。二是与普通互联网视频相比，IPTV的清晰度高。IPTV借助先进高效的视频压缩技术（MPEG4、H.264 等），为用户提供接近DVD质量的数字媒体信息服务，未来还可以升级到高清电视。
二 、IPTV关键技术
具体来说IPTV系统主要包括承载网技术、流媒体技术、编解码技术、内容分发网络CDN技术、数字版权管理DRM技术、机顶盒与电子节目导航技术、中间件技术、业务运营支撑系统BOSS（包含用户管理系统、认证/授权/计费系统、网络安全/网络管理系统、底层业务支撑系统等）技术等等。
1．承载网技术
系统架构的中间纽带物理表现形式主要指承载网络，负责把数据路由到终端用户。目前存在着各种不同的宽带接人网络技术，如Cable Modem网络技术、以太网络技术和ADSL/DSLAM网络技术，在我们的实际生活中都有一定的应用，但目前在我国通过ADSL来进行网络承载的用户数量居于首位。 对于ADSL/DSLAM网络技术我们主要关心的是网络带宽，是否能够满足我们的IPTV网络业务需求，随着技术的发展，ADSL/DSLAM网络可以满足我们的需求。其实物一般表现为一个Modem， 电话线信号RJ11输人接口，输出RJ11 接口电话线信号及RJ45网络接口，这样可以电话、网络两不误。
2．流媒体技术
IPTV的平台技术是流媒体技术，流媒体的特性在于边下载边播放，不需要下载整个文件后再播放。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低[3]。 流媒体技术目前已广泛用于实时视频会议、网上新闻发布、在线直播、网络广告等。
3．安全加密技术
主要指数字内容保护（cp） 技术―― 具体可分为主动的以license，key为主的数字版权管理DRM技术和以内容里嵌人隐藏的加密信息为主数字水印技术。
数字版权管理的核心技术有两个，一个是对数字内容的加密技术，一个是加密的key 和license的生成、发放、管理技术。IPTV网络电视中所使用的DRM技术，与有线数字电视的CA有条件接收技术是不同的；一是，前者是对视音频流媒体内容本身进行加密，而后者是对连接/传输层如系统复用层/流的加密；其二是， 前者的授权、密钥一般不与被加密的视音频流媒体目流一起传送，而后者的密钥必须与被加密的视音频流媒体节目流一起传送。
目前，DRM已经有许多很成功的商业应用，相对而言，数字水印的成功应用还不多。如果能把数字版权管理和数字水印技术有效地结合起来，将更加加大内容保护的力度。
4．内容分发技术
内容分发网络即实现把内容从中心存储服务器分发到边缘服务器的这样一个网络体系。
IPTV系统对于用户的服务质量有很高的要求，画面质量至少要达到VCD的水平，而且要保证播放的流畅。内容分发网络可提供上述支持能力。CDN是一个建立并覆盖在互联网上的一层特殊网络，专门用于通过互联网高效传递丰富的多媒体内容。其边缘节点分布于城域网并靠近用户一端的网络侧，用于把网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”让用户可以就近取得所需的内容。因而，CDN可以提高互联网中信息流动的效率，从技术上解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因造成的“拥塞”，提高用户访问网站的速度。具体底层实现可以依赖应用层组播技术，但可能依据实际情况会采用更高层的应用协议来进行具体实现，如采用了ftp的协议。CDN的实现需要依赖多种网络技术的支持，主要包括负载均衡技术、动态内容路由、高速缓存机制、动态内容分发与复制、安全服务等[4]。
5．中间件技术
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/ 服务器的操作系统之上，管理计算机资源和网络通讯。是连接两个独立应用程序或独立系统的软件。相连接的系统，即使它们具有不同的接口，但通过中间件相互之间仍能交换信息。执行中间件的一个关键途径是信息传递。通过中间件，应用程序可以工作于多平台或OS 环境。
6．电子节目向导
EPG电子节目向导提供IPTV系统和用户交互的首要界面，是系统的核心模块之一。为了提供“互动性”和“按需观看”系统需要提供和用户交互的界面，供用户浏览系统提供的节目信息并选择要欣赏的节目。在IPTV系统中由EPG服务器提供这套界面。EPG是一个当前和将来节目信息的交互式节目安排表，用户通过操作遥控器进行浏览。EPG模块在整个IPTV系统中是至关重要的，它是整个IPTV系统的门户给用户提供一个容易使用的、界面友好的 、可以快速访问节目的一种方式，因此，用户对整个系统的评价在很大程度上取决于EPG提供简单易用、快速、稳定、美观的交互界面是EPG的首要目标。
三、小结
IPTV是一项系统技术，技术复杂度较高，涉及到了信号处理、通信、计算机、微电子等众多领域，它的发展需依靠整个产业链的发展。随着条件的成熟，IPTV将走进千家万户，使更多的人体验到宽带带来的乐趣，使人们的生活质量得到提高。同时，IPTV也拓展了运营商的市场，带很大的机遇，有利于信息产业的发展。
参考文献
[1] 汪卫国.全球IPTV业务发展分析.世界电信.2006，19（2）：42-45.
[2] 唐月，张红.IPTV面临的技术挑战.广播与电视技术.2006，33（3）：19-21.
[3] 张丽.流媒体技术大全.北京： 国防工业出版社，2001.
[4] 皮莉，厥秀震，文博.IPTV技术概要及相关软件技术探讨. 通信与广播电视. 2008，（4）：10-23.
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