IPTV中的若干關(guān)鍵技術(shù)分析(上)

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV），內(nèi)容提供商(ICP)， 數(shù)字版權(quán)管理 (DRM)，數(shù)字視頻水印（VWM），內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)，工作流(WF)。

一、 引言

近年來(lái)，寬帶接入作為一種新的互聯(lián)網(wǎng)接入方式，在用戶(hù)不斷增長(zhǎng)的需求拉動(dòng)下，發(fā)展迅猛。據(jù)CNNIC發(fā)布的互聯(lián)網(wǎng)年度報(bào)告稱(chēng)，截至2004年6月，全國(guó)上網(wǎng)用戶(hù)總?cè)藬?shù)已經(jīng)達(dá)到8700萬(wàn)，其中寬帶用戶(hù)數(shù)達(dá)到3100萬(wàn)（包括ADSL、Cable Modem、LAN等），用戶(hù)群體已經(jīng)初具規(guī)模。根據(jù)粗略的估計(jì)，到2005年的6月，上網(wǎng)人數(shù)將突破1億，寬帶用戶(hù)數(shù)將達(dá)到4000萬(wàn)。

寬帶用戶(hù)的急劇增長(zhǎng)，用戶(hù)需求呈現(xiàn)出多元化的新趨勢(shì)，對(duì)多媒體應(yīng)用需求增強(qiáng)，對(duì)個(gè)性化服務(wù)的要求越來(lái)越高。網(wǎng)上視音頻服務(wù)作為寬帶所提供的獨(dú)特內(nèi)容，目前僅以7.1%的占用率，落后于新聞瀏覽（29.59%）、資料下載（24.85%）、休閑游戲（15.98%）等應(yīng)用。

這種困局是單獨(dú)的電信運(yùn)營(yíng)商（ISP）或者內(nèi)容提供商（ICP）所無(wú)法解決的：電信運(yùn)營(yíng)商擁有良好的寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和用戶(hù)服務(wù)體系，但是沒(méi)有內(nèi)容資源；內(nèi)容提供商擁有豐富的節(jié)目?jī)?nèi)容，但是缺少完善的客服體系，以及傳輸節(jié)目所必須的寬帶設(shè)施。由此可見(jiàn)，電信運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容提供商等互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的各市場(chǎng)主體已經(jīng)無(wú)法孤軍奮戰(zhàn)，攜手合作、實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)已經(jīng)成為共識(shí)。具體的產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)系見(jiàn)本文圖1。

網(wǎng)絡(luò)電視和IPTV這個(gè)詞已經(jīng)成為一個(gè)熱門(mén)的關(guān)鍵詞，各種說(shuō)法和解釋、定義都有，為了清楚地表述本文作者的觀點(diǎn)，筆者把在本文中所述的網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV）定義如下：網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV），是一種新推出的寬帶網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容收費(fèi)服務(wù)，是傳統(tǒng)的電視媒體和新興的網(wǎng)絡(luò)媒體相互影響、相互融合的產(chǎn)物；內(nèi)容包括視頻、音頻、游戲和其它增值業(yè)務(wù)，形式上包括直播、點(diǎn)播，系統(tǒng)技術(shù)上支持收費(fèi)服務(wù)，服務(wù)質(zhì)量上必須保證播放流暢。

網(wǎng)絡(luò)電視在系統(tǒng)形態(tài)和體系結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)電視大同小異，主要由節(jié)目規(guī)劃、采集、編輯、包裝、發(fā)布、用戶(hù)管理、計(jì)費(fèi)等部分組成，它與數(shù)字電視更加接近。那么，面對(duì)洶涌而來(lái)的網(wǎng)絡(luò)電視大潮，廣大的內(nèi)容提供商們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)？如何建設(shè)自己的IPTV？在IPTV中有哪些關(guān)鍵技術(shù)是內(nèi)容提供商必須要關(guān)注的？這正是本文要重點(diǎn)進(jìn)行探討的。

二、 IPTV的技術(shù)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)電視（IPTV），是一個(gè)涉及內(nèi)容提供商、內(nèi)容運(yùn)營(yíng)商、電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和最終用戶(hù)的綜合系統(tǒng)，流媒體數(shù)據(jù)、用戶(hù)認(rèn)證/授權(quán)信息、帳務(wù)信息等要在這幾個(gè)參與者之間實(shí)時(shí)地交互，圖2是網(wǎng)絡(luò)電視描述的業(yè)務(wù)流程。

網(wǎng)絡(luò)電視，主要包括節(jié)目制作發(fā)布系統(tǒng)（包含內(nèi)容采集系統(tǒng)、內(nèi)容存儲(chǔ)系統(tǒng)、節(jié)目制作系統(tǒng)、節(jié)目審查系統(tǒng)、節(jié)目編排系統(tǒng)、數(shù)字版權(quán)管理系統(tǒng)、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、網(wǎng)站發(fā)布系統(tǒng)等）、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)BOSS（包含用戶(hù)管理系統(tǒng)、認(rèn)證/授權(quán)/計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全/網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、底層業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)等）。系統(tǒng)功能關(guān)系如圖3所示。

三、 IPTV中的關(guān)鍵技術(shù)分析

IPTV系統(tǒng)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)比較多，如流媒體技術(shù)、DRM、BOSS、Portal、預(yù)約和淘汰等等，限于篇幅，本文重點(diǎn)討論其中的部分關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

3.1 流媒體技術(shù)

IPTV的平臺(tái)技術(shù)是流媒體技術(shù)。流媒體(Streaming Media)是指采用流式傳輸技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上播放的連續(xù)音視頻媒體格式文件。流媒體在播放前并不需要下載整個(gè)文件，而是只經(jīng)過(guò)幾秒或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)（Buffering），先把文件開(kāi)始部分的內(nèi)容讀入客戶(hù)機(jī)內(nèi)存中，這樣即可在客戶(hù)機(jī)上利用解壓設(shè)備(硬件或軟件)對(duì)壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓后進(jìn)行播放。而此時(shí)多媒體文件的剩余部分將在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。與單純的下載方式相比，這種對(duì)多媒體文件邊下載邊播放的流式傳輸方式不僅使啟動(dòng)延時(shí)大幅度地縮短，而且對(duì)系統(tǒng)緩存容量的需求也大大降低。流媒體技術(shù)目前已廣泛用于實(shí)時(shí)視頻會(huì)議、網(wǎng)上新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告等。

選擇某一流媒體服務(wù)后，Web瀏覽器與Web服務(wù) 器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，將需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來(lái)。然后客戶(hù)機(jī)上的Web瀏覽器啟動(dòng)A/V客戶(hù)程序，使用HTTP從Web服務(wù)器檢索相關(guān)參數(shù)對(duì)客戶(hù)程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息、A/V數(shù)據(jù)的編碼類(lèi)型或與A/V檢索相關(guān)的服務(wù)器地址。流媒體服務(wù)器把存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的A/V信息以A/V流的形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給相應(yīng)的客戶(hù) ，響應(yīng)客戶(hù)的交互請(qǐng)求，保證A/V流的連續(xù)輸出。A/V信息具有同步性要求，一方面必須以恒定或接近恒定的速率播放，否則會(huì)引起畫(huà)面的抖動(dòng)；另一方面，在A/V流中包含的多種信號(hào)必須保持同步 ，如畫(huà)面的配音必須與口型相一致。在響應(yīng)客戶(hù)的A/V流后，流媒體服務(wù)器從存儲(chǔ)系統(tǒng)讀入一部分A/V數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)于這個(gè)A/V流的特定的緩存中，然后將此緩存中的內(nèi)容送入網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到客戶(hù)端。

目前主流的流媒體廠家和格式包括：微軟公司的WindowsMedia，RealNetworks公司的RealMedia，和Apple公司的Quicktime。其中，尤以WindowsMedia 和RealMedia占主流地位。新興的H.264壓縮標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)用到流媒體中。

由于流媒體的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各個(gè)ICP要為現(xiàn)有的數(shù)字化后的節(jié)目保留一個(gè)發(fā)展的通道。通俗地說(shuō)，也就是要為現(xiàn)在的以流媒體形式保存的數(shù)字資產(chǎn)保留轉(zhuǎn)碼輸出的通道，以達(dá)到資產(chǎn)應(yīng)用的最大化。

3.2 數(shù)字內(nèi)容保護(hù)技術(shù)——DRM和數(shù)字水印

對(duì)于內(nèi)容提供商，內(nèi)容是它的核心資產(chǎn)，這個(gè)資產(chǎn)在廣大的電視臺(tái)目前實(shí)現(xiàn)價(jià)值的途徑有兩個(gè)，一個(gè)是通過(guò)電視播出吸引觀眾，間接地通過(guò)廣告費(fèi)的形式實(shí)現(xiàn)價(jià)值；另外一個(gè)途徑是電視作品的買(mǎi)賣(mài)。在內(nèi)容數(shù)字化以后，很容易擴(kuò)散和傳播，給內(nèi)容提供商也帶來(lái)了無(wú)限的煩惱，一方面要銷(xiāo)售這些數(shù)字內(nèi)容，一方面去苦惱如何保護(hù)它們不被非法傳播。除了法律的手段以外，內(nèi)容保護(hù)（CP）技術(shù)從技術(shù)層面上給ICP們以有力的保障。

內(nèi)容保護(hù)技術(shù)適用于所有數(shù)字化的資產(chǎn)，只不過(guò)對(duì)于支持IPTV的ICP們顯得更為迫切，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的傳播更為快捷。

內(nèi)容保護(hù)（CP）技術(shù)，主要分為主動(dòng)的以license、key為主的數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management）技術(shù)，和以?xún)?nèi)容里嵌入隱藏的加密信息為主數(shù)字水?。―igital Watermark）技術(shù)。下面分別進(jìn)行闡述。

作者：北京北大方正電子有限公司數(shù)字媒體事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)