流媒體技術的典型應用——IPTV業(yè)務

聶秀英 2005/08/18

表1　不同廠家流文件格式

3.元數據技術

　　元數據是描述、解釋、定位或者為更容易地進行檢索、使用或管理信息資源而進行的結構化信息。換句話講，元數據是指有關數據的數據或有關信息的信息。在IPTV業(yè)務中，在向用戶提供可供用戶使用的信息的導航服務和終端適配服務，是需要元數據系統(tǒng)所提供的服務。由ISO/IEC所制訂的MPEG-7和MPEG-21便是關于采用MPEG編碼壓縮技術處理的圖像信息的元數據。ITU-T SG 16在2004年凍結了基于策略的網絡內容分發(fā)使用的元數據框架建議的F.MDF(元數據框架建議)。該建議規(guī)定了在網絡上用于基于策略的內容投遞使用的ITU-T元數據框架體系結構。內容包括以實時流、點播流和下載配置的多媒體Web內容以及數字廣播節(jié)目。

4.內容分發(fā)技術

　　(1)CDN技術

　　CDN是構建在IP網絡之上的內容發(fā)布網絡，其主要目的是通過該網絡的構建減小IP骨干網絡的傳輸壓力，將連接到IP網絡上的內容信息更迅速地分發(fā)到全球范圍內連接到IP網絡上的用戶終端。

　　CDN網絡主要由初始服務器、分布在網絡“邊緣”的緩存服務器、重定向DNS服務器和內容交換服務器組成。其中，初始服務器負責完成生成服務器信息內容；緩存服務器負責存儲初始服務器的部分或全部信息內容；為用戶進行地址解析的DNS服務器判斷出用戶所訪問的網站采用了CDN技術進行內容分發(fā)時，將用戶申請內容解析用的URL信息轉發(fā)給重定向DNS，重定向DNS根據接收到的URL信息、轉發(fā)URL的DNS的地址信息以及網站在構建CDN時緩存網站的配置情況，將距離轉發(fā)URL的DNS最近的緩存網站的IP地址發(fā)送給DNS，DNS再將接收到的IP地址信息轉發(fā)給用戶，最終用戶利用所接收到的IP地址完成與其“較近”的緩存網站的連接，通過接受“就近”的緩存網站所提供的服務來減輕骨干IP網絡的傳輸壓力，提高服務質量。

　　(2)組播技術

　　在提供組播業(yè)務時可采用兩種實現方式。一種方式是利用組建IP網絡的具有組播功能的路由器提供對一組用戶的組播，信息源僅需將需要進行組播的信息發(fā)送給具有組播功能的路由器，組播路由器將為該信息所提供的組播組編號返回給信息源，信息源將該組播組編號向擬獲得該信息的用戶公布，用戶通過加入相應的組播組編號加入到組播組從而接收到發(fā)送到組播組的組播信息。另一種方式是，信息源將信息發(fā)送到一個內容分發(fā)設備，并將欲發(fā)送到的用戶的地址信息發(fā)送到該分發(fā)設備，由該分發(fā)設備將信息同時發(fā)送到列表中的所有用戶，完成組播服務。

　　目前在IP網絡上所提供的視訊直播節(jié)目是采用IP網絡所具有的組播功能向用戶提供的。為保護信息擁有者的數字版權、受控組播將是使用的主要方式。目前在一些國家正在進行在移動網絡上提供流媒體業(yè)務的試驗，為保持越區(qū)切換媒體流的連續(xù)性，在流媒體直播時，采用多地點組播方式來實現。

　　若組播組用戶的數量較大，用戶的分布比較分散，組播技術通常與CDN技術一起使用，利用CDN技術組建CDN網絡，由初始信息源將信息組播到緩存信息節(jié)點，各緩存信息節(jié)點同時將接收到的信息在以組播的方式轉發(fā)到用戶，從而實現減少主干網絡的擁塞和減輕信息服務器并發(fā)處理的壓力的效果。

　　5.IPTV相關標準

　　在全球范圍內制定與IPTV相關的標準化組織主要有ITU、流媒體聯盟ISMA、開放移動聯盟OMA、數字音/視頻聯盟(DAVIC)、ISO、交互式電視聯盟(ITV)、DSL聯盟、寬帶業(yè)務聯盟以及IETF等標準化組織。

　　Internet流媒體聯盟(ISMA)，于2001年發(fā)布了ISMA實施規(guī)范1.0版本，該技術規(guī)范給出了利用開放的標準在IP網絡上提供音/視頻信息的框架結構。在2004年又對第1.0版本的規(guī)范進行了補充。

　　早在20世紀90年代IETF便在傳送工作組中研究在IP網絡傳輸語音和視頻信息相關的標準，目前完成二十多個采用各種編碼格式的視頻信息的RTP封裝格式，如RFC 3550規(guī)定了實時傳送協議、RFC 2250規(guī)定了采用MPEG1/MPEG2編碼的視頻信息的RTP載荷標準。目前相關的標準仍在制定之中。IETF(互聯網工程工作組)還在它的Integrated Service工作組提出了盡力傳送(best-effort)服務和實時傳送(real—time)服務兩種方案。流媒體傳輸應是實時的，基礎是RSVP、RTP、RTCP和RTSP協議。

　　OMA目前已經發(fā)布了用于移動通信網絡的流媒體業(yè)務相關的一系列標準，包括技術框架、DRM等標準規(guī)范。

　　DAVIC于1998年至1999年制定了一系列音視頻相關業(yè)務的技術規(guī)范。值得一提的是DAVIC1.5以TV anywhere anytime為題發(fā)布了相關的規(guī)范。

四、IPTV業(yè)務可能的系統(tǒng)模型

　　1.組播式IPTV業(yè)務可能的系統(tǒng)模型

　　IPTV業(yè)務提供者可以根據用戶的請求，利用IP網絡本身所提供的組播能力將視頻信息以組播的方式傳送給用戶。此時，同時向相同的業(yè)務提供者請求發(fā)送相同內容信息的用戶，可以由業(yè)務提供者安排在同一個組播組中接收到相同的信息。為給內容提供者提供知識產權保護，業(yè)務提供者提供條件接入控制。同時為減少骨干網絡傳輸的壓力，業(yè)務提供者在向眾多的用戶提供組播式業(yè)務時可以利用多級組播的形式來實現。組播式IPTV業(yè)務可能的系統(tǒng)模型示意如圖1所示。

圖1　組播式IPTV業(yè)務可能的系統(tǒng)模型

2.點播式IPTV業(yè)務可能的系統(tǒng)模型

　　IPTV業(yè)務可以根據用戶自身的愛好向用戶提供用戶所選擇的內容信息。業(yè)務提供者為每一個用戶提供各自點播的內容信息。業(yè)務系統(tǒng)主要由導航系統(tǒng)、DRM管理系統(tǒng)、CDN管理系統(tǒng)內容提供者、CDN內容分發(fā)網絡等部分組成。可能的系統(tǒng)模型如圖2所示。

圖2　點播式IPTV業(yè)務可能的系統(tǒng)模型

五、IPTV業(yè)務的優(yōu)勢及可能存在的問題

　　1.IPTV業(yè)務的優(yōu)勢

　　具有大量用戶且深受用戶歡迎的TV業(yè)務存在著如下一些問題：

　　(1)業(yè)務全部是以廣播方式實現的，用戶與系統(tǒng)之間沒有交互性，若提供用戶與業(yè)務提供者之間的交互性需要其他通信網絡(如PSTN或Internet)輔助完成，通常需要有操作員輔助完成。

　　(2)正常的情況下，電視業(yè)務是嚴格按業(yè)務提供者所安排的時間表來進行。在相應的內容計劃播放之前或之后，用戶無法獲得業(yè)務信息。

　　(3)通常情況下，某一電視業(yè)務提供者所提供的業(yè)務具有一定的地域限制，換句話講，業(yè)務提供者僅能向其所覆蓋的地域范圍內的用戶提供業(yè)務。

　　(4)目前電視節(jié)目的頻道數受電視信號傳送網絡所采用的技術的限制，如采用無線傳輸方式時，電視節(jié)目的頻道數受無線頻帶本身的限制不能無限制地增加。

　　(5)電視節(jié)目提供者需要特定的設備(通常價格較高)，其結果是普通的用戶不能作為業(yè)務的提供者。

　　相對于傳統(tǒng)的電視業(yè)務，IPTV業(yè)務具有如下一些優(yōu)勢：

　　(1)IPTV業(yè)務為用戶提供交互通信的渠道。

　　(2)用戶可以根據個人的喜好選擇使用IPTV業(yè)務所提供的內容。

　　(3)用戶可以在任何時間觀看已經播放的視頻節(jié)目或已經存在的內容信息。

　　(4)從技術和業(yè)務本身的特點來看，IPTV業(yè)務可以向用戶提供無限數量的不同信息，為用戶提供個性化信息提供方便。

　　(5)IPTV業(yè)務提供者可以向連接到基于IP協議的網絡所覆蓋的所有網絡內的用戶提供業(yè)務。

　　2.電信運營商提供IPTV業(yè)務存在的問題

　　IPTV目前被業(yè)界看作為IP網絡上的又一殺手锏級應用。換句話說，業(yè)界人士對IPTV寄予厚望，但目前電信運營商提供IPTV業(yè)務還存在如下一些問題。

　　(1)內容問題

　　電信運營商主要以運營網絡為主，其本身沒有提供內容服務的經驗。是否可以成功地提供IPTV業(yè)務，內容在其中起到非常重要的作用。雖然內容提供者可以通過IPTV業(yè)務平臺找到內容分發(fā)的一種新的渠道，但由于受目前數字版權管理手段問題的困擾，只有在內容得到保護的情況下才能實現。目前情況下，若沒有價錢可以被用戶所接受，保護程度可以被內容提供者所接受的數字版權保護手段。電信運營商將很難從內容提供商處獲得持續(xù)的內容。

　　(2)服務質量問題

　　目前所談的IPTV業(yè)務主要包括組播方式的視頻業(yè)務和點播方式的視頻業(yè)務。在目前IP網絡上開放視頻廣播/組播勢必會造成網絡的擁塞，業(yè)務的服務質量很難保證。對于點播業(yè)務，由于受到內容分發(fā)方式和點播用戶數量的限制，在用戶點播數量超過一定數量時，網絡帶寬和服務器的處理能力會影響到業(yè)務的服務質量。

　　(3)商業(yè)模式問題

　　從IPTV本身的名稱便會使用戶在決定是否使用該業(yè)務時，與目前被普遍接受的電視業(yè)務相比較，比較的內容包括價格、服務質量和使用的方便程度。目前廣播電視主要是依靠廣告收入來補充費用的不足。IPTV是否也要依靠收取廣告費用來補充提供業(yè)務時的不足。

　　(4)內容檢索問題

　　IPTV將要提供交互式的視頻信息的投遞，用戶如何從海量的信息中找到自己希望得到的內容，業(yè)務提供者如何將內容信息分類也是該業(yè)務是否可以健康發(fā)展的問題。

　　(5)政策法規(guī)問題

　　IPTV業(yè)務的提供將打破內容信息的地域限制。而對于一些國家來講，本地區(qū)可以播放的內容并不允許在超出其所規(guī)定的范圍內播放，同時對于本地域之外的部分信息也不允許在本地域范圍內播放。同時一些國家TV業(yè)務是由指定的部門經營，是否對電信運營者開放IPTV業(yè)務還不是很明朗。

六、結束語

　　基于IP協議的網絡和圖像信息處理技術的發(fā)展，使得采用基于IP協議的網絡提供IPTV業(yè)務成為可能。無論是Internet網絡運營者，還是內容信息提供者，對該業(yè)務均寄予很高的期望。網絡運營者期望著該業(yè)務成為Internet上的一個殺手锏級應用，并為Internet帶來巨大的經濟利益。IPTV業(yè)務本身所具有的交互性，提供業(yè)務的靈活性等優(yōu)勢將促使該業(yè)務在某種程度上的發(fā)展。但也不能不注意到IPTV業(yè)務在其發(fā)展初期還存在著一些問題，可能會阻礙該業(yè)務迅猛地發(fā)展。IPTV業(yè)務可為用戶提供按需內容信息的特點將使該業(yè)務成為目前電視(TV)業(yè)務很好的補充，但短期內不會取代目前電視業(yè)務的地位。IPTV業(yè)務和電視業(yè)務將在很長一段時間內共存。IPTV業(yè)務是否可成為Internet的殺手锏級應用還有待時間的檢驗。

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