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IPTV技术与标准发展现状

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来源: 作者: 2019-03-21 11:42:12

技术内涵

IPTV最基本的技术特征是什么?“IP”和“TV”之间在技术上又是一个什么样的关系?目前看来还没有完全达成一致意见。广义的一种定义以国家广电总局“互联等信息络传播视听节目管理办法”(简称39号令)为代表,是“以互联协议(IP)作为主要技术形态,以计算机、电视机、等各类电子设备为接收终端,…”。而这里所谓的“视听节日”就是指“利用摄影机、摄像机、录音机和其它视音频摄制设备拍摄、录制的,由可连续运动的图像或可连续收听的声音组成的视音频节目”。IPTV定义的内涵覆盖整个产业链。还有人以终端为中心做定义,认为IPTV就是经过机顶盒(STB)做处理后,利用普通或高清晰的电视机做显示终端的所有业务和技术的总和,包括视听类和信息服务类业务及技术两大类。也有人以内容为中心定义IPTV,认为IPTV就是通过IP络,以直播方式给用户提供电视节目。

与此同时,业界对IP的理解也明显存在偏差。一种把这里的“IP”等价于互联,即IPTV就是“基于公众互联的电视”,由此也就产生了很多的疑问:如安全如何保证,服务质量又如何等;另外,与VoIP中对“IP”的理解力式一样,对IPTV中“IP”化程度的理解电存在差异:一种理解是端到端的(即从对节目源的信道编码开始,到用户显示终端之前的处理)全IP化或部分IP化(比如只是承载络IP化);另外一种是将IPTV业务中的“控制平面”、“管理平面”和“用户平面”都IP化(比如都承载在一张IP络中),或有一个或两个以上平面IP化(比如“数据平面”仍然走Cable,而控制平面走IP络)。

伴随着对“IP”和“TV”理解的不同,自然而然的对于“IP”与“TV”关系的理解也因此出现了至少两种观点:

·“IPTV=IP+TV"模式:在这种实现方式中,IPTV的上行控制和IPTV的媒体流分别工作在IP络和Cable络中,从络的角度看二者是完全并行的。从技术的角度看,可以理解为这时IPTV的“数据平面”工作在广播方式的Cable上,“控制平面”和“管理平面”工作在IP络上。

·“IPTV=TVoverIP”模式:即包括TV在内的所有业务都承载在IP之上,当然也包括了IPTV的“数据平面”、“控制平面”和“管理平面”全部一个平面,即所有平面都IP化。

ITU-T焦点组(FGIPTV)于2006年7月的第一次会议上初步确定了IPTV的定义,即在IP络上传送包含电视、视频、文本、图形和数据等,并提供服务质量/服务感受(QoS/QoE)保证、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务。由此可以看出,IPTV是一种可管理的、需要服务质量和安全保证的多媒体业务,一种明显有别于互联上不可控不可管、质量和安全没有保证状态的流媒体应用。

技术缺陷

IPTV在发展过程中除了产业政策限制、商业模式不成熟和内容缺乏等因素之外,技术上的不足与缺陷仍然是制约IPTV发展的一个重要因素。IPTV涉及多种技术,如:视频编解码、流媒体、数字版权管理、内容分发络(CDN)、组播、安全加密技术、电子节目单、中间件、P2P、络存储等,其中很多技术自在不断发展完善中。概括起来,IPTV技术目前面临的主要技术问题有:

·没有完整的技术标准体系。2006年4月,ITU-T启动了对IPTV的标准化工作,但这样庞大的一个标准体系不是短时间内能够完成的。中国通信标准化协会(CCSA)的研究要比ITU-T超前,已经完成了多项IPTV标准,但其中的视频编码、数字版权管理标准等仍然尚未确定。标准的不完善,导致互联互通困难,终端和前端系统之间只能采用同一家厂商的设备。

·络接入能力不足。IPTV要保证视频效果达到或超过传统电视的效果,对于用户的接入带宽将不是基于PC视频业务300K-500K的带宽保证,而是1M-1.5M的带宽保证要求。但目前宽带接入的主流接入速度还在512K,还需要对接入层络做大规模改造。

·组播技术不完善。可控组播还没有统一的标准,各厂商都用的是私有协议,另外组播管理、QoS、安全等问题亟待解决。目前为了实现组播功能,被迫采用重叠的思路在应用层使用CDN来实现。

·中间件标准化范畴和方向不明确。中间件是一种位于平台和应用之间的通用服务。之所以被称为中间件,就是因为其位置的特殊性——认识和实现的不标准。如果某个功能的中间件已经是公认的了,统一接口了,那就很难会被纳入到操作系统之中去,不是中间件了。因此,对于中间件的标准化工作,应当严格区分接口/协议和中间件。接口/协议是必须定义的,但其实现可以是中间件方式,也可以不是。中间件的标准化,只定义中间件与上层应用中间的统一接口(API)。

技术方向

目前针对IPTV热点的研究,主要集中在新的更有效率的IPTV业务络架构IPTV与下一代电信的融合,以及IPTV服务质量和业务管理控制新技术的开发等几个方面。

1.IPTV与可管理P2P的融合

基于P2P技术的络和应用具有良好的可靠性和可扩展性,能够为用户同时参与交互式媒体应用提供强有力的技术支持。P2P技术对交互式媒体应用的支持能够扩展到大规模用户群,这为互联以及一些电信级应用的大规模发展提供了充足的空间。IPTV作为近年来在全球兴起的热门多媒体应用,突破了传统电视节目单向传输的封闭性,使用户能够参与其中,更方便、灵活、自由地获取丰富应用。但现在的技术还存在服务效率低、重定向机制复杂、络需要更高带宽、资源调度不灵活等问题。如果不能有效解决大规模用户对交互式多媒体应用需求的问题,IPTV将不得不受限于此瓶颈。因此,需要引进一种更为先进的络架构,来满足IPTV业务发展的需求。在这样一种背景下,利用P2P技术在交互式应用等方面的优势,构建更加灵活有效的IPTV业务络就成为可能。

电信级的IPTV是基于客户,服务器模式的,需要面对十万规模、百万规模的大并发多媒体服务的挑战,在服务器I/O能力、带宽、海量存储、部署成本等方面都受到了前所未有的考验。既能满足用户实时性业务请求,又要能够满足大规模并发用户同时,还要能够满足低成本部署的运营要求和未来业务的可扩展性,IPTV需要引入P2P重叠的理念和技术。P2P系统在夫规模并发服务时凸现优势,降低了整个系统的部署成本,这种高性价比能力正是P2P技术发展的强劲动力。

然而P2P技术缺乏有效的管理和控制机制,这与其自下而上的产生和发展过程分不开。因此,如何取其精华,去其糟粕,使具有可管可控能力的P2P技术应用于IPTV络将是今后IPTV技术研究的重点。

2.IPTV与NGN的融合

NGN将是电信今后的演进方向,是一个可以承载各种不同类型电信业务的络,因此从理论上讲,IPTV业务也可以由NGN络来承载。尽管目前ITU/ETSI的NGN/IMS架构是基于点对点的会话型业务,并不适合于IPTV这种基于点到多点的存储型业务,但IPTV架构可以共用NGN/IMS架构中的很多络元素。目前在国际上,尤其是在ITU、TISPAN这样的电信标准化组织中,如何将IPTV业务纳入基于NGN/IMS的体系架构成为研究的热点。

目前ITU-T正在定义三种可能的IPTV体系架构:非NGN方式的IPTV。基于IMS的IPTV以及基于NGN的非IMS方式的IPTV等。这三种方式得到了不同背景的厂家和组织的支持,适用于不同的应用场景。

IPTV技术标准化现状

1.国内

中国通信标准化协会(CCSA)IP与多媒体工作委员会于2005年8月成立了IPTV特别工作组,启动了对IPTV标准的研究和制定工作。参加IPTV特别工作组的单位几乎包含了目前从事IPTV业务运营、开发和研究的国内外所有运营商、制造商和研究机构。

IPTV特别工作组第一阶段的立项有6个:IPTV业务需求、IPTV体系架构、IPTV业务平台与内容平台接口、IPTV业务平台与STB接口、支持IPTV的DSLAM设备及STB设备技术规范等。目前所有6个标准都进入了“报批稿”阶段,有的(如“业务需求”)已结束第一阶段的工作进入了第二阶段的制定工作。

IPTV特别组于2006年5月新启动了“IPTV对承载的技术要求”、“内容、业务和络安全”、“络管理与业务管理”、“业务运营平台”和“终端测试规范”等12个相关标准的研究工作。目前包括“络管理与业务管理”等部分标准也已经进入了送审稿甚至报批稿阶段。

中国在IPTV业务的实践、研发和标准化方面,与国际保持同步甚至有所超前。2006年5月,在CCSAIPTV特别工作组下面成立了一个“国际标准小组”,专门负责将CCSA的研究成果提交给ITU-T。以信息产业部电信研究院、中国电信、中国通、华为、中兴、上海贝尔等单位为主,在已经进行的3次会议上累计提交文稿145篇,数量一直据各国之首,质量(采纳率和重要性)也较以往有明显提高,成功地将CCSAIPTV工作组的大量研究成果提交给了ITU-T。同时,在FGIPTV管理层,有1名副主席、3名工作组(联合)组长由中国方面担任,还有多个席位。中国已经成为推动ITU-TFGIPTV工作的最重要的力量。

2.国际

国际上与IPTV标准相关的标准化组织很多,典型的包括ATISIIF、ISMA、DSL论坛、Ipsphere、IETF、ISO/IEC等。他们各自的成员背景、侧重点价值取向和利益等均不相同。下面重点介绍ITU-T的IPTV标准化活动。

ITU-T于2006年4月在日内瓦举行了全球开放式IPTV标准咨询会,决定成立FGIPTV,每3个月举行一次会议,以发起、协调和统一全球的IPTV标准化活动。研究包括ITU-T之外的其他标准化组织和论坛等正在进行的IPTV标准化活动,以及在NGN框架中融入IPTV的问题。

2006年7月举行的第一次FGIPTV会议最大成果是明确了各个IPTV工作组的职责,批准了各个工作组的领导人,启动了每个工作组的工作以及各个工作组的任务,讨论并初步提出了IPTV的定义,并确定了FGIPTV的架构6个工作组。6个工作组分别是:架构与需求(WGI),QoS与性能(WG2)。业务安全与内容保护(WG3),IPTV络控制(WG4),端系统与互操作性(WG5),中间件、应用和内容平台(WG6)。

2006年11月举行的第二次会议按照上次会议确定的ToR(TermofReference)和各个工作组的研究范围,继续分组讨论IPTV业务需求和IPTV的体系架构,还涉及IPTV安全、QoE/QoS、络控制、终端与互操作以及媒体平台与中间件等课题,使得每个工作组都第一次有了输出文档,为每个组的下一步的标准化工作提供了素材。

2007年1月举行的第三次会议在最关键的“业务需求”和“络架构”两个输出文档上,取得了明显的进展。需求和络架构的初步确定,为下一步各工作组工作的开展,奠定了坚实的基础。

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