流媒体技术的典型应用——IPTV业务

聂秀英 2005/08/18

表1　不同厂家流文件格式

3.元数据技术

　　元数据是描述、解释、定位或者为更容易地进行检索、使用或管理信息资源而进行的结构化信息。换句话讲，元数据是指有关数据的数据或有关信息的信息。在IPTV业务中，在向用户提供可供用户使用的信息的导航服务和终端适配服务，是需要元数据系统所提供的服务。由ISO/IEC所制订的MPEG-7和MPEG-21便是关于采用MPEG编码压缩技术处理的图像信息的元数据。ITU-T SG 16在2004年冻结了基于策略的网络内容分发使用的元数据框架建议的F.MDF(元数据框架建议)。该建议规定了在网络上用于基于策略的内容投递使用的ITU-T元数据框架体系结构。内容包括以实时流、点播流和下载配置的多媒体Web内容以及数字广播节目。

4.内容分发技术

　　(1)CDN技术

　　CDN是构建在IP网络之上的内容发布网络，其主要目的是通过该网络的构建减小IP骨干网络的传输压力，将连接到IP网络上的内容信息更迅速地分发到全球范围内连接到IP网络上的用户终端。

　　CDN网络主要由初始服务器、分布在网络“边缘”的缓存服务器、重定向DNS服务器和内容交换服务器组成。其中，初始服务器负责完成生成服务器信息内容；缓存服务器负责存储初始服务器的部分或全部信息内容；为用户进行地址解析的DNS服务器判断出用户所访问的网站采用了CDN技术进行内容分发时，将用户申请内容解析用的URL信息转发给重定向DNS，重定向DNS根据接收到的URL信息、转发URL的DNS的地址信息以及网站在构建CDN时缓存网站的配置情况，将距离转发URL的DNS最近的缓存网站的IP地址发送给DNS，DNS再将接收到的IP地址信息转发给用户，最终用户利用所接收到的IP地址完成与其“较近”的缓存网站的连接，通过接受“就近”的缓存网站所提供的服务来减轻骨干IP网络的传输压力，提高服务质量。

　　(2)组播技术

　　在提供组播业务时可采用两种实现方式。一种方式是利用组建IP网络的具有组播功能的路由器提供对一组用户的组播，信息源仅需将需要进行组播的信息发送给具有组播功能的路由器，组播路由器将为该信息所提供的组播组编号返回给信息源，信息源将该组播组编号向拟获得该信息的用户公布，用户通过加入相应的组播组编号加入到组播组从而接收到发送到组播组的组播信息。另一种方式是，信息源将信息发送到一个内容分发设备，并将欲发送到的用户的地址信息发送到该分发设备，由该分发设备将信息同时发送到列表中的所有用户，完成组播服务。

　　目前在IP网络上所提供的视讯直播节目是采用IP网络所具有的组播功能向用户提供的。为保护信息拥有者的数字版权、受控组播将是使用的主要方式。目前在一些国家正在进行在移动网络上提供流媒体业务的试验，为保持越区切换媒体流的连续性，在流媒体直播时，采用多地点组播方式来实现。

　　若组播组用户的数量较大，用户的分布比较分散，组播技术通常与CDN技术一起使用，利用CDN技术组建CDN网络，由初始信息源将信息组播到缓存信息节点，各缓存信息节点同时将接收到的信息在以组播的方式转发到用户，从而实现减少主干网络的拥塞和减轻信息服务器并发处理的压力的效果。

　　5.IPTV相关标准

　　在全球范围内制定与IPTV相关的标准化组织主要有ITU、流媒体联盟ISMA、开放移动联盟OMA、数字音/视频联盟(DAVIC)、ISO、交互式电视联盟(ITV)、DSL联盟、宽带业务联盟以及IETF等标准化组织。

　　Internet流媒体联盟(ISMA)，于2001年发布了ISMA实施规范1.0版本，该技术规范给出了利用开放的标准在IP网络上提供音/视频信息的框架结构。在2004年又对第1.0版本的规范进行了补充。

　　早在20世纪90年代IETF便在传送工作组中研究在IP网络传输语音和视频信息相关的标准，目前完成二十多个采用各种编码格式的视频信息的RTP封装格式，如RFC 3550规定了实时传送协议、RFC 2250规定了采用MPEG1/MPEG2编码的视频信息的RTP载荷标准。目前相关的标准仍在制定之中。IETF(互联网工程工作组)还在它的Integrated Service工作组提出了尽力传送(best-effort)服务和实时传送(real—time)服务两种方案。流媒体传输应是实时的，基础是RSVP、RTP、RTCP和RTSP协议。

　　OMA目前已经发布了用于移动通信网络的流媒体业务相关的一系列标准，包括技术框架、DRM等标准规范。

　　DAVIC于1998年至1999年制定了一系列音视频相关业务的技术规范。值得一提的是DAVIC1.5以TV anywhere anytime为题发布了相关的规范。

四、IPTV业务可能的系统模型

　　1.组播式IPTV业务可能的系统模型

　　IPTV业务提供者可以根据用户的请求，利用IP网络本身所提供的组播能力将视频信息以组播的方式传送给用户。此时，同时向相同的业务提供者请求发送相同内容信息的用户，可以由业务提供者安排在同一个组播组中接收到相同的信息。为给内容提供者提供知识产权保护，业务提供者提供条件接入控制。同时为减少骨干网络传输的压力，业务提供者在向众多的用户提供组播式业务时可以利用多级组播的形式来实现。组播式IPTV业务可能的系统模型示意如图1所示。

图1　组播式IPTV业务可能的系统模型

2.点播式IPTV业务可能的系统模型

　　IPTV业务可以根据用户自身的爱好向用户提供用户所选择的内容信息。业务提供者为每一个用户提供各自点播的内容信息。业务系统主要由导航系统、DRM管理系统、CDN管理系统内容提供者、CDN内容分发网络等部分组成。可能的系统模型如图2所示。

图2　点播式IPTV业务可能的系统模型

五、IPTV业务的优势及可能存在的问题

　　1.IPTV业务的优势

　　具有大量用户且深受用户欢迎的TV业务存在着如下一些问题：

　　(1)业务全部是以广播方式实现的，用户与系统之间没有交互性，若提供用户与业务提供者之间的交互性需要其他通信网络(如PSTN或Internet)辅助完成，通常需要有操作员辅助完成。

　　(2)正常的情况下，电视业务是严格按业务提供者所安排的时间表来进行。在相应的内容计划播放之前或之后，用户无法获得业务信息。

　　(3)通常情况下，某一电视业务提供者所提供的业务具有一定的地域限制，换句话讲，业务提供者仅能向其所覆盖的地域范围内的用户提供业务。

　　(4)目前电视节目的频道数受电视信号传送网络所采用的技术的限制，如采用无线传输方式时，电视节目的频道数受无线频带本身的限制不能无限制地增加。

　　(5)电视节目提供者需要特定的设备(通常价格较高)，其结果是普通的用户不能作为业务的提供者。

　　相对于传统的电视业务，IPTV业务具有如下一些优势：

　　(1)IPTV业务为用户提供交互通信的渠道。

　　(2)用户可以根据个人的喜好选择使用IPTV业务所提供的内容。

　　(3)用户可以在任何时间观看已经播放的视频节目或已经存在的内容信息。

　　(4)从技术和业务本身的特点来看，IPTV业务可以向用户提供无限数量的不同信息，为用户提供个性化信息提供方便。

　　(5)IPTV业务提供者可以向连接到基于IP协议的网络所覆盖的所有网络内的用户提供业务。

　　2.电信运营商提供IPTV业务存在的问题

　　IPTV目前被业界看作为IP网络上的又一杀手锏级应用。换句话说，业界人士对IPTV寄予厚望，但目前电信运营商提供IPTV业务还存在如下一些问题。

　　(1)内容问题

　　电信运营商主要以运营网络为主，其本身没有提供内容服务的经验。是否可以成功地提供IPTV业务，内容在其中起到非常重要的作用。虽然内容提供者可以通过IPTV业务平台找到内容分发的一种新的渠道，但由于受目前数字版权管理手段问题的困扰，只有在内容得到保护的情况下才能实现。目前情况下，若没有价钱可以被用户所接受，保护程度可以被内容提供者所接受的数字版权保护手段。电信运营商将很难从内容提供商处获得持续的内容。

　　(2)服务质量问题

　　目前所谈的IPTV业务主要包括组播方式的视频业务和点播方式的视频业务。在目前IP网络上开放视频广播/组播势必会造成网络的拥塞，业务的服务质量很难保证。对于点播业务，由于受到内容分发方式和点播用户数量的限制，在用户点播数量超过一定数量时，网络带宽和服务器的处理能力会影响到业务的服务质量。

　　(3)商业模式问题

　　从IPTV本身的名称便会使用户在决定是否使用该业务时，与目前被普遍接受的电视业务相比较，比较的内容包括价格、服务质量和使用的方便程度。目前广播电视主要是依靠广告收入来补充费用的不足。IPTV是否也要依靠收取广告费用来补充提供业务时的不足。

　　(4)内容检索问题

　　IPTV将要提供交互式的视频信息的投递，用户如何从海量的信息中找到自己希望得到的内容，业务提供者如何将内容信息分类也是该业务是否可以健康发展的问题。

　　(5)政策法规问题

　　IPTV业务的提供将打破内容信息的地域限制。而对于一些国家来讲，本地区可以播放的内容并不允许在超出其所规定的范围内播放，同时对于本地域之外的部分信息也不允许在本地域范围内播放。同时一些国家TV业务是由指定的部门经营，是否对电信运营者开放IPTV业务还不是很明朗。

六、结束语

　　基于IP协议的网络和图像信息处理技术的发展，使得采用基于IP协议的网络提供IPTV业务成为可能。无论是Internet网络运营者，还是内容信息提供者，对该业务均寄予很高的期望。网络运营者期望着该业务成为Internet上的一个杀手锏级应用，并为Internet带来巨大的经济利益。IPTV业务本身所具有的交互性，提供业务的灵活性等优势将促使该业务在某种程度上的发展。但也不能不注意到IPTV业务在其发展初期还存在着一些问题，可能会阻碍该业务迅猛地发展。IPTV业务可为用户提供按需内容信息的特点将使该业务成为目前电视(TV)业务很好的补充，但短期内不会取代目前电视业务的地位。IPTV业务和电视业务将在很长一段时间内共存。IPTV业务是否可成为Internet的杀手锏级应用还有待时间的检验。

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