IPTV從播控到接收的技術(shù)策略

羅建光

湖南廣播電視臺播控中心，湖南長沙 410003

摘 要 簡要論述IPTV網(wǎng)絡(luò)電視的定義和原理，分析IPTV與OTT TV的區(qū)別，探討IPTV播控平臺的構(gòu)建、傳輸以及用戶的接收等問題。

關(guān)鍵詞 IPTV；集成播控；機頂盒

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-0360（2017）09-0036-02

IPTV又稱為交互式網(wǎng)絡(luò)電視，為新媒體的一種細(xì)分類型，利用IP網(wǎng)絡(luò)，向用戶提供交互式多媒體服務(wù)，具有顯著的互動性與虛擬化。隨著國家三網(wǎng)融合政策的實施，IPTV取得了長足發(fā)展。本文將就IPTV的一些技術(shù)問題展開分析。

1 IPTV的工作原理

IPTV的基本原理與基于互聯(lián)網(wǎng)的電話服務(wù)VoIP類似，把呼叫分為若干數(shù)據(jù)包，通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送，然后在另一端進行復(fù)原。具體傳輸實現(xiàn)過程是：首先進行編碼，把視音頻信號進行信源編碼，轉(zhuǎn)化成適合IP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式，通過互聯(lián)網(wǎng)進行流媒體傳送，最后通過機頂盒解碼播放。IPTV傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含視頻和同步的音頻。

2 IPTV與OTT TV的區(qū)別與融合（見表1）

IPTV主要使用H264、MPEG-4、AVS視頻編碼技術(shù)，而OTT TV則根據(jù)終端的配置，支持多種視頻編解碼，相對IPTV視頻，碼率較低，具有自適應(yīng)功能。IPTV與OTT TV應(yīng)當(dāng)互相推動，未來可以嘗試在IPTV中部署部分OTT TV終端，實現(xiàn)融合發(fā)展。

3 IPTV集成播控平臺技術(shù)運營策略

3.1 IPTV的業(yè)務(wù)形式

（1）直播電視業(yè)務(wù)：將數(shù)字電視信號通過轉(zhuǎn)碼轉(zhuǎn)換為適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流和格式，與數(shù)字電視頻道同步播出，一般采用硬件方式實現(xiàn)。

（2）輪播電視業(yè)務(wù)：將內(nèi)容相關(guān)性較大的節(jié)目以專業(yè)化的頻道，采用硬盤集成播出。

（3）點播、回放電視業(yè)務(wù)：點播是將節(jié)目按類別等在EPG（電子節(jié)目單）界面進行展示，用戶可以選擇想看的節(jié)目進行播放?；胤殴δ軇t可以讓用戶觀看設(shè)定天數(shù)內(nèi)的所有節(jié)目。

（4）時移電視：用戶在觀看直播電視時，可以實現(xiàn)對節(jié)目的暫停、后退等操作。

3.2 IPTV集成播控平臺簡介

IPTV集成播控平臺實行兩級架構(gòu)，中央設(shè)立一個集成播控總平臺，地區(qū)（?。┰O(shè)立一個分平臺，系統(tǒng)的平臺架構(gòu)是開放的，便于媒體內(nèi)容的接入和增值業(yè)務(wù)的應(yīng)用。兩級平臺間采用SDH方案進行廣域網(wǎng)互聯(lián)。

中央電視臺是全國唯一的IPTV集成播控總平臺，負(fù)責(zé)全國范圍內(nèi)的數(shù)字版權(quán)保護、節(jié)目內(nèi)容管理、EPG管理、產(chǎn)品管理、應(yīng)用服務(wù)業(yè)務(wù)管理及運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計。全國性IP電視節(jié)目資源，分別接入到各省IP電視播控分平臺，分平臺通過IP電視傳輸分發(fā)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供端到端的服務(wù)。各省分平臺接收總平臺下發(fā)的全國性內(nèi)容及元數(shù)據(jù)、產(chǎn)品、EPG模塊等，負(fù)責(zé)本地區(qū)節(jié)目源的集成和監(jiān)看、EPG菜單管理、DRM的本地部署和應(yīng)用以及用戶的開通鑒權(quán)計費等。三網(wǎng)融合全媒體環(huán)境下對集成播控平臺的要求見表2。

3.3 IPTV集成播控平臺的組成和關(guān)鍵技術(shù)

IPTV集成播控包含內(nèi)容生產(chǎn)制作平臺、內(nèi)容服務(wù)集成平臺、運營支撐管理平臺、業(yè)務(wù)管理平臺和安全播出管理平臺。由多個功能模塊組成，包括對上游內(nèi)容商的接口、內(nèi)部功能模塊以及對電信運營商的接口。IPTV播控平臺的內(nèi)部處理單元包括信源的編轉(zhuǎn)碼、存儲系統(tǒng)、流媒體系統(tǒng)、DRM、運營支撐管理和目錄服務(wù)。關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容包括：視音頻的編解碼技術(shù)、寬帶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、DRM數(shù)字版權(quán)技術(shù)、流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、IP單播和組播技術(shù)、虛擬存儲技術(shù)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)技術(shù)。

不同節(jié)目源通過衛(wèi)星、地面無線或IP網(wǎng)絡(luò)專線采集以后，要按規(guī)定的格式和碼率進行壓縮編碼，目前主要采用的是H264、MPEG4和AVS。源信號轉(zhuǎn)化為適合IP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流文件，提供本地直播內(nèi)容和時移業(yè)務(wù)；由于數(shù)據(jù)量龐大加上管理信息的重要性，存儲系統(tǒng)必須兼顧容量與可靠性。存儲系統(tǒng)主要包括存儲設(shè)備、存儲網(wǎng)絡(luò)和管理軟件，存儲網(wǎng)絡(luò)則有直接訪問存儲、網(wǎng)絡(luò)附加存儲和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)3種方式；流媒體服務(wù)器負(fù)責(zé)將音視頻數(shù)據(jù)流推送到寬帶網(wǎng)絡(luò)中，采用邊下載邊播放的流媒體播放方式。它的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議有實時傳輸、實時傳輸控制、實時傳輸流媒體、資源預(yù)留等。流媒體服務(wù)器是播控平臺的重要節(jié)點，應(yīng)當(dāng)具有很高的性能和穩(wěn)定性，必須具備提供大量并發(fā)訪問服務(wù)的能力?？梢圆捎梅?wù)器集群技術(shù)，配置要用冗余；運營支撐系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)、用戶、媒體內(nèi)容和業(yè)務(wù)應(yīng)用的管理，完成數(shù)據(jù)采集、智能推薦、計費、統(tǒng)計分析、認(rèn)證鑒權(quán)和EPG服務(wù)；DRM則保護數(shù)字媒體免受未經(jīng)授權(quán)的播放和復(fù)制，包括數(shù)據(jù)加密、版權(quán)保護、數(shù)字水印。IP播送服務(wù)時，要對用戶或終端設(shè)備進行論證，從DRM授權(quán)/密匙服務(wù)器向用戶和終端傳送密匙，這樣用戶才能對已加密的流媒體節(jié)目進行解密和播放。

3.4 IPTV播控流程

以直播為例，衛(wèi)星或電纜將直播信號接收下來，播控系統(tǒng)通過矩陣等調(diào)度將SDI信號送入編碼器，SDI信號轉(zhuǎn)為H264組播碼流，經(jīng)過DRM服務(wù)器完成直播加密，流媒體服務(wù)器向用戶推送加密組播流，并實時將數(shù)據(jù)存入磁盤陣列中供時移使用。

3.5 IPTV播控平臺的維護策略

日常值班過程中要認(rèn)真監(jiān)聽監(jiān)看信號源，定期巡檢編解碼器，查看是否有異常報警信息。定期更新回放用節(jié)目單，對點播節(jié)目平臺進行接收情況的檢查和點播套餐的添加。定期對片源存儲平臺、EPG系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器平臺、OSS系統(tǒng)等進行檢測和維護。

4 IPTV的傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接收

IPTV使用TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，包括寬帶接入網(wǎng)和骨干網(wǎng)。寬帶接入網(wǎng)把機頂盒或個人PC等用戶終端接入骨干網(wǎng)，骨干網(wǎng)多采用千兆或萬兆以太網(wǎng)，對單播或多播的IP數(shù)據(jù)流進行路由、交換和傳輸。IPTV是互聯(lián)網(wǎng)電視B/S模式的另一種具體實現(xiàn)，這種瀏覽器/服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)電視模式是建立在廣域網(wǎng)基礎(chǔ)上的，用戶通過機頂盒或者在電腦上加裝IPTV瀏覽器與播放軟件就可以觀看。目前基于STB+電視的終端應(yīng)用最為普遍，IP機頂盒（STB）主要功能是接收和處理IP數(shù)據(jù)流，完成接入支持、業(yè)務(wù)支持、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)H264、MPEG2和AVS等多種解碼，同時具備DRM管理、交互控制、內(nèi)容緩存、鑒權(quán)和網(wǎng)管功能。

5 結(jié)束語

IPTV整個系統(tǒng)涉及音視頻編解碼、流化、內(nèi)容分發(fā)、組播、DRM等多種技術(shù)的集成，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的快速提升，H265和AVS+的推廣應(yīng)用以及DASH傳輸協(xié)議的不斷優(yōu)化，為IPTV傳輸高質(zhì)量的音視頻提供了網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)保障，云計算與虛擬技術(shù)的應(yīng)用則為IPTV開啟了CDN多點視頻分發(fā)的良好前景。

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