IPTV即交互式网络电视,是一种利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体;向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。用户在家中可以有两种方式享受IPTV服务:(1)计算机,(2)网络机顶盒+普通电视机。它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势,充分有效地利用网络资源。IPTV既不同于传统的模拟式有线电视,也不同于经典的数字电视。因为,传统的和经典的数字电视都具有频分制、定时、单向广播等特点;尽管经典的数字电视相对于模拟电视有许多技术革新;但只是信号形式的改变;而没有触及媒体内容的传播方式。
IPTV有很灵活的交互特性,因为具有IP网的对称交互先天优势,其节目在网内,可采用广播,组播,单播多种发布方式。可以非常灵活地实现电子菜单、节目预约、实时快进、快退、终端帐号及计费管理、节目编排等多种功能。另外基于Inter网的其它内容业务也可以展开,如网络游戏、电子邮件、电子理财等。
有线数字电视采用广播方式,如果要实现视频点播必须将原来的HFC广播网络进行双向改造。一般情况下,只开通有关生活资讯的交互频道。如果数字电视要支持视频点播时,也是通过CALBEMODEM进入的IP网络来支持,实际上就是IPTV,杭州的数字IPTV系统正是这个模式。从提供的内容服务上看,有线数字电视不如IPTV。
1、音视频编解码技术
IPTV音视频编解码技术在整个系统中处于重要地位,IPTV作为IP网络上的视频应用,对音视频编解码有很高的要求。首先,编码要有高的压缩效率和好的图像质量,压缩效率越高,传输占用带宽越小;图像质量越高,用户体验则越好。其次,IPTV平台应能兼容不同编码标准的媒体文件,以适应今后业务的发展。,要求终端支持多种编码格式或具备解码能力在线升级功能。
目前主流的视频编码格式有以下几种:MPEG-2(ISO/EC13818-2)、MPEG-4Part2(ISO/IEC14496-2)、H.264/AVC(即MPEG-4 Part10)、微软的WMV-9、Real公司的视频格式,前三者为公开的国际标准,后两者为企业的私有标准。
IPTV是利用计算机或机顶盒+电视完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪等功能。它采用高效的视频压缩技术,使视频流传输带宽在800Kb/s时可以有接近DVD的收视效果(通常DVD的视频流传输带宽需要3Mb/s),对今后开展视频类业务如因特网上视频直播、远距离真视频点播、节目源制作等来讲,有很强的优势,是一个全新的技术概念。
H.264具有高的编码效率和图像质量,代表了编解码技术的发展方向。同时,由于标准的开放性以及获得了3GPP、DVDForum的支持,H.264已被大多数运营商和产业界看好,它将成为IPTV乃至互联网上其他视频业务的编码标准。
2、流媒体传送技术
IPTV的业务是数字音视频流业务,流媒体传送技术相当重要,如果传送技术高效可靠,不仅可以节约系统带宽,还可以减轻系统负担,使系统得到优化。通常,IPTV系统中流媒体的传送方式随用户接收方式不同而不同。从终端用户看主要有点播和广播两种接收方式。
2.1点播接收方式下流媒体传送
点播接收具有个性化,接收的内容和时间取决于用户喜好,具有实时交互特点。同时,点播业务对网络带宽的需求也很大,为了避免大量消耗骨干带宽,同时保证服务质量,要求IP网络能有效地将视频流推送到用户接入网络,使用户尽可能就近访问。内容分发网络(CDN)就能提供这种支持。
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。
2.2广播接收方式下流媒体传送
广播接收在用户看来是被动的,用户对内容选择只限于所提供的频道,是非交互型的。由于收看广播的用户收看的是相同内容,为了减少网络带宽浪费,广播接收方式对IP网络提出了组播功能要求。
3、宽带接入网络技术
IPTV接入可以充分利用现有宽带接入技术,主要有xDSL、FTTx+LAN、CableModem等三种。
3.1xDSL
目前,xDSL技术中常用的技术有ADSL和VDSL。
ADSL是上下行传输速率不相等的DSL技术,它在一对双绞线上提供的下行速率为1.5Mbit/s~8Mbit/s,上行速率为16Mbit/s~640kbit/s。目前ADSL是我国主要的宽带接入方式,普通家庭用户ADSL速率通常在下行1Mbit/s左右,而IPTV需要大约3Mbit/s的下行带宽,因此,普通用户ADSL可以通过提速支持IPTV业务。
VDSL在一对双绞线上提供的下行速率为3Mbit/s-52Mbit/s,上行速率为1.5Mbit/s-2.3Mbit/s。因此,VDSL可以更好地支持IPTV业务。
3.2FTTx+LAN
FTTx技术是光纤到x的简称,它可以是光纤到户(FTTH)、光纤到局(FTTE)、光纤到配线盒/路边(FTTC)、光纤到大楼/办公室(FTTB/O)。
光纤具有很宽的带宽,可以说,光纤到户技术非常有利于开展IPTV业务。
3.3CableModem
CableModem接入方式是利用有线电视的同轴电缆传送数据信息,它的上下行速率可高达48Mbit/s。但CableModem是一种总线型的接入方式,同一条电缆上的用户互相共享带宽,在密集的住宅区,若用户过多,CableModem一般难以达到较为理想的速率。
4、IP机顶盒技术
IP机顶盒主要实现3方面的功能:a)与宽带接入网连接,收发和处理IP数据和视频流;b)对接收的视频流进行解码,包括对MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、WMV、Real等编码格式的解码,支持视频点播、电视屏幕显示、数字版权管理等功能;c)支持HTML网页浏览、网络游戏等。
IPTV机顶盒所有功能的实现均基于高性能微处理器,嵌入式操作系统是对芯片实时解码和纯软件实时解码应用的基本支撑平台。目前,IPTV机顶盒的嵌入式操作系统基本上分为嵌入式WinCE和嵌入式Linux两类。
4.1嵌入式WinCE机顶盒
WinCE特点是其API与Win32兼容,这有利于使用Windows环境开发WinCE应用,此外,WMV-9播放器还可直接运行于WinCE,许多现成的Windows组件稍加改造就能应用于终端上的网络管理以及视频流控制等,这些对DSL低带宽环境充分分享WindowsMedia成果而言,不能不说是事半功倍的终端开发捷径。
4.2嵌入式Linux机顶盒
嵌入式Linux机顶盒以专用的多媒体微处理器为,辅以以太接口和视频接口构成系统。多媒体微处理器带有MPEG-2或MPEG-4实时解码功能芯片。系统优点是:a)视频处理速度明显提高,特别适合视频直播系统应用;b)内存占用少,硬件结构紧凑,成本不高;c)Linux源代码公开,有大量开发工具和应用软件可用;d)Linux操作系统非常稳定,内核精悍,运行所需资源少,并有的网络功能,支持的硬件数量庞大。高性价比是其特色。
5、结束语
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,带来了很大的机遇,有利于信息产业的发展。
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