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IPTV系统的技术概要
IPTV技术是一项系统技术。它能使音、视频内容节目或信号，以IP包的方式，在不同物理网络中，被安全、有效且保质地传送或分发给不同用户。它包括音、视频编解码技术、音、视频服务器和存储阵列技术、IP单播(unicast)和组播(multicast)技术、IP QoS技术、 IP信令技术（如SIP技术）、内容分送网络(CDN)技术、数字版权管理(DRM)技术、IP机顶盒与EPG技术、用户管理和收费系统技术等。它还涉及各种不同的宽带接入网络技术，如Cable Modem网络技术、以太网络技术和ADSL网络技术。IPTV系统技术能用来提供将视、音频流媒体节目，如IP电视节目，从节目中心（first mile）播出，并通过骨干网、城域网和宽带接入网（last mile）传输，直到被用户接收端到端的完整技术解决方案。一个端到端的IPTV系统一般具有节目采集、存储和服务、节目传送网络、用户接收端四个部件。 前端系统 IPTV前端一般要完成节目采集与存储和服务二项功能。节目采集包含节目的接收（如从卫星、CATV网、地面无线和IP/ATM网络等）、节目的压缩编码或转换编码（transcoding）及格式化、加密和DRM打包、以及节目生成等。节目存储和服务则完成对经节目采集程序处理后生成的节目进行大规模存储或播送。 这里的播送服务不仅是要将加密的视音频流媒体节目，以IP包单播或组播的方式，从视频服务器播送出去，而且还要对用户或用户终端设备进行认证（authentication），并从DRM授权/密钥服务器(DRM license server)，向被认证的用户或用户终端设备传送DRM授权/密钥，使用户能够对已接收的加密视音频流媒体节目进行解密和播放。IPTV所使用的DRM技术，与传统的条件接收技术相比，具有二个基本的不同之处。一是，前者是对视音频流媒体内容本身进行加密，而后者是对连接/传输层如MPEG2系统复用层/流进行加密；二是，前者的DRM授权/密钥一般不与被加密的视音频流媒体节目流一起传送，而后者的密钥如ECM必须与被加密的视音频流媒体节目流一起传送。 传送网络 IPTV系统的节目传送功能是由IP骨干网、IP城域网、有线电视前端或电信中心站、以及相应的宽带接入网络完成的。对以IP单播或组播方式发送的视音频流媒体节目流进行路由交换传输，是IP骨干网和IP城域网在IPTV系统网络中要发挥的基本功能。一般而言，IP骨干网和IP城域网现有的路由器可以很容易地支持各种不同的IP单播路由协议，但它们的许多必须通过升级方能支持IP组播路由交换。目前，各设备厂家普遍支持的IP组播协议是IGMPv2。为了保证所传送的IPTV节目流的质量和实时收看性，IP骨干网和IP城域网通常要采用各种不同的IP QoS技术，如Diffserv和MPLS等。此外，为了提高对IPTV节目流点播的响应和传输实时性，以及解决或减缓IPTV点播请求的冲击性和波动性对IPTV前端设计容量所造成的压力，IP骨干网和IP城域网上普遍采用了内容分送网络技术。IP骨干网和IP城域网也可以采用不同的低层物理网，以IP over SDH/SONET（即packet over SDH/SONET）、IP over ATM 或 IP over DWDM optical （如千兆/万兆光以太网）的方式提供传输服务。有线电视前端或电信中心站则根据相应的宽带接入网络，如Cable Modem网络或DSL网络，将IP视音频流媒体节目流以IP over DOCSIS或IP over DSL的方式，通过放在有线电视前端的CMTS鉴定或电信中心站的DSLAM设备，向用户发送出去。有线电视前端或电信中心站还往往配备有视音频流媒体节目流内容服务器和DRM授权/密钥服务器，具有节目存储和服务功能。 网络电视系统所使用的是以TCP/IP协议为主的网络，包括骨干/城域网络、宽带接入网络和内容分发网络等。骨干/城域网络主要完成视频流在城市范围和城市之间的传送，目前城域网络主要采用千兆/万兆以太网络，而长距离的骨干网络则较多选用SDH或DWDM作为IP业务的承载网络。宽带接入网络主要完成用户到城域网络的连接，目前常见的宽带接入网络包括xDSL、LAN、WLAN和双向HFC等，可以为用户提供数百kbps至100Mbps的带宽。内容分发网络是一个叠加在骨干/城域网络之上的应用系统，其主要作用是将位于前端的视频内容分布存放到网络的边缘以改善用户获得服务的质量，减少视频流对骨干/城域网络的带宽压力。 一般而言网络电视系统的前端直接连接在骨干/城域网络上，视频流通过内容分发网络被复制到位于网络边缘的宽带接入设备或边缘服务器中，然后通过宽带接入网络传送到业务的接收端，由此可以看出网络电视业务中的视频流实际上是通过分布在全网边缘的各个宽带接入设备或边缘服务器与前端部分共同完成的。 接收端 IPTV用户终端设备被用来接收、存储和播放及转发IP视音频流媒体节目。基本型IPTV用户终端设备的硬件没有内置cable modem 或DSL modem，它只提供一个以太网接口，与外部的cable modem 、DSL modem或以太网HUB相接。集成式的IPTV用户终端设备则内置cable modem 或DSL modem，可与cable modem 或DSL 宽带网络直接相连。高端IPTV用户终端设备还带有内置硬盘，可以提供IPTV DVR功能，甚至支持IEEE802.11无线联网功能,能将受DRM保护的IP视音频流媒体节目通过无线传输给其它设备,如PC机等。一个IPTV用户终端设备必须带有IPTV系统所使用的DRM技术之客户端软件。为了使IPTV系统成为一个开放式的业务平台，IPTV用户终端设备通常还使用了中间件软件。 网络电视系统的接收端包括了计算机、电视、手机和其他智能终端设备。计算机设备包括了各种台式计算机以及各种可以移动的计算机，如PDA等，此类设备的特点是自身具备较强的处理能力，不仅可以独立完成视频解码显示任务，同时还可以安装其它软件完成信息交互、自动升级和远程管理等功能，如浏览器和终端管理代理等。电视一般仅具备显示各类模拟和数字视频信号的能力，目前市场上大多数的模拟电视需要配备专门的数字视频处理设备，如机顶盒（Set Top Box, STB），后才可以完成数字视频的显示工作；近期才开始上市的数字电视产品可以接收基于DVB的数字电视信号，但对于网络电视业务来说仍然需要增加相应的功能。手机作为网络电视业务的终端显示设备必须具备处理和显示数字视频信号的能力，目前市场上出现的可以处理显示动态画面的手机由于其网络传输速率和视频解码处理能力的限制还无法提供比较流畅的视频信号，因此在3G网络投入运营以及有更为有效的编码方案后，手机会逐步成为网络电视的真正终端设备。 视频流在到达接收端的各类终端设备经过解码后显示出来，同时需要接收和显示的内容还包括了电子节目指南等信息。计算机与节目指南服务器间可以通过标准的HTTP协议以HTML格式传输节目指南信息，因此在服务系统中无须进行特殊的处理；而机顶盒在与节目指南服务器进行信息交换时尽管基本上也采用标准的传输协议和格式，但是由于机顶盒操作系统和中间件的不同，需要在机顶盒与节目指南服务器间进行相关的定制工作。此外，各类终端设备还可以通过网管代理实现远程监控、自动升级等功能。 |
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