IPTV中的若干关键技术分析(上)

关键词：网络电视（IPTV），内容提供商(ICP)， 数字版权管理 (DRM)，数字视频水印（VWM），内容分发网络(CDN)，工作流(WF)。

一、 引言

近年来，宽带接入作为一种新的互联网接入方式，在用户不断增长的需求拉动下，发展迅猛。据CNNIC发布的互联网年度报告称，截至2004年6月，全国上网用户总人数已经达到8700万，其中宽带用户数达到3100万（包括ADSL、Cable Modem、LAN等），用户群体已经初具规模。根据粗略的估计，到2005年的6月，上网人数将突破1亿，宽带用户数将达到4000万。

宽带用户的急剧增长，用户需求呈现出多元化的新趋势，对多媒体应用需求增强，对个性化服务的要求越来越高。网上视音频服务作为宽带所提供的独特内容，目前仅以7.1%的占用率，落后于新闻浏览（29.59%）、资料下载（24.85%）、休闲游戏（15.98%）等应用。

这种困局是单独的电信运营商（ISP）或者内容提供商（ICP）所无法解决的：电信运营商拥有良好的宽带网络平台和用户服务体系，但是没有内容资源；内容提供商拥有丰富的节目内容，但是缺少完善的客服体系，以及传输节目所必须的宽带设施。由此可见，电信运营商、内容提供商等互联网产业链的各市场主体已经无法孤军奋战，携手合作、实现优势互补已经成为共识。具体的产业链的关系见本文图1。

网络电视和IPTV这个词已经成为一个热门的关键词，各种说法和解释、定义都有，为了清楚地表述本文作者的观点，笔者把在本文中所述的网络电视（IPTV）定义如下：网络电视（IPTV），是一种新推出的宽带网络内容收费服务，是传统的电视媒体和新兴的网络媒体相互影响、相互融合的产物；内容包括视频、音频、游戏和其它增值业务，形式上包括直播、点播，系统技术上支持收费服务，服务质量上必须保证播放流畅。

网络电视在系统形态和体系结构上与传统电视大同小异，主要由节目规划、采集、编辑、包装、发布、用户管理、计费等部分组成，它与数字电视更加接近。那么，面对汹涌而来的网络电视大潮，广大的内容提供商们如何应对？如何建设自己的IPTV？在IPTV中有哪些关键技术是内容提供商必须要关注的？这正是本文要重点进行探讨的。

二、 IPTV的技术架构

网络电视（IPTV），是一个涉及内容提供商、内容运营商、电信网络运营商和最终用户的综合系统，流媒体数据、用户认证/授权信息、帐务信息等要在这几个参与者之间实时地交互，图2是网络电视描述的业务流程。

网络电视，主要包括节目制作发布系统（包含内容采集系统、内容存储系统、节目制作系统、节目审查系统、节目编排系统、数字版权管理系统、内容分发系统、网站发布系统等）、业务运营支撑系统BOSS（包含用户管理系统、认证/授权/计费系统、网络安全/网络管理系统、底层业务支撑系统等）。系统功能关系如图3所示。

三、 IPTV中的关键技术分析

IPTV系统中涉及的关键技术比较多，如流媒体技术、DRM、BOSS、Portal、预约和淘汰等等，限于篇幅，本文重点讨论其中的部分关键技术问题。

3.1 流媒体技术

IPTV的平台技术是流媒体技术。流媒体(Streaming Media)是指采用流式传输技术在网络上播放的连续音视频媒体格式文件。流媒体在播放前并不需要下载整个文件，而是只经过几秒或几十秒的启动延时（Buffering），先把文件开始部分的内容读入客户机内存中，这样即可在客户机上利用解压设备(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放。而此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。流媒体技术目前已广泛用于实时视频会议、网上新闻发布、在线直播、网络广告等。

选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务 器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，将需要传输的实时数据从原始信息中检索出来。然后客户机上的Web浏览器启动A/V客户程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对客户程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。流媒体服务器把存储在存储系统中的A/V信息以A/V流的形式通过网络接口发送给相应的客户 ，响应客户的交互请求，保证A/V流的连续输出。A/V信息具有同步性要求，一方面必须以恒定或接近恒定的速率播放，否则会引起画面的抖动；另一方面，在A/V流中包含的多种信号必须保持同步 ，如画面的配音必须与口型相一致。在响应客户的A/V流后，流媒体服务器从存储系统读入一部分A/V数据到对应于这个A/V流的特定的缓存中，然后将此缓存中的内容送入网络接口发送到客户端。

目前主流的流媒体厂家和格式包括：微软公司的WindowsMedia，RealNetworks公司的RealMedia，和Apple公司的Quicktime。其中，尤以WindowsMedia 和RealMedia占主流地位。新兴的H.264压缩标准也应用到流媒体中。

由于流媒体的标准不统一，各个ICP要为现有的数字化后的节目保留一个发展的通道。通俗地说，也就是要为现在的以流媒体形式保存的数字资产保留转码输出的通道，以达到资产应用的最大化。

3.2 数字内容保护技术——DRM和数字水印

对于内容提供商，内容是它的核心资产，这个资产在广大的电视台目前实现价值的途径有两个，一个是通过电视播出吸引观众，间接地通过广告费的形式实现价值；另外一个途径是电视作品的买卖。在内容数字化以后，很容易扩散和传播，给内容提供商也带来了无限的烦恼，一方面要销售这些数字内容，一方面去苦恼如何保护它们不被非法传播。除了法律的手段以外，内容保护（CP）技术从技术层面上给ICP们以有力的保障。

内容保护技术适用于所有数字化的资产，只不过对于支持IPTV的ICP们显得更为迫切，因为网络的传播更为快捷。

内容保护（CP）技术，主要分为主动的以license、key为主的数字版权管理（Digital Rights Management）技术，和以内容里嵌入隐藏的加密信息为主数字水印（Digital Watermark）技术。下面分别进行阐述。

作者：北京北大方正电子有限公司数字媒体事业部技术总监