詳解網(wǎng)絡數(shù)字電視的實現(xiàn)方法與關鍵技術

標簽：IPTV IP組播

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

在目前的商用寬帶網(wǎng)絡中，用戶在家中可以通過兩種方式享受IPTV服務：

(1)計算機：在這種方式下，用戶在通過電腦上網(wǎng)的同時，可以收聽廣播節(jié)目或欣賞音樂，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)絡機頂盒(STB)+普通電視機。用戶家里新增網(wǎng)絡機頂盒(STB)，由機頂盒提供AV接口，直接和普通電視機相連，用戶通過控制機頂盒選擇收看寬帶網(wǎng)絡電視節(jié)目。

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

2、IPTV中的關鍵技術

IPTV應用的實質是流媒體在寬帶網(wǎng)絡上的傳輸和分發(fā)，因此IPTV的應用和發(fā)展是以下幾種關鍵技術同時應用的結果。

(1)寬帶接入技術：快速發(fā)展的寬帶接入技術，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中，DSL是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務的技術。大家常用的ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)技術可以提供下行8M的帶寬，ITU-T的G.992.1中對ADSL的標準已經(jīng)有詳細的定義。而隨著技術的快速發(fā)展，ITU-T又分別在2002年6月和2003年1月推出了兩個新一代ADSL標準：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：流媒體分發(fā)的強大支持。

IP組播路由技術實現(xiàn)了IP網(wǎng)絡中點到多點的高效數(shù)據(jù)傳輸。可以有效的節(jié)約網(wǎng)絡帶寬、降低網(wǎng)絡負載。組播是一種允許一個或多個發(fā)送者(組播源)同時發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包給多個接受者的一種網(wǎng)絡技術，是一種能夠在不增加骨干網(wǎng)負載的情況下，成倍增加業(yè)務用戶數(shù)量的有效方案，因此成為當前大流量視頻業(yè)務的首選方案。在IPTV的應用中，利用IP組播路由技術，可以有效的分發(fā)媒體流，減少網(wǎng)絡流量。目前接入設備通過IGMPProxy功能，實現(xiàn)了用戶的按需加入、離開等功能，這樣既實現(xiàn)了媒體流的按需分發(fā)。而且減少了組播對帶寬的過渡占用。隨著IP組播技術在綜合接入設備上的應用，大多數(shù)的設備都支持IGMPsnooping和IGMPProxy功能。

IGMPsnooping是解決IP組播在二層網(wǎng)絡設備上廣播泛濫的一種基本解決方法。通過在二層網(wǎng)絡設備上幀聽用戶端和組播路由設備間的IGMP協(xié)議消息，獲取組播業(yè)務的用戶列表信息，將組播數(shù)據(jù)根據(jù)當前的用戶信息進行轉發(fā)，從而達到抑制二層組播泛濫的目的。

IGMPproxy通過代理機制為二層設備的組播業(yè)務提供了一種完整的解決方案。實現(xiàn)了IGMPproxy的二層網(wǎng)絡設備，對用戶側承擔Server的角色，定期查詢用戶信息，對于網(wǎng)絡路由側又承擔Client的角色，在需要時將當前的用戶信息發(fā)送給網(wǎng)絡。不僅能夠達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，同時在減少網(wǎng)絡側協(xié)議消息以降低網(wǎng)絡負荷方面起到一定作用。

(3)數(shù)字編碼技術：傳輸可靠性的技術支持。

在網(wǎng)絡上傳輸音/視頻等多媒體信息要涉及流媒體的可靠實時傳輸。因此，數(shù)字編解碼技術是IPTV的關鍵技術之一。目前寬帶網(wǎng)絡環(huán)境下適用的編碼標準有：MPEG-4、AC-1和H.264等。MPEG-4是ISO/IEC標準，由MPEG制訂，目前應用的是MPEG-4Part2;H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG聯(lián)合視頻組JVT開發(fā)的視頻編碼標準，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準，是WMV9向編解碼標準組織提交資料后采用的編碼標準名稱。

而網(wǎng)絡帶寬的不斷提升，例如應用ADSL2或ADSL2+技術，可以提高用戶的上下行速率達到1.3M/24M。而如果采用ITU-T的H.264或WMV9進行媒體流的編碼，800K的碼速率已經(jīng)可以提供接近DVD畫質質量，完全滿足目前用戶的要求。因此，兩者的結合為IPTV媒體流的傳輸可靠性做出了保證。雖然，目前還沒有相應的國家標準規(guī)定IPTV采用的數(shù)字編碼技術，但無論是MPEG-4,H.264,還是WMV9編碼技術都已經(jīng)達到IPTV應用的要求。如果配合新的寬帶接入技術，完全可以實時傳輸任何編碼的流媒體視頻節(jié)目。

3、小結

IPTV作為一個新應用的出現(xiàn)，并不簡單是寬帶網(wǎng)絡上的一個應用。而是在網(wǎng)絡傳輸技術、IP組播路由技術以及流媒體編碼技術的發(fā)展下產(chǎn)生的，是這幾種關鍵技術有力結合應用的結果。

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