IPTV系统及其在广电应用

众所周知，眼下十分流行和热门的IPTV系统技术有着很深的电信运营商之商业背景和烙印。长期以来，苦于缺乏有效的技术手段为其用户提供具有竞争力的视频业务，对于由有线电视运营商提供的、日异增强的视频/宽带数据/VoIP电话三合一业务之竞争，电信运营商就一直只有招架之功，而无还手之力。因此，早在IPTV系统技术可供商用之前，它就已受到世界各大电信运营商的青睐和竭力支持。可以说，IPTV系统技术在近年来所取得的长足进展和日趋成熟，在很大程度上与世界各大电信运营商长期以来不断投入人力、物力和资金的孜孜追求密不可分。在今天，日趋成熟的IPTV技术也就很自然地成为了世界各大电信运营商实施其核心商业战略的重要手段和工具。

　　目前，IPTV系统技术已陆续开始被世界各大电信运营商大规模采用和部署。在国外，美国的VERIZON、SBC和QUEST电话公司、加拿大的贝尔加拿大公司、MANITOBA电话公司和SASKTEL电话公司、欧洲的法国电信、意大利电信、SWISSCOM和TELEFONICA等都已开展了IP电视的商业和技术试验或商业运营。法国电信、MANITOBA电话公司和SASKTEL电话公司已分别有了10万、2万和1.75万IP电视用户。在国内，中国电信在广东和上海、中国网通在北京和东北分别开展了基于宽带ADSL接入网络的IPTV运营试验。

　　鉴于此，人们不禁要问，IPTV系统技术会不会只是电信运营商用以同有线电视运营商竞争的专用工具呢？它会不会是只能给有线电视运营商造成损害而不能带来益处呢？IPTV系统技术在广电能有哪些应用呢？

　　本文试图探讨这些问题。本文先简要介绍IPTV系统技术和其主要的应用商业模式，然后讨论IPTV系统技术在广电已有的和可能有的应用。通过这些讨论，抛砖引玉，本文试图说明IPTV系统技术将能带来的，对广电而言，是挑战，更是机遇。

　　一．IPTV系统技术概述
　
　　IPTV技术是一项系统技术。它能使音视频内容节目或信号，以IP包的方式，在不同物理网络中，被安全、有效且保质地传送或分发给不同用户。它包括音视频编解码技术、音视频服务器和存储阵列技术、IP单播(unicast)和组播(multicast)技术、IP QoS技术、 IP信令技术（如SIP技术）、内容分送网络(CDN)技术、数字版权管理(DRM)技术、IP机顶盒与EPG技术、用户管理和收费系统技术等。它还涉及各种不同的宽带接入网络技术，如Cable Modem网络技术、以太网络技术和ADSL网络技术等等。

　　IPTV系统技术能用来提供将视音频流媒体节目，如IP电视节目，从节目中心（first mile）播出，并通过骨干网、城域网和宽带接入网（last mile）传输，直到被用户接收之端到端的完整技术解决方案。一个端到端的IPTV系统一般具有节目采集、存储和服务、节目传送、用户终端设备和相关软件等五个功能部件。

　　图1给出了IPTV业务之端到端的系统网络架构。

　　IPTV前端一般具有和完成节目采集与存储和服务二种功能。节目采集包含节目的接收（如从卫星、CATV网、地面无线和IP/ATM网络等）、节目的压缩编码或变换编码（transcoding）及格式化、加密和DRM打包、以及节目生成等。节目存储和服务则完成对经节目采集程序处理后生成的节目之大规模存储或播送服务。 这里的播送服务不仅要将加密的视音频流媒体节目，以IP单播或组播的方式，从视频服务器播送出去，而且还要对用户或用户终端设备的进行认证（authentication），并从DRM授权/密钥服务器(DRM license server)，向被认证的用户或用户终端设备传送DRM授权/密钥，使用户能够对已接收的加密视音频流媒体节目进行解密和播放。IPTV所使用的DRM技术，与传统的条件接收技术相比，具有二个基本的不同之处。其一是，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MPEG2系统复用层/流的加密；其二是，前者的DRM授权/密钥一般不与被加密的视音频流媒体节目流一起传送，而后者的密钥如ECM必须与被加密的视音频流媒体节目流一起传送。

　　IPTV系统的节目传送功能是由IP骨干网、IP城域网、有线电视前端或电信中心站、以及相应的宽带接入网络完成的。对以IP单播或组播方式发送的视音频流媒体节目流进行路由交换传输，是IP骨干网和IP城域网在IPTV系统网络中要发挥的基本功能。一般而言，IP骨干网和IP城域网现有的路由器可以很容易地支持各种不同的IP单播路由协议，但它们的许多必须通过升级方能支持IP组播路由交换。目前，各设备厂家普遍支持的IP组播协议是IGMPv2。为了保证所传送的IPTV节目流的质量和实时收看性，IP骨干网和IP城域网通常要采用各种不同的IP QoS技术，如Diffserv和MPLS等。此外，为了提高对IPTV节目流点播的响应和传输实时性，以及解决或减缓IPTV点播请求之冲击性和波动性对IPTV前端设计容量所造成的压力，IP骨干网和IP城域网上普遍采用了内容分送网络技术。IP骨干网和IP城域网也可以采用不同的低层物理网，以IP over SDH/SONET（即packet over SDH/SONET）、IP over ATM 或 IP over DWDM optical （如千兆/万兆光以太网）的方式提供传输服务。有线电视前端或电信中心站则根据相应的宽带接入网络，如Cable Modem网络或DSL网络，将IP视音频流媒体节目流以IP over DOCSIS或IP over DSL的方式，通过放在有线电视前端的CMTS鉴定或电信中心站的DSLAM设备，向用户发送出去。有线电视前端或电信中心站还往往配备有视音频流媒体节目流内容服务器和DRM授权/密钥服务器，具有节目存储和服务功能。

　　IPTV用户终端设备被用来接收、存储和播放及转发IP视音频流媒体节目。基本型IPTV用户终端设备的硬件没有内置cable modem 或DSL modem，它只提供一个以太网接口，与外部的cable modem 、DSL modem或以太网HUB相接。集成式的IPTV用户终端设备则内置cable modem 或DSL modem，可与cable modem 或DSL 宽带网络直接相连。高端IPTV用户终端设备还带有内置硬盘，可以提供IPTV DVR功能，甚至支持IEEE802.11无线联网功能,能将受DRM保护的IP视音频流媒体节目通过无线传输给其它设备,如PC机等。一个IPTV用户终端设备必须带有IPTV系统所使用的DRM技术之客户端软件。为了使IPTV系统成为一个开放式的业务平台，IPTV用户终端设备通常还使用了中间件软件。

　　最后，EPG、用户管理、媒体资产管理、收费及各种应用业务的相关软件也是IPTV系统之必须具有的部件。