詳解網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視的實(shí)現(xiàn)方法與關(guān)鍵技術(shù)

標(biāo)簽：IPTV  IP組播

1、寬帶網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視，又稱IPTV或BTV，即交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是一種利用寬帶互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等多種技術(shù)于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式服務(wù)的嶄新技術(shù)。它能夠很好地適應(yīng)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的趨勢(shì)，充分有效地利用現(xiàn)有寬帶網(wǎng)絡(luò)資源。

在目前的商用寬帶網(wǎng)絡(luò)中，用戶在家中可以通過(guò)兩種方式享受IPTV服務(wù)：

(1)計(jì)算機(jī)：在這種方式下，用戶在通過(guò)電腦上網(wǎng)的同時(shí)，可以收聽(tīng)廣播節(jié)目或欣賞音樂(lè)，也可以直接在電腦上收看電視或電影等視頻節(jié)目。

(2)網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒(STB)+普通電視機(jī)。用戶家里新增網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒(STB)，由機(jī)頂盒提供AV接口，直接和普通電視機(jī)相連，用戶通過(guò)控制機(jī)頂盒選擇收看寬帶網(wǎng)絡(luò)電視節(jié)目。

用戶既可以通過(guò)PC享受傳統(tǒng)的INTERNET數(shù)據(jù)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)游戲，也可以通過(guò)專門的轉(zhuǎn)換設(shè)備STB，用普通的電視收看電視、電影等寬帶視頻節(jié)目。

2、IPTV中的關(guān)鍵技術(shù)

IPTV應(yīng)用的實(shí)質(zhì)是流媒體在寬帶網(wǎng)絡(luò)上的傳輸和分發(fā)，因此IPTV的應(yīng)用和發(fā)展是以下幾種關(guān)鍵技術(shù)同時(shí)應(yīng)用的結(jié)果。

(1)寬帶接入技術(shù)：快速發(fā)展的寬帶接入技術(shù)，為媒體流的傳送提供了通路。

在目前所使用的寬帶接入技術(shù)中，DSL是一種能夠通過(guò)普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)。大家常用的ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路)技術(shù)可以提供下行8M的帶寬，ITU-T的G.992.1中對(duì)ADSL的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有詳細(xì)的定義。而隨著技術(shù)的快速發(fā)展，ITU-T又分別在2002年6月和2003年1月推出了兩個(gè)新一代ADSL標(biāo)準(zhǔn)：ADSL2(G.992.3)和ADSL2+(G.992.5)。ADSL2支持的最大上下行速率1.3M/15M，而ADSL2+支持的最大上下行速率可達(dá)1.3M/24M。更高的帶寬為傳輸大量的流媒體傳輸成為可能。

(2)IP組播路由技術(shù)：流媒體分發(fā)的強(qiáng)大支持。

IP組播路由技術(shù)實(shí)現(xiàn)了IP網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)到多點(diǎn)的高效數(shù)據(jù)傳輸?？梢杂行У墓?jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者(組播源)同時(shí)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包給多個(gè)接受者的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種能夠在不增加骨干網(wǎng)負(fù)載的情況下，成倍增加業(yè)務(wù)用戶數(shù)量的有效方案，因此成為當(dāng)前大流量視頻業(yè)務(wù)的首選方案。在IPTV的應(yīng)用中，利用IP組播路由技術(shù)，可以有效的分發(fā)媒體流，減少網(wǎng)絡(luò)流量。目前接入設(shè)備通過(guò)IGMPProxy功能，實(shí)現(xiàn)了用戶的按需加入、離開(kāi)等功能，這樣既實(shí)現(xiàn)了媒體流的按需分發(fā)。而且減少了組播對(duì)帶寬的過(guò)渡占用。隨著IP組播技術(shù)在綜合接入設(shè)備上的應(yīng)用，大多數(shù)的設(shè)備都支持IGMPsnooping和IGMPProxy功能。

IGMPsnooping是解決IP組播在二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上廣播泛濫的一種基本解決方法。通過(guò)在二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上幀聽(tīng)用戶端和組播路由設(shè)備間的IGMP協(xié)議消息，獲取組播業(yè)務(wù)的用戶列表信息，將組播數(shù)據(jù)根據(jù)當(dāng)前的用戶信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而達(dá)到抑制二層組播泛濫的目的。

IGMPproxy通過(guò)代理機(jī)制為二層設(shè)備的組播業(yè)務(wù)提供了一種完整的解決方案。實(shí)現(xiàn)了IGMPproxy的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對(duì)用戶側(cè)承擔(dān)Server的角色，定期查詢用戶信息，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)路由側(cè)又承擔(dān)Client的角色，在需要時(shí)將當(dāng)前的用戶信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)。不僅能夠達(dá)到抑制二層組播泛濫的目的，更能有效地獲取和控

制用戶信息，同時(shí)在減少網(wǎng)絡(luò)側(cè)協(xié)議消息以降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷方面起到一定作用。

(3)數(shù)字編碼技術(shù)：傳輸可靠性的技術(shù)支持。

在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音/視頻等多媒體信息要涉及流媒體的可靠實(shí)時(shí)傳輸。因此，數(shù)字編解碼技術(shù)是IPTV的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下適用的編碼標(biāo)準(zhǔn)有：MPEG-4、AC-1和H.264等。MPEG-4是ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)，由MPEG制訂，目前應(yīng)用的是MPEG-4Part2;H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG聯(lián)合視頻組JVT開(kāi)發(fā)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，也是ISO/IEC的MPEG-4Part10;AC-1是微軟的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，是WMV9向編解碼標(biāo)準(zhǔn)組織提交資料后采用的編碼標(biāo)準(zhǔn)名稱。

而網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提升，例如應(yīng)用ADSL2或ADSL2+技術(shù)，可以提高用戶的上下行速率達(dá)到1.3M/24M。而如果采用ITU-T的H.264或WMV9進(jìn)行媒體流的編碼，800K的碼速率已經(jīng)可以提供接近DVD畫質(zhì)質(zhì)量，完全滿足目前用戶的要求。因此，兩者的結(jié)合為IPTV媒體流的傳輸可靠性做出了保證。雖然，目前還沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定IPTV采用的數(shù)字編碼技術(shù)，但無(wú)論是MPEG-4,H.264,還是WMV9編碼技術(shù)都已經(jīng)達(dá)到IPTV應(yīng)用的要求。如果配合新的寬帶接入技術(shù)，完全可以實(shí)時(shí)傳輸任何編碼的流媒體視頻節(jié)目。

3、小結(jié)

IPTV作為一個(gè)新應(yīng)用的出現(xiàn)，并不簡(jiǎn)單是寬帶網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)應(yīng)用。而是在網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、IP組播路由技術(shù)以及流媒體編碼技術(shù)的發(fā)展下產(chǎn)生的，是這幾種關(guān)鍵技術(shù)有力結(jié)合應(yīng)用的結(jié)果。

IPTV將為寬帶運(yùn)營(yíng)商和節(jié)目提供商注入新的活力。寬帶運(yùn)營(yíng)商除了能給用戶提供通信和資訊方面的服務(wù)外，還能通過(guò)IPTV為用戶提供豐富的、個(gè)性化的電視節(jié)目，對(duì)于吸引用戶、提高用戶滿意度有很大的幫助。