详解网络数字电视的实现方法与关键技术1

IPTV编解码技术之惑

当前在IPTV业务中，音视频编解码技术的选择呈现了三足鼎立的状况，即MPEG4ASP、H.264和AVS。三大标准的斟选将对IPTV产业形成重要影响。

三足鼎立

当前在IPTV业务中，音视频编解码技术的选择呈现了三足鼎立的状况，即MPEG4ASP、H.264和AVS。其中MPEG4和H.264都是国际相关组织标准，AVS是中国国家标准。作为IPTV产业链中的重要环节，中国电信和中国网通等电信运营商对于音视频编解码技术的发展思路相似，都在力推H.264，同时对于AVS表现出了观望态度，表示将来也可能会要求IPTV设备商支持AVS。

相对于H.264和AVS技术标准，MPEG4ASP在流媒体和IPTV应用市场中起步时间最早，产业化程度最高，因此得到了现阶段的IPTV设备提供商的最广泛支持。另外，国内IPTV产业链中的另一个重要环节广电部门（内容运营商）也倾向于MPEG4。在三者之中，AVS的产业化程度最低，H.264次之。

从市场角度来看，MPEG2产品技术最成熟，在国外IPTV市场应用最广泛，也得到了国内数字广播电视市场的认可和广泛应用。而微软的VC-1或WM9由于属于国外厂商标准，因此无论从IPTV产业还是数字广播电视产业发展的角度来看，它既得不到国家标准化组织的认可，也不会得到国内运营商的有力支持。

标准之制定

首先，我们需要了解一下国内IPTV产业中各种标准的含义。目前IPTV产业中的标准主要指国家标准、行业标准和企业标准。国家标准由标准化行政主管部门（国家标准化管理委员会）制定颁布，行业标准由主管部委制定颁布，而企业标准由企业自己制定。国家标准、行业标准可分为强制性标准和推荐性标准。

目前IPTV产业中还没有IPTV国家标准。信产部相关部门目前正在制定IPTV行业标准，该标准在未来可能会成为IPTV国家标准。AVS属于推荐性国家音视频编解码技术标准，该标准将会在IPTV行业标准中得到推荐和引用。而中国网通和中国电信所制定的IPTV标准都属于IPTV企业标准。如果广电部门也要制定相关的IPTV行业标准，那么它们的规范也会对IPTV音视频编解码技术选择产生重要影响。

准确地说，目前国内IPTV产业中的音视频编解码技术标准之争，主要体现在IPTV标准中选择哪种视频编解码技术问题上，而对于音频编解码技术的选择，目前行业内并没有过多的争论和详细的考虑。在IPTV系统中视频与音频编解码技术有相对的独立性，例如:目前不同厂商的IPTV系统设备支持MPEG1LAYER2（MP2）、MPEG1LAYER3(MP3)，MPEG2AAC,MPEG4AAC等不同音频编解码技术中一种或几种音频格式。

外来的，还是本地的？

音视频编解码技术是数字化音视频的关键技术，应用非常广泛，涉及了数字电视、IPTV、手机电视、VCD/DVD播放机，以及其他各种数字媒体终端设备等行业。基于朴素的经济原因，使用国外的音视频编解码技术标准不仅会付出巨额的专利费，而且标准作为产业链的最上游，直接影响芯片、软件、前端设备、存储、传输、终端设备等整个产业链。而AVS作为中国拥有自主知识产权的标准，不仅可以使中国企业避免专利费的困扰，并且担负着保护和促进国内数字化音视频相关产业健康发展的战略作用。正是在这种背景下，2006年2月AVS被正式颁布为国家音视频编码标准，并且继视频部分后，音频、移动视频、系统、数字版权管理等部分将相继完成审批、发布。基于技术、经济、IPTV政策、产业保护等众多原因，国内IPTV产业中音视频编解码技术的选择不仅涉及到了IPTV设备提供商、电信运营商、内容提供商、芯片提供商，还与内容运营商、信产部、国内AVS标准组织等环节息息相关。

国家信产部作为IPTV行业标准的制定者，其标准制定工作以保护国内整个产业链健康发展和促进最佳社会效益为目的，并且AVS工作组本身就得到了信息产业部的重点支持，因此可以预见AVS将会作为IPTV行业标准音视频编解码技术的基本选择。目前AVS正处于从标准化到产业化的过程中，基于AVS的编解码芯片、编码器、机顶盒等等都还没有产品化。

如果其中的5%在2008年之前成为网络电视用户，那么用户数也将会达到2000万户。在这个基础上，估计到2008年IPTV总用户数将会达到6000万。

让我们再来看一看对音视频编解码产业化程度影响最大的国内传统的广电市场编解码技术的选择情况。中央电视台数字电视频道使用了国外的MPEG-2标准。究其原因，一是为了保证信号传输的保真度，MPEG-2发展时间较长，技术比较成熟;二是为了版权保护，因为央视要引进不少国外的数字电视节目内容，而对方比较认同MPEG-2的编解码标准，觉得这更能保护其版权。另外目前全国已有100多万户的有线数字电视用户，也是使用了MPEG-2的标准，如果更换成AVS标准必然存在着一个机顶盒更换的成本问题。

从应用的角度来观察一下音视频编解码技术的市场状况.在广播和DVD应用方面，MPEG2仍然处于主流，但是在移动电视、视讯会议、视频监控以及可视电话方面，H.264、MPEG4的技术应用较为广泛。而从产品应用层面来说，DVD是目前编解码最大应用市场，而下一阶段的增长动力有望发生在移动终端的视讯应用领域，如用手持设备收看数字电视、个人媒体播放器等等，在这些领域H.264相对于MPEG4将会有更加广泛的应用。

综合来看，H.264得到了电信运营商、设备提供商的支持，无论是在Internet还是其他应用领域，H.264都具备了占据未来市场主流的地位。对于IPTV产业来说，H.264代替MPEG4已成定局，但是短期内H.264的商用成本仍然会阻碍其大规模的应用。而对于AVS来说，由于其具有为国内企业降低专利费的优势，而且得到中国政府的支持，因此在中国的应用情况值得期待。

从发展的角度来说，音视频编解码技术总是处于不断演进的过程中。因此，放在IPTV设备提供商面前的并不是选择哪一种音视频编解码技术的问题，而是其IPTV系统和解决方案能否做到在媒体传输层与编解码格式透明无关，在系统扩展性方面可以迅速无缝升级支持当前和未来的各种编解码技术。IPTV高清TV、IPTV传输方式分析IPTV（InternetProtocolTelevision），也叫网络电视，是指基于IP协议的电视广播服务。该业务将电视机或个人计算机作为显示终端，通过宽带网络向用户提供数字广播电视、视频服务、信息服务、互动社区、互动休闲娱乐、电子商务等宽带业务。

IPTV的主要特点是交互性和实时性。它的系统结构主要包括流媒体服务、节目采编、存储及认证计费等子系统，主要存储及传送的内容是流媒体文件，基于IP网络传输，通常要在边缘设置内容分配服务节点，配置流媒体服务及存储设备，用户终端可以是IP机顶盒+电视机，也可以是PC。

作为一个新兴产业，IPTV不但超出了传统的电信运营范围，更超越了传统的广电运营范畴。IPTV预示着一场由技术演变而来的产业革命的到来，昭示着一个无限广阔的电子互动娱乐市场的启动。

据2004年的一项调查显示，全球有29%的运营商已经提供了IPTV服务，19%的运营商计划于当年推出IPTV服务，17%的运营商计划于2005年推出。通过IPTV，中国宽带用户，在PC上也能享受到精彩纷呈的电视节目；通过IPTV，中国电视观众，在“IP机顶盒+电视机”上将告别单一被动的节目接受，走向集互联网内容、网络游戏、电视节目在内的更为丰富多彩的互动数字娱乐生活。IPTV必将迅速而深刻地改变人们的生活。

IPTV业务应用领域主要为：广电行业--互联网电台、电视台宽带视频点播（VOD）企业视频资讯平台--音视频信息发布平台教育行业--音视频教学政府机构—音视频电子政务小区--点播电影、网上学习、医疗保健军队、医疗、电力--现场演习、手术、调度等的音视频存储和同步监看。

IPTV技术要点解析

IPTV在刚开始的时候，基本上是免费的，商家主要是通过电视节目来吸引更多的网站点击率，现在也出现了收费的情况，主要是通过用户输入手机号码的方式，从手机账户上扣除费用。自从去年冬季以来，以普通电视机为终端的IPTV概念，把IPTV炒作到了前所未有的热度。当然，如果通过电话线能够给电视机传送电视节目，岂不要砸烂广电网路的饭碗，能不引起广电人的恐慌吗现在大家要问的恐怕不是IPTV能给我们带来什麽，而是IPTV体系结构能否承受突增的用户数量？

下面就从IPTV的系统要求、功能特点、技术要点等角度来分析一下这个问题。

IPTV从系统结构来看，包含三个部分：

1.播出与传输

IPTV视频流在终端用户看来不外乎两种接收方式：点播和广播。点播接收的内容和时间取决於用户喜好，具有实时交互特点；广播接收对内容的选择只限於所提供的频道，不具有交互性。

另外，点播和广播这两种方式原属於不同的技术范畴，广播方式采用多播(Multicast)技术；点播方式采用视频分发(VDN／CDN)技术。多播传输：多播传输允许同时发送单一的数据包到多个接收者的网路技术。在IPTV里，即使用户数量成倍增长，主干带宽不需要随之增加，因为无论有多少个目标地址，在整个网路的任何一条主干链路上只传送单一视频流，减少了主干网出现拥塞的可能性。

视频分发网路：视频分发把经过用户选择的、访问率极高的流媒体内容从初始的流媒体伺服器复制、分发到最靠近终端用户的缓存伺服器上，当终端用户请求某视频业务时，由最靠近请求终端的缓存伺服器提供服务。

IPTV就是因为具有互动性而吸引人的眼球，因此多播方式与点播方式相比并不看好。其次，多播技术涉及网路安全以及网路异构性问题，大范围、综合业务的多播不易实现。因此，对於IP网路的多播方式还不如广电系统的广播方法合算。

由於广电网路的巨大带宽，可以推送与IP网路相比大得多的内容。如电话线入户经过ADSL後仅能提供1.2Mbps，用双绞线5类线入户也就10～100Mbps，而广电有线网路如按860MHz物理带宽、64QAM调制则可提供3.65Gbps的容量。

视频分发技术相对来说简单些，因此，对於IPTV，视频分发应该是它的发展方向。但为了不使网路、伺服器发生堵塞，视频分发网路必须把伺服器、存储器部署推进到小区，这样投资成本变得巨大，否则，又会因点播的人多了而发生网路堵塞和伺服器堵塞。

2.IPTV接收终端

IPTV接收终端，即IPTV机顶盒，主要功能包括：1.支援LAN或xDSL网路传输，接收及处理IP数据和视频流；2.支援MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、WMV和Real等视频解码；3.支援电视萤幕显示；4.支援相应CA技术；5.支援HTML网页浏览，支援网路游戏等。

从信道的角度来讲，有两种不同的IPTV机顶盒：1.基於双绞线5类线输入的机顶盒；2.基於电话线输入的机顶盒。

基於双绞线输入的机顶盒简单的说就相当於一台PC加一个视频转换卡，用於收看电视节目，其带宽不成问题，可以获得比较好的收视效果，它的成本应该与广电有线网路的DVB-C机顶盒相当。

基於电话线的机顶盒，采用内嵌xDSL模组，或接在xDSL盒子的後面，总体成本较高。同时，目前的ADSL有效带宽只有1.2Mbps，所以其收视效果也不太理想。

从内嵌作业系统来看，IPTV机顶盒也可以分为两种：1.嵌入式WinCE机顶盒；2.嵌入式Linux机顶盒。WinCE最大的特点是其API与Win32相容，这有利於在Windows环境开发WinCE应用，此外，WMVx播放器还可直接运行於WinCE。

这类机顶盒的缺点是：1.应用源代码不公开，须向微软交纳版权税；2.代码庞大，占用很多的ROM和RAM；3.要求有高性能的微处理器支援。

Linux机顶盒以专用的多媒体微处理器为核心，辅以其他介面构成系统。多媒体微处理器本身不但具有嵌入式RISC去运行系统软体和应用软体，而且带有MPEG-2或MPEG-4实时解码功能晶片，在引入linux作业系统和必要的视频以及各辅助介面驱动程式後，就成为一个完整的IPTV网路终端运用环境。

这类机顶盒的优点是：1.源代码公开，有大量免费开发工具和应用软体可用，无须交纳版权费；2.有庞大的开发群体，技术交流方便，软体开发和维护成本低；3.系统稳定，内核精悍，运行所需资源少，性价比高等。但是，这种系统适应低带宽能力不强，xDSL低带宽网路传输的优点得不到充分发挥。

3.运营支撑系统

对於一个运营商来说，完整的服务认证体系，包括系统管理、产品管理、用户管理、业务受理、客户服务、统计分析、内容管理、计费管理和账务处理，是不可少的。

由於网路IP资源有限，IPTV采用动态IP分配方法。因此，造成运营商与用户之间难以建立确定的关系，这给用户管理和计费、缴费等带来困难。