專題技術(shù)與工程應(yīng)用IPTV技術(shù)及應(yīng)用李振國(中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所,河北石家莊050081)摘要從節(jié)目采集、存儲(chǔ)和播送服務(wù)、管理、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及接收終端5個(gè)方面對v系統(tǒng)組成技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述分析了視頻編解碼、組播和流媒體等關(guān)鍵技術(shù)在mPIV系統(tǒng)的應(yīng)用,在此基礎(chǔ)上對mTⅣ系統(tǒng)與傳統(tǒng)電視系統(tǒng)進(jìn)行了對比。最后給出了IPTV技術(shù)的一種典型應(yīng)用。關(guān)鍵詞mIv;視頻編解碼;組播;流媒體中圖分類號(hào)T949.291文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1003-3106(2007)12-0053-03ITPV Technology and Its ApplicationLI Zhen-guoThe 54th Research Institute of CETC, Shijiazhuang Hebei 050081, China)Abstract The paper describes composition and technical characteristics of IPTV system from such five aspects as program collect,storageand broadcast service, management, transmission network and receive terminal. It analyzes the key technique such as video codec, multicaststreaming media. The advantages and disadvantages between IPTV system and traditional TV system are compared Finally, a typical applicationKey words IPTV; video codec; multicast; streaming media視、有線電視等)或非實(shí)時(shí)性的視頻節(jié)目(如DvD、0引言錄像帶等)經(jīng)過接收系統(tǒng)后進(jìn)入編碼器部分,完成信現(xiàn)在社會(huì),信息主要從電視和互聯(lián)網(wǎng)獲得。電號(hào)的采集、編碼、格式轉(zhuǎn)換,輸出的數(shù)字化文件按照視信息以直觀畫面為主,互聯(lián)網(wǎng)信息以文字內(nèi)容為實(shí)時(shí)廣播或點(diǎn)播的要求分別被傳送到廣播流服務(wù)器主,二者承載于2個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)之上。隨著網(wǎng)絡(luò)技和點(diǎn)播服務(wù)器,供點(diǎn)播的節(jié)目需要存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備術(shù)的不斷發(fā)展,二者融合出現(xiàn)了一種嶄新技術(shù):中流媒體服務(wù)器在用戶管理系統(tǒng)的控制下把視頻IPV。文件以視頻流的方式推送到網(wǎng)絡(luò)中去。IPTV,從字面上看,可以是個(gè)人交互式電視在節(jié)目采集系統(tǒng)很重要的一點(diǎn)是選擇合適的數(shù)( Interactive Personal TV),也可以是互聯(lián)網(wǎng)電視字視頻編解碼技術(shù)。數(shù)字視頻編解碼技術(shù)是Irv( Internet Protocol Tv)。二者叫法不同,但表達(dá)了同發(fā)展的基本條件,只有選擇合適的高效的視頻編解樣的意思,都是指基于P協(xié)議的交互式電視,也稱碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)要考慮到視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對網(wǎng)絡(luò)電視。IYv(網(wǎng)絡(luò)電視)技術(shù)是利用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施流媒體數(shù)字版權(quán)管理和內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)的影響,才能保和MPEG-4、H264等視頻壓縮技術(shù),通過互聯(lián)網(wǎng)P證在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提供ⅣⅤ視頻服務(wù)。目前適用協(xié)議互動(dòng)地向用戶提供數(shù)字電視廣播、視頻點(diǎn)播于mvy的編解碼標(biāo)準(zhǔn)有MPEc-4、H.254等。(VOD)、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽和亞可視電話等交互式多媒體MPEG-4是BsO/C的MPEG(運(yùn)動(dòng)圖像專家組)制信息服務(wù)的新技術(shù)。IN系統(tǒng)主要以mNV機(jī)頂盒定的標(biāo)準(zhǔn),目前應(yīng)用的是MPEG-4的第2部分或電腦為接收設(shè)備、以電視機(jī)或電腦顯示器為顯示H264是mU-T的vCEG(視頻編碼專家組)和設(shè)備、以PP寬帶網(wǎng)為傳輸網(wǎng)絡(luò)提供交互式多媒體信ISO/EC的MPEG共同成立的JT(聯(lián)合視頻工作組)息服務(wù)。聯(lián)合開發(fā)的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn),它既是rU-T的1mPr系統(tǒng)組成H是r/TFC的MpF-4的AvC(高級視頻編碼中國煤化工提高視頻圖像的1.1節(jié)目采集系統(tǒng)傳輸CNMH(量的畫面2個(gè)目節(jié)目采集系統(tǒng)中實(shí)時(shí)性的視頻信號(hào)(如衛(wèi)星電收稿日期:2005272007旱死實(shí)電工翟幕37第12期53專題披術(shù)與工貍應(yīng)用標(biāo)結(jié)合起來,在與MPEG4同等視頻圖像質(zhì)量條件動(dòng)以保證ITV的收視(聽)質(zhì)量。抖動(dòng)和丟包問題下,H264可將編碼壓縮效率和容錯(cuò)能力提高1倍,會(huì)造成用戶接收端畫面出現(xiàn)馬賽克甚至停滯的現(xiàn)象且提高了視頻傳輸質(zhì)量的可控性。H264可以應(yīng)用抖動(dòng)是指網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的變化,可理解為同向傳輸?shù)南噜徲贗PrV、廣播電視和會(huì)議電視等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間差。造成抖動(dòng)的原因有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓斐傻膫鞑r(shí)延變化數(shù)據(jù)包處理要求不同帶來1.2節(jié)目存儲(chǔ)與播送服務(wù)系統(tǒng)的交換時(shí)延變化、隊(duì)列的空和滿引起的調(diào)度處理時(shí)延節(jié)目存儲(chǔ)與播送服務(wù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成節(jié)目采集系變化。丟包是指從網(wǎng)絡(luò)中入點(diǎn)到出點(diǎn)之間發(fā)生丟失統(tǒng)處理后的節(jié)目的存儲(chǔ)、播送和傳輸?shù)裙δ?。?jié)目存數(shù)據(jù)包的現(xiàn)象。儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)用于點(diǎn)播的各類流媒體節(jié)目源和管理信15用戶終端接收系統(tǒng)息,它必須要兼顧海量與安全可靠的要求。ⅢPⅣ節(jié)目播送服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對用戶點(diǎn)播的流媒體數(shù)據(jù)播送PTV用戶終端接收系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和播放與傳輸?shù)墓δ芰髅襟w數(shù)據(jù)播送與傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方式主或轉(zhuǎn)發(fā)IV節(jié)目流媒體數(shù)據(jù)、電子節(jié)目指南等信息。要有支持P協(xié)議的流媒體廣播、組播和單播等方式。網(wǎng)絡(luò)電視用戶終端接收系統(tǒng)可根據(jù)終端分為3種形式1.3管理系統(tǒng)①PC平臺(tái):通過PC機(jī)收看網(wǎng)絡(luò)電視是當(dāng)前網(wǎng)IPTV管理系統(tǒng)包括用戶管理、節(jié)目管理、信息管絡(luò)電視收視的主要方式理、運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)安全等。用戶管理包括用戶開通②T+機(jī)頂盒平臺(tái):基于Tv(機(jī)頂盒)平臺(tái)的網(wǎng)服務(wù)、用戶權(quán)限設(shè)定和用戶I設(shè)定和用戶注銷等。絡(luò)電視以P機(jī)頂盒為上網(wǎng)設(shè)備,利用電視作為顯示節(jié)目管理包括節(jié)目錄人、節(jié)目權(quán)限、節(jié)目審核、節(jié)目分終端,這種網(wǎng)絡(luò)電視目前還正在推廣階段類、直播節(jié)目頻道管理和節(jié)目刪除等。信息管理包括③手機(jī)平臺(tái)(移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)):手機(jī)電視是通過移動(dòng)短信息、留言和公告發(fā)布等。運(yùn)行管理包括任務(wù)監(jiān)網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻內(nèi)容,是PC網(wǎng)絡(luò)的子集和延伸。由于控遠(yuǎn)程服務(wù)(遠(yuǎn)端控制用戶收看行為)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)它可以隨時(shí)隨地收看,且用戶基礎(chǔ)巨大,所以可以自等。數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)等。成一體。14傳輸網(wǎng)絡(luò)2mTv的技術(shù)要點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)是由核心設(shè)備、節(jié)點(diǎn)設(shè)備以及核心設(shè)備由上面的論述可知,Pv使用視頻編解碼技術(shù),與節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間、節(jié)點(diǎn)設(shè)備與用戶接收終端之間的傳將視頻數(shù)字化,采用P廣播和組播技術(shù)、流媒體技術(shù)輸線組成的,為保證信號(hào)傳輸質(zhì)量和帶寬要求,核心在P網(wǎng)(或移動(dòng)網(wǎng))上傳輸,可以把網(wǎng)絡(luò)電視描述為:設(shè)備與節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間使用光纖線路,節(jié)點(diǎn)設(shè)備與用戶視頻數(shù)字化、傳輸PP化和播放流媒體化。接收終端之間使用超五類網(wǎng)線IPTv應(yīng)用了下面幾種關(guān)鍵技術(shù):視頻編解碼技為了保證所傳送的v節(jié)目的實(shí)時(shí)收看質(zhì)量與術(shù)、組播技術(shù)流媒體技術(shù)和PQS技術(shù)。視頻編解廣電模擬電視節(jié)目收看質(zhì)量相當(dāng),PrV傳輸網(wǎng)絡(luò)性碼技術(shù)前面已有介紹,下面介紹組播技術(shù)和流媒體能要從下面幾方面考慮:①帶寬:采用MEG-4或技術(shù)。H264壓縮編碼時(shí),要求每個(gè)PT用戶接入帶寬大于2,1組播技術(shù)15Mb。一般的互聯(lián)網(wǎng)采用超五類網(wǎng)線,超五類網(wǎng)線在100m傳輸距離內(nèi),可傳輸高達(dá)百兆P數(shù)據(jù),所組播( Multicas,也稱多播)是一種允許一個(gè)或多以一般傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬都能夠滿足mPv傳輸要求;個(gè)發(fā)送者(組播源)一次或同時(shí)發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多②頻道切換時(shí)延:廣電模擬電視的頻道切換非?？?接收者的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播技術(shù)是采用一次發(fā)送,組內(nèi)IT也應(yīng)盡量減少切換時(shí)延;③傳輸時(shí)延:傳輸時(shí)延廣播組內(nèi)一個(gè)或多個(gè)用戶可以接收同一個(gè)組播流數(shù)是指指數(shù)據(jù)包從網(wǎng)絡(luò)入點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)出點(diǎn)的單向花費(fèi)時(shí)據(jù),組播源只需發(fā)送一份數(shù)據(jù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送間,時(shí)延會(huì)造成用戶接收端出現(xiàn)畫面不流暢的現(xiàn)象。到特定組播組,只有屬于該組播組地址的用戶才能接造成時(shí)延的來源有物理介質(zhì)所造成的信號(hào)傳播時(shí)延、收到數(shù)據(jù)包組播可以大大地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身收發(fā)數(shù)據(jù)包的時(shí)延數(shù)據(jù)包在調(diào)度(排器資中國煤化工網(wǎng)絡(luò)流量結(jié)構(gòu),提隊(duì))處理時(shí)引起的時(shí)延和信號(hào)時(shí)鐘引起的串行時(shí)延;高數(shù)CNMHG現(xiàn)擁塞的可能性,④網(wǎng)絡(luò)QS:P寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡可能減少丟包和抖減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲毫?。mv的廣播類節(jié)目最適合利54 2007 Radio Engineering Vol37 No12專題技術(shù)與工程應(yīng)用用組播技術(shù)傳輸,因?yàn)閺V播類節(jié)目的所有用戶收看的是同一個(gè)內(nèi)容。22流媒體技術(shù)有線終蛐電視}-流服間助電節(jié)節(jié)流媒體( Streaming Media)技術(shù)是采用流式傳輸方務(wù)器式使音視頻等多媒體能在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行播放的技術(shù)終端流媒體技術(shù)的核心是將整個(gè)音視頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個(gè)個(gè)壓縮包,由視頻服務(wù)器向用戶終端連續(xù)地傳送,因而用戶不必像下載方式那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢,而是只需要經(jīng)過幾秒幫等點(diǎn)流務(wù)或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí),即可在用戶終端上利用解壓縮設(shè)備(或軟件),對壓縮的AV文件解壓縮后進(jìn)行播放和觀看。多媒體文件的剩余的部分可在播放前面圖1Iv的典型應(yīng)用內(nèi)容的同時(shí),在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載,這與單純傳輸網(wǎng)絡(luò)由核心設(shè)備和LAN網(wǎng)組成。核心設(shè)的下載方式相比,不僅使啟動(dòng)延時(shí)大幅度縮短,而且備是一臺(tái)核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),使用千兆網(wǎng)絡(luò)與LAN網(wǎng)對系統(tǒng)的緩存容量需求也大大降低。中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備(交換機(jī))的干線口連接,各節(jié)點(diǎn)交換機(jī)與用戶終端連接構(gòu)成傳輸網(wǎng)絡(luò)。23IrV與傳統(tǒng)電視的比較用戶終端可以選用計(jì)算機(jī)或機(jī)頂盒+電視機(jī)針對不同的用戶終端,在管理系統(tǒng)中進(jìn)行相應(yīng)配置與傳統(tǒng)的電視收視相比,IPv系統(tǒng)具有優(yōu)勢使用戶可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)收看,或通過機(jī)頂盒用遙控①采用視頻壓縮技術(shù),大大節(jié)省了視頻傳輸帶寬;器進(jìn)行點(diǎn)播收看。②為用戶提供交互式服務(wù),使用戶收看方式變被動(dòng)通過系統(tǒng)擴(kuò)展,將互聯(lián)網(wǎng)與該IPV系統(tǒng)聯(lián)接,為主動(dòng);③依托互聯(lián)網(wǎng)信息來源非常豐富;④收視可以實(shí)現(xiàn)電視網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,可以使電視機(jī)用(聽)終端多樣化可以是電腦、電視機(jī),也可以是手戶利用機(jī)頂盒實(shí)現(xiàn)網(wǎng)面瀏覽和網(wǎng)絡(luò)游戲功能。機(jī)。但mrV系統(tǒng)也有明顯的不足:①目前ITV還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)這就為mV節(jié)目制作、生產(chǎn)、存儲(chǔ)和4結(jié)束語傳輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)帶來不利,也使可廠商系統(tǒng)之間、不IPV是利用計(jì)算機(jī)或機(jī)頂盒+電視機(jī)完成接同編解碼格式之間、PC平臺(tái)和電視平臺(tái)之間缺乏好收視頻點(diǎn)播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能因而的互通性;②mPV業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量大突發(fā)性強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)仍然可以把V看成是一種數(shù)字電視傳輸技術(shù)要求更高很難有高的網(wǎng)絡(luò)QS保證;③mPrv電視機(jī)IV為互聯(lián)網(wǎng)用戶和普通電視用戶提供了更加廣頂盒成熟度不夠、價(jià)格較高、不利推廣。闊的視聽平臺(tái),使廣大互聯(lián)網(wǎng)用戶用PC電腦就能欣賞到高質(zhì)量的精彩紛呈的電視節(jié)目;使廣大電視3ITV的應(yīng)用機(jī)用戶借助網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒,變被動(dòng)接收為自由選擇自現(xiàn)在上海等城市正依托互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,大力已感興趣的節(jié)目逐步走向集互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)游發(fā)展PV業(yè)務(wù)。其實(shí)IIV不僅在公眾開放領(lǐng)域,戲、電視節(jié)目和視頻點(diǎn)播等為一體的豐富多彩的多在一些相對獨(dú)立的場所如酒店、游輪等也有其應(yīng)用媒體互動(dòng)娛樂生活c參考文獻(xiàn)空間。某酒店的IV典型應(yīng)用框圖如圖1所示。[]徐儉』V技術(shù)簡介[門有線電視技術(shù),(2):57-62在該應(yīng)用中,衛(wèi)星電視節(jié)目由天線接收后送衛(wèi)[2]金國鉤HC和mr釋疑[門]有線電視技術(shù),x6(1):1-4星電視接收機(jī),輸出模擬AV信號(hào)。有線電視節(jié)目[3]朱哲淺談網(wǎng)絡(luò)電視[J]多媒體電視與寬帶多媒體,經(jīng)有線電視解調(diào)器解調(diào),輸出模擬AV信號(hào),自辦2006(5):48-49電視節(jié)目包括電影播放或自己制作的宣傳片等,這[4]孫波,王軍寧賈文,PV的組網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)分析門中些節(jié)目分別送入廣播流服務(wù)器,廣播流服務(wù)器對它們進(jìn)行編碼和壓縮以流媒體的方式播送到傳輸網(wǎng)5張建飛,航天測量船數(shù)字廣播電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想絡(luò)。點(diǎn)播流服務(wù)器兼做管理系統(tǒng)和海量存儲(chǔ)器,將中國煤化工DVD、錄像帶等的節(jié)目轉(zhuǎn)碼、存儲(chǔ),根據(jù)點(diǎn)播需求,將CNMH丑公司第五十四研究所用戶點(diǎn)播的節(jié)目以流媒體方式播送到傳輸網(wǎng)絡(luò)。工程師。主要研究方向:衛(wèi)星通信與廣播電視2007旱元線電二翟第37第12期55