偶看新闻通程大酒店:IPTV技术研究及应用
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 22:04:17
IPTV技术研究及应用
引论
1.1 IPTV产生的背景
随着宽带业务的快速发展，宽带网络终端的单一性已经开始影响宽带业务向普通用户大面积普及，其中作为主流的计算机由于有着教高的成本、需要经常进行系统维护，一般用户使用教复杂、普及率比较低等特点，难以在广大普通用户中迅速普及。
根据CNNIC统计，我们目前上网用户总数为9400万，其中使用宽带上网的人数达到4280万；上网计算机达到4160万台；每年的增长量几百万台。如果用户只能通过PC上网，那么必将影响宽带业务的发展。同时，我国现有的电视机总量约有4亿台，如果能将电视机转化为上网终端，即使20%的电视机转化为网络终端，也有8000万台的发展潜力，因此宽带的更大潜力在于突破终端瓶颈，而电视机是最直接和最有潜力的目标。IPTV结合了电视机和网络的特点，因此应运而生。
1.2 IPTV三大热门标准
AVS：即数字音视频编解码标准是电子信息产业的重要技术标准，也是数字电视产业链上的标准之一。它是高清晰度数字电视、高清晰度激光视盘机、网络电视、视频通信等重大音视频应用所共同采用的基础性标准。在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中，数字化音视频与新一代移动通信、高性能计算机及网络设备等一起被列为中国信息产业培育的重点。
MPEG-2：是目前包括数字电视在内的数字音视频产业广泛采用的信源编码标准。MPEG-2最初的收费对象为解码设备和编码设备。由于当时MPEG-2是数字音视频领域惟一可用的技术标准，而且相对合理。在中国组织建立AVS标准后，MPEG-LA迅速将原来制定的MPEG-2的收费标准中向解码设备和编码设备收取的专利授权费从每台4美元降为每台2.5美元。
MPEG-4、H.264／MPEG-4：JVT(Joint Video Team，视频联合工作组)的工作目标是制定一个新的视频编码标准。新的视频压缩编码标准称为H.264标准，该标准也被ISO接纳，称为AVC(Advanced Video Coding)标准，是MPEG-4的第10部分。MPEG-LA虽然降低了解码器的专利费，但开始增收编码器的专利费；同时运营商还需要支付加盟费，每个运营商每年350万美元封顶。
1.3 IPTV的发展现状
1.3.1 IPTV 正在稳步推进
目前，上海文广与中国电信、中国网通合作开展的 IPTV 试点已高达 50 余个，而
在IPTV 的始发站上海，更是在浦东地区开始了正式商业化运作。2005年 11 月份，在中国电信与上海文广共同进行的第三轮测试中，IPTV 试点范围已经从原先的17 个城市扩至23 个城市。同时，中国网通与上海文广合作的试点城市也由先前的一个哈尔滨扩至 20 个城市，包括北京。2006年 1月证实，盛大涉足 IPTV（俗称网络电视）的首批产品将于春节前进入重庆市场。2005 年底，北京西门子通信网络公司、上海电信和上海文广传媒宣布，从 20０６ 年开始向上海浦东居民提供IPTV（网络电视）服务。在上海IPTV发展计划中，2006年将发展上万个用户；2006年年中，完成上海全部网络的覆盖。 通过IPTV的视频录制程序，老百姓把需要收看的节目提前放在服务器里，想看的时候可以随时收看，而不再需要像以前那样坐在电视机前，等着播放想看的电视节目。下一阶段，上海 IPTV 计划播出3000～5000小时的点播节目。在信息提供上，除了现有的天气预报、交通、餐饮等信息外，IPTV 的视频IP 电话、视频会议、互动广告、电视邮箱、网络游戏等功能都在计划应用中。浦东区的老百姓将可以通过电视与亲朋好友进行语音聊天，还可以像ＱＱ、ＭＳＮ 那样发送和接收文件和视频图像。在内容上，目前运营的IPTV 提供直播频道、互动电视、信息服务等综合业务。其中，直播频道有50个，点播节目已经超过1000小时。
上海贝尔阿尔卡特副总裁汪莹表示：“网络电视是目前宽带最杀手级的应用，2005年是其小规模商用的一年，奥运会到来之前的2006～2007年将进入大规模商用阶段。”网络电视的市场容量有多大？有人预测到2008年将有1亿用户、年收入千亿。 IPTV在我国的发展势头不小，网络电视业务已经引起了全球的电信运营商、有线电视运营商、内容集成商、服务提供商、设备商、增值内容开发商、方案集成商，以及政策法规制定者的广泛关注，可以说在巨大的财富数字的诱惑下，吸引众多的商家追赶这一场网络电视大潮，IPＴＶ 的前景是乐观的。
网络电视之所以能引起广泛关注，不仅仅是一个市场预期的问题，目前通信产业各方的
现有业务都处于基本饱和或稳定增长状态，缺乏市场前景广阔的新业务增长点。网络电视无
疑提供了一种新的选择，这也是各方争相进入的一个原因。思科系统相关负责人举例说，如固网运营商现有的主营业务固话、小灵通等已经非常饱和，不会出现大的增长，因此迫切需要有全新的业务增长点。宽带是当下发展很快的业务，但目前与宽带相匹配的内容很少，宽带使用率很低，甚至有相当一部分人因为觉得“用处不大”而放弃使用。而网络电视恰好是一种应用于宽带的全新业务，有丰富的内容。如果发展起来，不仅会将现有的宽带资源充分利用，同时还能提高宽带使用效率，也会促进越来越多的人使用宽带。
1.3.2 我国发展 IPTV 商机无限
网络电视的产业链大体上可以分为节目制作及整合（内容）、接入服务（电信运营）和软硬件设备等三个层次。
1.3.2.1 设备商存在巨大商机
电信运营商以及广电势力的全情投入，使得电信设备商在网络电视项目上的热情格外高涨。目前，我国绝大部分的宽带网络还不能达到提供IPTV 业务的条件，而随着 IPTV 业务的逐步开展，所消耗的带宽将越来越大，因此网络改造势在必行。然而，对于带宽的需求，靠广电网自身的升级改造肯定不太现实，也不符合国际潮流。而要是从电信网着手的话，技术上虽然可行，但费用也是个问题。仅 IPTV 试点闸北的网络改造一项，上海电信就花费了2000万元人民币。据上海文广新闻传媒集团总裁黎瑞刚表示，要向2500万到
3000万的受众推广 IPTV，大约需要500亿元～600亿元人民币的投入。
2005年11月18日，UT斯达康宣布中标上海电信的 IPTV（网络电视）商用网络。紧随UT斯达康之后，2005年11月21日，华为宣布自己中标广东电信IPTV 项目。随后中兴也宣布中标承建广东东莞、佛山等地的IPTV 项目。中兴还同时宣布自己独家获得了中国电信江苏省10万 IPTV 用户的项目合同，而此前他已经获得了中国电信山西
省的IPTV合同。作为目前IPTV领域最重要的厂商之一，华为将IPTV 与NGN、3G、IMS 并列为公司的四大发展战略。
终端设备主要就是机顶盒。它是被业界普遍认同的一种网络电视传输中间介质，市场给它起了一个好听的名字叫“盒子”。目前市场上生产机顶盒的有海信、盛大和长虹等厂家。海信盒子是海信数字家庭娱乐中心的主角，它的名字叫“海信智佳 Ｍ 媒体娱乐中心（EPC）”。借助终端大屏幕显示设备，它可以上网浏览、看电视、玩游戏、炒股、录制节目等，定价9000元；盛大盒子全称为EZ Station，中文名称是宽带娱乐电脑，它把游戏、新闻、资讯、电影等内容集成到一处，成为家庭数字娱乐互动中心。它就是一台电脑，
只是少了一个显示屏，目前定价大概在6000～7000元之间。长虹盒子定名为长虹数霸，是长虹实验室内第三代产品，由AMD和微软提供技术支持。长虹“盒子”的接口完全与电视接口类似，不仅具有在线娱乐功能，而且更注重影音、视频等功能。中高端产品接近9000元；低端产品5000元左右。此外提供机顶盒的商家还有中兴、上海贝尔阿尔卡特、西门子、华为、UT斯达康、港湾、烽火等。
目前国内拥有8000万的宽带用户，虽然初期不可能每一家都使用 IPTV ，但随着时间的推移，用户肯定会越来越多，并且，宽带用户本身的增长率也很惊人。在有关障碍消除后，中国的IPTV 产业必将一日千里，获得跨越式发展。
1.3.2.2 节目内容商机市场很大
IPTV 最大的生命力是在于发挥互联网的优势，新媒体、交互媒体是IPTV 最有能力的运营空间，把ＩＭ、视频博客、即时通信结合起来，才是IPTV发展最大的前途。可见，IPTV 单纯提供与数字电视类似功能是没有发展前途的，必须充分发挥互联网的优势和互联网用户的消费体验，网络游戏和 Ｐ２Ｐ 等互联网应用将对IPＴＶ 的腾飞起到非常大的促进作用。
IPTV 的内容主要有三个来源，即广电、互联网和内容提供商。广电方面传统电视的节目内容，由各个专门制作电视节目的部门提供。对于今天出现的 IPTV，其节目内容主要来自广电部门授权的电视制作部门，随着今后的发展，网络游戏制作商也会成为 IPTV 的内容提供者。此外，一旦政策条件允许，将会有一批电视内容制作公司也会加盟这一行业。IPTV 的出现，对于电视台来说，多了一种到达受众的渠道，而又基于网络传播的特点，反过来影响电视台提供节目的方式，和节目制作，也为电视台提供一种新的赢利模式，如对有的节目实行收费点播，电视网络游戏的增值服务等。
1.4 论文主要的研究成果
本文主要研究IPTV的概念、系统结构以及IPTV建设中的两个关键问题：CDN节点存储问题和直播 QoS问题，并阐述了我国IPTV发展中存在的问题及其解决方案。
第二章 IPTV技术
2.1概述
近年来，随着宽带技术的发展，宽带用户的数量急剧上升。宽带为何如此受欢迎？原因之一是用户可以得到多种宽带服务，其中以影视服务为主的宽带流媒体服务最引人瞩目。目前，宽带用户基本上都是通过PC机接入宽带网络，而我国电视机的普及率却远远高于PC机，如果能把宽带流媒体服务扩展到机顶盒，使电视用户也能享受到宽带带来的好处，这将给运营商带来极大的商机。IPTV技术正是为实现这一目标而发展起来的。截至2005年底，我国3.4亿家庭中宽带上网用户数量已经有5600万，个人计算机（PC）保有量为7000万台；电视机接近５亿台，其中有线电视用户约1.1～1.2亿户。在全球范围内，宽带用户数量的发展也非常迅速，因此网络电视业务有着潜在的庞大用户基础。电视技术正向数字电视取代模拟电视，单向广播电视向交互式电视方向发展，所以从软、硬件商和网络运营商角度来讲，就希望可以用电视机来上网扩张业务。七八年前的“维纳斯”和“女娲”之战可谓是IPTV的前奏。
2.2关于IPTV技术
电视、计算机以及通信的信息是通过媒质传递的，这个媒质就是网络，信息网络—三网已经发展成非常庞大、完善而立体化的复杂系统。信息系统是由前端发送设备、网络传输和终端接收三大部分组成。电视、计算机和通信分别通过电视网、宽带网和电话网传递信息，市场的需求使三者在传输历程中有相互融合的趋势。现在已接入家庭的通常是三根电缆线，即电话线同时又是ADSL线、有线电视线和以太网线，如果既有宽带电缆又有有线电视电缆，那么我们的机顶盒（STB）做两个接入口，电视则可以实现既有点播也有广播，融合就发生在用户身边，效果就会很好了。近几年使用宽带接入网络的用户群体增长迅速，这里所谓的宽带接入网络包括了数字用户线环路网（XDSL）、双向混合光纤电缆网（HFC）、以太网和其它宽带接入技术。
2.2.１IPTV的概念
IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术。其系统结构主要包括流媒体服务、节目采编、存储及认证计费等子系统，主要存储及传送的内容是以MPEG-2/4标准为编码核心的流媒体文件，基于IP网络传输，通常要设置内容分配服务节点，配置流媒
体服务及存储设备，用户终端可以是IP机顶盒＋电视机，也可以是PC机。
IPTV可以利用有线电视网的基础设施，以家用电视机作为主要终端电器，通过互联网络协议来提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。
2.2.2 IPTV系统的构成
IPTV系统如附图所示，系统由前端、网络传输和终端设备三部分组成。IPTV
系统的特点是实时性强，更适合交互式点播，也可以进行广播。信息的传送、分配、回传和管理由系统管理部分完成。需
要明确指出的是，节目到网络输入端约为１公里的距离，网络输出端到用户终端也为１公里，是系统的主要讨论内容。
具体各部分的作用分述如下：
（1） 前端设备 IPTV前端要具有并完成节目采集与存储和服务两种功能。节目采
集包含节目的接收、节目的压缩编码或变换编码及格式化、加密和数字版权管理（ＤＲＭ）打包、以及节目生成等。节目存储和服务则完成对节目采集程序处理后生成的节目的大规模存储或播送服务。这里的播送服务不仅要将加密的视音频流媒体节目以ＩＰ单播或组播的方式，从视频服务器播送出去，而且还要对用户或用户终端设备进行认证，并从DRM授权/密钥服务器向被认证的用户或用户终端设备传送ＤＲＭ授权／密钥，使用户能够对已接收的加密视音频流媒体节目进行解密和播放。
（２）节目传送 IPTV网络系统是由IP骨干网、IP城域网、有线电视前端或电信中心站以及相应的宽带接入网络完成的。骨干网和城域网的基本任务是对以IP单播或组播方式发送的视音频流媒体节目流进行路由交换传输。有线电视前端或电信中心站则根据相应的宽带接入网络，将IP视音频流媒体节目流以ＩＰ over DOCSIS或IP over DSL的方式，通过
放在有线电视前端的 CMTS 鉴定或电信中心站的数字用户线接入复用器（DSLAM用户发送出去。
（３）终端接收 IPTV用户设备被用来接收、存储和播放及转发IP视音频流媒体节目。终端设备包括STB、PC机、播放机等。基本型IPTV用户终端设备的硬件没有内置调制解调器，只有一个以太网接口，与外部相接。集成式的IPTV用户终端设备则内置多种调制解调器，可与宽带网络直接相连。电子节目指南（EPG）、用户管理、媒体资产管理、收费及各种应用业务的相关软件也是IPTV系统必须具有的部件。
2.2.3 DTV 和 IPTV 的比较
DTV 和 IPTV 有共同的双向处理方式、共同的终端用户群、不同的传输网络和管理系统。由于历史原因，有线数字电视延用长期采用的广播方式，如果要实现视频点播（VOD），必须将原来的 HFC广播网络进行双向改造。开通的交互频
道，DTV 要支持 VOD 时，是通过调制解调器（Cbble Modem）进入IP网络来支持，实际上就是 IPTV。当然也可以说，IPTV是有线电视的一个分支。从提供的内容
服务上看，有线数字电视不如IPTV灵活快捷。数字电视的特点有效地保证高清晰的图像质量。IPTV 的主要特点是实时的交互点播。
DTV 传输源自广播电视公用天线系统（CATV）的有线电视网，带宽800ＭＨｚ。IPTV源自电信运营商、宽带网或电话网。若从主干网和城域网结构分析，DTV 和IPTV 的传输均以光纤网为主体，主要区别就是在网络端口前后的１公里，特别是输出端口到用户的最后一公里，如果把光纤主线从１公里缩短到100米，DTV和IPTV 的很多技术问题将迎刃而解。DTV和IPTV还有管理体系的区别，两个不同系统和上级要实现DTV 和 IPTV 的融合
则需要协调解决。DTV 和 IPTV两者的市场用户群都是家庭用户，只是一个依托有线电视网，一个依托宽带网，给用户带来的利益类似在今后一段时间内会持续两者并存的状况。IPTV 若在众多的电视节目中增加有限的节目频道，并不能取代和影响有线数字电视普及，相反还会对DTV 的发展起到一个很好的促进作用。DTV 的发展也需要通过内容丰富的交互式点播来实现更大的业务范围。
DTV 和 IPTV 各有优缺点，比较如附表。
通过比较可见，DTV 和 IPTV 的优、缺点可以互相补充，用彼之长补己之短，在相当长的时间内共同存在，直到三网在技术上、体制上融合规范为一个整体时为止。
第三章 IPTV建设中两个关键问题及其解决方案
3.1 IPTV试点建设方案的特点
先来看一下最早开始IPTV试点建设的广东、上海、江苏、陕西、云南、北京、天津、福建等地的建设方案的特点：
(1)主要采用数字用户环路 ( digital subscribeline,DSL)宽带接入技术 ,线路带宽为 3Mbp s,采用以太网点对点协议 (point to point protocol over ethenet, PPPOE)拨号接入 ;
(2)视频点播 ( video on demand, VOD )片源码流速率为 1. 3Mbps,直播码流为 2Mbps;
(3)后台业务管理系统集中在省局 ,各运营商分别设置 ,然后按一定规范互通;
(4) VOD片库一般采用网络存储 ( network attached storage,NAS)系统 ,集中放置于省局 ,各运营商共享;
(5)直播头端系统也集中于省局统一部署 ,各运营商共享;
(6)采用省、市中心加边缘节点的三级内容分发网络 (content delivery network, CDN)架构组成分布式流媒体系统;
(7)机顶盒与后台业务系统、CDN 流媒体系统的接口一般为私有协议;
(8)业务以视听业务为主 ,信息浏览、网络游戏、即时通讯等增值业务为辅。
按以上方案的 IPTV系统在建设过程中遇到了诸多技术问题。现在就其中的两个关键问题，即 CDN节点存储问题和直播 QoS问题展开分析 ,并探讨这两个问题的解决方案。
3.2 CDN节点的存储问题
VOD作为 IPTV 的基础业务 ,由于丰富的片源是保证该项业务运营成功的关键因素之一 ,因此 ,片库系统需要海量存储。同时 ,为了便于各运营商系统共享片源 ,片库存储一般采用 NAS系统 ,通过通用互联网文件系统 ( common internet file system,C IFS)方式进行文件共享。目前 CDN节点的存储方案主要有以下几种。
3.2.1 刀片内置硬盘方案
该方案每个刀片内置 1～2块 164G硬盘 ,刀片之间内容不共享。为了解决整个节点的存储容量和服务能力的均衡 ,媒体内容可采取分片存储 (如图 2所示 )。但用该方案用户播放一部完整的影片需要在多个刀片之间通过重定向来进行多次切换。
该方案优点如下:
(1)硬件简单 ,无须外加磁阵和光交换机 ,成本低;
(2)通过内容的分片来达到服务能力的一定均衡;
其缺点为:
(1)软件实现复杂 ,分片之间的频繁切换将造成较大的处理开销 ,性能难以提高;
(2)刀片之间的处理负荷难以均衡。如图 2所示 ,若用户 1观看媒体文件 1的 4分片 ,用户 2同时观看媒体文件 2的 1分片时 ,则就会造成刀片 4的负荷过重。为达到负荷均衡 ,就需要处理媒体流的时间特性 ,但由于在 VOD时 ,用户可以进行快进、快退等操作 ,其时间特性难以预测 ,因此只能以降低每刀片的实际负荷来换取较好的服务效果;
(3)由于媒体服务处理与媒体存储实施了绑定 ,故可扩展性较差 ,例如不能独立扩展存储容量和服务能力;
(4)内置硬盘数量上受到限制 ,因此其 I/O性能也受到限制。一般而言 ,单块硬盘的顺序 I/O性能在300Mbps左右 , 2块硬盘的极限性能为 600Mbps。考虑到多个媒体流的随机性 ,单个刀片的实际处理能力在 400Mbps左右;
(5)内置硬盘无法采用独立磁盘冗余阵列 ( re2dundant arrays of independent disks, RA ID )技术 ,故可靠性差;
(6)内容调度和媒体服务结合紧密 ,不利于模块之间接口的规范化。
3.2.2 直挂磁阵方案
该方案每个刀片直挂磁阵 ,或多个刀片在物理上共享一个磁阵 ,在逻辑上独占一个分区 ,分区之间文件不共享。媒体文件以普通文件格式存储。此方案的主要优点是用户播放一部完整的影片时无须重定向切换 ,但因为每个刀片拥有的内容有限 ,故媒体服务能力和媒体存储容量之间很难达到平衡。
该方案优点为:
(1)软件和硬件实现简单 ;
(2)容易把内容调度和媒体服务分开 ,利于流媒体服务器和 CDN的分离;
(3)可靠性高 ;
缺点为:
(1)媒体服务能力和媒体存储容量之间很难达到平衡;
(2)成本较内置硬盘方案高 ;
(3)扩展差 ,服务能力与存储容量的扩展有较高的关联性。
3.2.3 存储区域网络 ( storage area network, SAN)方案
该方案多个刀片通过光通道交换机共享多个磁阵 (如图 3所示 )。
本方案优点为:
(1)扩展性好 ;
(2)可靠性高 ;
(3)服务能力和 I/O 处理能力可达到很好的均衡;
(4)软件硬件技术成熟 ,简单易实现。
其缺点为:成本较高 ,与方案 2相比 ,需要增加FC交换机 , 但随着技术进步 , FC 交换机已越来便宜。
综上所述 ,电信级的 IPTV CDN节点的存储方案宜选用 SAN方案。
3.3直播业务的 QoS问题
直播业务也是 IPTV的基础业务 ,其业务质量至少应与现有有线电视相当。在工程实践中 ,目前对直播业务的 QoS关注点主要在于:
(1)频道切换时延要求在 1s以下 ;
(2)频道播放当中要求音视频清晰、流畅、音画同步 ,无停顿、马赛克等现象;
下面结合直播业务的流程来分析与上述 QoS指标相关联的因素。
3.3.1直播业务流程
如图 4所示 ,视频信号输入编码器先进行编码 ,然后把已流化的 IP码流传输到流媒体服务器 ,再经流媒体服务器转换成组播流向机顶盒播出。如今编码器和流媒体服务器都是挂接在城域网中 ,由于目前城域网的负荷一般较轻 ,网络线路质量也较好 ,通常不会产生丢包 ,故两者之间一般采用用户数据报文协议 (user datagram protocol,UDP)传输即可。不过 ,如网络情况不太好 ,则需采用传输控制协议( transm ission control p rotocol, TCP)传输。流媒体服务器与机顶盒之间一般采用单向的 UDP组播。对机顶盒而言 ,为了适应 IP网络的时延抖动 ,一般必须配置缓存。视频信号从编码器输入到机顶盒解码输出视频信号之间的延时一般要求在 5s以内。
3.3.2 频道切换
频道切换时间一般由以下几部分构成:
(1)会话描述协议 ( session descrip tion p rotocol,SDP)获取时间 :该时间可以通过预先下载频道对应的 SDP文件而省略;
(2)获得第 1个 I帧的时间 ( T1 ) :工程中编码器 I帧间隔一般设为 2～3s,因此获得第 1个 I帧的平均时间为 1～1. 5s;
(3)机顶盒解码器重新初始化时间 :由于其一般在几十毫秒级 ,且可以与接受 I帧的同时进行 ,因此可以忽略;
(4)机顶盒缓存延时播放时间 ( T2 ) : 一般为 1～2s;
由此可知 ,频道切换时间主要是由 T1 和 T2 组成 ,如不进行优化处理 ,则频道切换时间将达 3～4s,这将不能满足用户体验要求。
3.3.3 接入网组播问题
连接边缘流媒体服务器和机顶盒的是宽带接入网。该网络经过组播改造可以支持组播业务。由于IP组播采用的是 UDP协议 ,故即使有丢包 ,也无法重传。但 IP网络和以太网络本身所固有的特性将很难假设其不丢包 ,不仅如此 ,而且在传输视频业务时 ,其丢包大都发生在 MPEG码流中的关键帧 ———I帧中 ,此时在用户端表现出来的就是停顿、马赛克等
现象。因此 ,必须解决在宽带接入网承载 IPTV业务时 ,发生的组播丢包问题。
3.3.4 解决方案
主要采取以下措施:
(1)流媒体服务器对每个频道的码流进行缓存 ,缓存时间建议为 8s,一个 2M 码流的频道需要2MB的内存缓存 ;
(2)流媒体服务器延时 1s播出组播流 ;
(3)在机顶盒和流媒体服务器之间建立并保持一条常设的 TCP重传通道 ;
(4)机顶盒自动检测组播丢包 ,并通过重传通道要求流媒体服务器重传丢失的包;
(5)机顶盒的解码缓存设置大于 5s;
(6)频道切换如图 5所示 ,即机顶盒先通过重
传通道从流媒体服务器的缓存中 ,以大于解码速度的码速得到最近或次近的 I帧及后续帧序列 ,这样得到的码流将比组播流至少滞后一个 I帧 ,而机顶盒在接到第 1个 I帧后 ,随即开始输出视频而不等待缓存。此时 ,由于传输速度大于解码速度 ,因此机顶盒的解码缓存将逐渐被充满 ,且会逐渐把流媒体服务器的缓存消耗殆净。为此 ,在单播流发送最新的码流数据时 (此时单播码流已经比组播流超前 ) ,需指示机顶盒切换为接收组播流。由于开始接收的组播数据与原单播数据重复 ,因而被丢弃 ,直至接收到序列号新数据 ,这样就达到了平滑衔接。具体流程如图 6所示。
假设 I帧间隔为 2s,码流带宽为 2Mbps,线路带宽为 3Mbps,则相关参数可估计如下:
(1)切换时间 ( td ) :从机顶盒向流媒体服务器发送单播请求到开始收到第 1个 I帧的包 ,估计需60m s, 而 2M 码流的一个 I帧大小约为 50KB,则需要传输时间 133ms, 因此 ,理论上的频道切换时间可短至 200ms。
(2) 机 顶 盒 缓 存 要 求 : 3s ×2Mbp s/8=0.175MB, 取整数一般要求 1MB以上。
(3)单播流持续时间 : (3s ×2Mbp s) /1 = 6s。
(4)直播延时 : 1～3s。
通过以上措施 ,解决了组播丢包和频道切换较慢的问题 ,在提高系统的网络适应性的同时 ,也改善了直播业务的服务质量 ,尤其是减少了马赛克现象 ,并使频道切换时间控制在 1s以内。
第四章 我国IPTV 发展存在的问题及促进措施
4.1 发展 IPTV 存在的障碍
网通曾提出2005年初发展30万IPTV 用户，中国电信则喊出2005年年中发展50万用户的口号。尽管在近50个城市都有布局，但目前中国IPTV商用人数不到5万。目前电信运营商已将目标调为把每个城市５％～１０％ 的宽带用户发展为IPTV用户。
4.1.1 寻找用户认可的收费标准
网络电视能否迅速普及，显然最终还要看用户是不是愿意接受这样一种新生的事物。谈到用户的接受问题，当然就是网络电视涉及的费用了，这是一个不可以回避的问题。网络电视的费用，有两个方面，即：设备费用、节目费用。设备方面用户关心的是数字电视机和机顶盒的费用；节目方面用户关心的是收视费，这些费用是要用户负担的。
从目前市场来看，上市的数字电视机的价格仍然居高不下，且数字电视机与网络电视的有条件接收、用户管理、用户控制等功能尚没有融合起来，造成机顶盒设备生产形不成规模，价格也降不下来。这无疑给网络电视的推广增加了沉重的负担。针对用户对设备成本的顾虑，各网络电视运营商的做法也不同，有送机顶盒的，有借机顶盒的，也有租机顶盒的。但如果这笔费用都由运营商来负担，也是不现实的，主要依赖于规模发展和设备商降价。
4.1.2 内容有待丰富起来
网通与上海文广在哈尔滨开展 IPTV 的商用试验在发展了3万用户后增长乏力。因为IPTV 每月收费60元，而数字电视送机顶盒，每月十多元，内容却相差不大，使得IPTV 缺乏互动增值业务的推动，投入资源与收入回报严重失衡。IPTV 光靠电视内容并不能取胜。“网络电视的节目内容与普通电视没有什么区别，所以现在还不想花钱看。“一位消费者这样说。节目内容匮乏是消费者对网络电视冷淡的一个关键因素。
节目内容匮乏的原因是网络电视运营商在没有看到市场收益的情况下不愿意过多投入。广电总局网站的信息显示，拿到网上传播视听节目许可证的单位已达 ６６ 家，大部分都是传统的媒体单位。由于广播、互动两项服务有政策和技术上的“瓶颈”，当前的“准网络电视”服务形式主要还是网站。当前最值得关注的内容运营商是两家：据称将获得头两张网络电视牌照的中视网络和东方网络电视。
盛大网络董事长、首席执行官陈天桥已经正式进军网络电视，盛大要为网络电视提供内容，把网游搬到电视上。按照陈天桥的说法，包括棋牌游戏、网络游戏、小说、评书相声、MP3、电影等都可以搬到电视上进行娱乐，把其打造数字娱乐帝国的梦想勾勒得更加清晰。陈天桥称，进军网络电视的第一步是游戏方面的内容提供，得到良好反馈后才会再提供音乐、电影等内容。按照陈天桥的说法，当网络电视真正发展起来后，盛大很有可能去买下一个电影制片厂。陈天桥说，盛大与所有有实力的电影公司谈过收购，只是觉得时机还没有成熟。由此可见，网络电视的内容丰富起来还需一段时间。
从技术上讲，设备厂商已经做好了准备；内容制作有一个积累过程。在当前整条产业链中最关键的，还是网通、电信等固话运营商。电信运营商的热情才是开启行业的发展引擎。值得关注的是，电信运营商并不甘心只提供网络通道。
4.1.3 网络结构有待革新
网络上看电视不外乎两种方式，一是收看实时广播节目，二是点播事先录制好的节目。对应的网络电视结构一个是集中的中央源往外播，或者内容存在一个服务器里大家去取。如果是一个源往外播，对于互联网格式就要用多播的方法，不如广播合算。如果是个人去服务器取的点播方式，点播的人多了，服务器会被打爆，比如央视服务器可能支持500线、1000线，超过了不但服务器支持不了，连接服务器的网络也受不了。现在的体系结构是无法支持网络电视爆炸式增长的。
如果大家都是宽带用户，如果大家都上网看电视，网络肯定支持不住，现在宽带网只能支持５％ 的用户。目前的网络电视只适用于初始发展状态，未来要适应网络电视普及的需要，网必须发展下一代互联网结构——P2P，点对点的连接。如果还采用客户机、服务器，内容被中心存储的互联网结构是不可能满足发展要求的。现在任何一个运营商的宽带流量有 60 ％～70％ 都是P2P的，P2P的特点是每一个计算机既是客户机又是服务器，各自下载一小段互换，减轻传输压力。P2P内容不用存在一个服务器上，是未来互联网最能发挥优势的。当网络电视进入良性发展之后，发展下一代互联网也必将摆上议事日程。
4.1.3 IPTV标准问题
IPTV是一个复杂系统，如果没有基于开放标准的技术来支撑，无论是系统扩容还是系统升级，将来都存在一些难以解决的问题。对于流媒体技术与IPTV技术，国际标准化组织或相关厂家已经有了相关的协议和编码等标准或建议。国内在这方面也作了许多有益的尝试，比如一些电信运营商与芯片厂商、设备厂商、终端厂商甚至内容运营商和内容提供商等在内的多方面联合，开展了相关企业标准的研究和制定工作。
从前期国内运营商已经进行的工作来看，确实取得了一些进展，但还不能很好地解决大规模商用网络的灵活部署以及所有厂家的设备或编码的无隙互通等问题，各地建设的网络平台技术标准不一样，使得设备与终端厂商不得不提供多个解决方案和终端产品。这大大提高了运营商建网成本和设备制造商的研发和生产成本。因此，目前标准已经成为制约IPTV业务大规模实施的障碍，而且随着IPTV业务的不断发展，标准问题将会越来越突出。
IPTV需要考虑的标准涉及服务标准、运营标准、政府的管制标准管理标准和技术标准等诸多方面。在技术标准中包含了框架、设备、业务、协议、互通、编码、安全、编码等方面。这些方面有些属于运营商自身关注的范畴，有些属于需要在整个产业内协商一致解决的。而从目前较常采用的IPTV系统的形式看，其核心框架包含了编码系统、内容分发和播放系统、存储系统、认证计费系统、数字版权保护系统、机顶盒等几个需要重点规范的方面。
4.1.3.1 体系架构不明确
当前对于IPTV的定义尚不明确，业界对于IPTV的定义也是众说纷纭。最初，大家都认为IPTV就是在互联网上看电视，但随着IPTV技术的迅速发展，业界人士对于IPTV的定义进行了不断的扩充，IPTV的内涵已经远远超出了通过互联网看电视的看法。IPTV究竟能够做什么？不同的设备制造商和运营商有不同的看法和解释。商业模式和运营模式的不确定导致了整个IPTV技术/业务体系架构的不明确。
业内一致认为IPTV应该包括两种最基本的业务：视频点播(VOD)点播和TV直播。而VOD点播和TV直播的技术架构完全不一样，VOD点播需要网络缓存节目并由网络推送节目，TV直播则无需任何网络缓存机制，其实质就是一个组播分发网络。因此，实现VOD点播和TV直播的网络实际上是两种不同结构网络的混合网络。
目前的IPTV业务框架更多沿用了传统的视频点播系统的架构，经过多年的商业实践，证明其是无法满足大规模网络开展运营的需求的。而能有效解决相关瓶颈的措施目前还在研究中，预计在一段时间内有明确的解决办法。
4.1.3.2 编码标准的确定
目前用于IPTV技术的编码标准主要有：MPEG-2、MPEG-4、H.264、VC-1、AVS。而标准成熟又有大量芯片厂家支持的编码只有MPEG-2和MPEG-4，H.264和VC-1仅仅有少量芯片厂家支持，AVS标准则尚无芯片厂家支持。
IPTV面临着编码标准的问题，而编码又直接关系到解码，解码又会影响到机顶盒。之所以会没有厂家大规模生产IP机顶盒，一个主要原因就是没有确定的标准支持。MPEG-4是目前被广泛采用的编码标准。但是MPEG-4的解码器在各厂家之间并不兼容，每个厂家都分别拥有“私有定义”。目前每个厂家仅关注于各自的小市场，而不是通过共同的努力去做大市场，这成为IPTV产业化面临的一大障碍。工业化基础不好，统一标准的缺失，决定了MPEG-4有限的市场空间。随着ISO与ITU两个视频编码工作组的合并，H.264成为一个共同的新标准。与以往不同，H.264是一个统一的标准，对于解码兼容性有着明确的规定，而且在1M码率下就可以达到DVD画质，性能非常优越，但支持H.264的芯片目前仍不多。
编码标准的选择除了技术因素之外，还需要考虑到专利费用的问题。与过去相比，MPEG-LA虽然降低了解码器的专利费，但开始增收编码器的专利费。如果视频节目运营商提供采用MPEG-4(已经收费)或者H.264／MPEG-4AVC(2006年1月1日开始收费)标准的视频节目，则还需要支付加盟费(Participationfee)，即MPEG-LA将根据节目、订户和本地发射台数等参数来向运营商收费，每个运营商每年350万美元封顶。除此之外，终端用户也需要向MPEG-LA交纳每个节目0.04美元的费用，这笔费用将由运营商代收，打入收费成本，最终转嫁到用户身上。与此相比，国内的AVS标准的专利费用则相当低廉。
4.1.3.3 系统间无法互联互通
现在已经有许多设备制造商实现了商用的IPTV系统，包括最前端的媒体资产管理系统一直到最末端的用户终端（机顶盒，STB）。但是这些系统都是封闭的系统，系统内的控制信令和协议基本上都是采用厂家自定义的私有协议，第三方的设备无法接入到系统之中去。
IPTV系统内各个功能模块之间的接口标准目前尚无明确的定义。没有这些接口的标准，就无法保证整个系统的开放性格局，不利于消除由一家厂商垄断整个前端系统的问题。
目前就是各个厂家的系统之间无法做到建立相关技术标准，也就无法做到互联互通。这种技术上的垄断极大地限制的IPTV网络的建设，不利于运营商引入竞争机制，也不利于运营商大规模开展IPTV业务。
4.1.3.4 STB的最终形态确定
IPTV终端是用户与IPTV系统进行交互的工具，终端的功能特性和所能够支持的各种业务是IPTV业务吸引用户的重要因素。目前的IPTV终端产品是五花八门，通常有硬终端和软终端，所实现的功能也不完全相同。IPTV终端的最终形态确定还需有待于商业模式、业务模式和IPTV体系架构的明确。只有商业模式和业务模式明确之后，STB所需要实现的功能也就很明确了。IPTV体系架构的明确可以STB与前端系统之间的接口功能和协议要求。
4.1.3.5 安全问题
相比于其它的宽带业务，IPTV业务开展过程中涉及到多个部门参与，因此会造成整个业务完成复杂性的提高，安全性和其它宽带业务相比也就更为突出。它可以分为两个方面，一是系统提供业务的能力，比如内容数字版权等内容本身的安全问题，另一个则是关于内容受攻击的问题。到目前为止，安全工作主要集中在内容数字版权方面，IPTV的内容来源是多方面的，在国内缺乏较好保护知识产权的环境下，为保护内容提供者的利益必须考虑数值版权的管理。数字版权管理的标准涉及授权语言标准、加密标准、密钥管理标准和架构等，由于目前数字版权的管理权还没有明晰，各方都在提自己的建议，目前还没有形成适合运营商采用的统一标准。
4.2 促进IPTV发展的措施
4.2.1 促进广电和电信的和谐
在中国，电视属于广电系统，IP技术属于电信领域。当IP技术被应用到电视领域的时候，一个重新跑马圈地划分势力范围的时代到了。
2005年上半年，上海文广越过中央电视获得国内首张IPTV，掀开了国内争食网络电视饕餮大餐的序幕。而在上海文广与中国电信、中国网通合作开展IPTV 业务后，IPTV 浪潮更是风起云涌，呈现出一幅喜人的发展势头。目前，上海文广与中国电信、中国网通合作开展的 IPTV 试点已高达50余个，而在IPTV的始发站上海，更是在浦东地区开始了正式商业化运作。作为今年通信行业的3大亮点之一，IPTV 的锋芒的确是盖过了3G和NGN，据哈尔滨地区 IPTV 设备提供商UT斯达康公司副总裁伍雯弘透露，中国网通在该地的 IPTV 试点采用每月60元的资费标准，初期放号就超过5万用户。各种迹象都表明IPTV 在大踏步前行，成功好像就在眼前。然而，事情远没有想象得那么简单。2005年年底，泉州广播电视局发出一纸通告，叫停泉州地区的“百视通”网络电视业务。这是地方广电首次公开叫停 IPTV 业务。
当前透露的信息来看，IPTV 牌照所拥有的权限并不像大家想象的那样，是可以无所不为的。据有关人士分析，上海文广虽然有 IPTV 牌照，但要在上海之外与运营商合作运营IPTV，需要取得当地广电的落地许可，然后报国家广电总局备案审批才可以正式开展。出现当前这种局面，一种可能是广电总局当初颁发 IPTV 牌照时考虑不周，当IPTV 产业逐渐为电信方面控制后，想试图扭转当前的被动局面，所以纵容地方广电加以堵截；一种可能是 IPTV 牌照本身的确是有地区限制的，因此上海文广每拓展一个地区的业务，都必须获
得地方广电的认可。
目前电信与广电交叉进入的政策尚不明朗。IPTV 的网络可以依附于电信宽带网络，也可以依附于广电有线电视网络，但电信网络相对占有优势。因为电信可以提供大量的带宽，在宽带市场商业推广方面也拥有更多的经验。广电部门却拥有包括至关重要的运营牌照在内的政策资源。根据国家有关规定，从事IP电视、手机电视等信息网络传播视听业务，必须按照《互联网等信息网络传播视听节目管理办法》（国家广电总局第39号令），取得“信息网络传播视听节目许可证”。许可证由国家信息网络传播视听节目行业主管部门——国家广电总局按业务类别、传输网络、接收终端等项目分类核发。
广电管理部门不但对电视媒体市场采取准入管制，而且国内影视制作传播系统很大程度上也在广电的控制下。面对政策壁垒，电信运营商目前只能通过与网络电视牌照持有者合作来实现业务落地，但却不甘于扮演着一个纯粹网络提供商的角色。这样看来，IPTV 牌照的意义可能仅仅在于引起大家的兴趣，而进一步的全面展开，还是得协调电信和广电之间的关系，政策变动对 IPTV发展影响很大。
4.2.2 协调好标准之争
与DTV（数字电视）几年来一直雷声大雨点小的情况相比，IPTV大有卯足劲大干一场的劲头。然而，无论 IPTV 还是 DTV，都存在着标准与商业试验之惑。目前较常采用的 IPTV 系统形式，其核心框架包含了编码系统、内容分发系统和播放系统、存储系统、认证计费系统、数字版权保护系统、机顶盒等几个需要重点规范的方面。仅视频编码就有MPEG－２、MPEG－４、Ｈ．264、VC－１、AVS等多个标准。而视频编码又直接关系到解码，解码又会影响到机顶盒。
MPEG－４、Ｈ．264、VC－１ 是国内IPTV 的主要标准，其中中国网通倾向于Ｈ．264，中国电信更是将它选定为必备格式，上海文广则倾向于MPEG－４，VC－１ 只是中国电信的推荐格式。因为国内只有上海文广一家拥有 IPTV 牌照，虽然国内两大固网运营商中国电信和中国网通都在支持IPTV 的试点，但本身由于没有牌照，目前都只能和上海文广合作。进行商业试验的地区采取的标准也都是 MPEG－４。
华为表示 Ｈ．264毋庸置疑是未来 IPTV业务的主流编码技术，但在目前情况下，大规模开展基于Ｈ．264 的IPTV 业务并不现实，一是目前各个主流的 Ｈ．264 芯片厂家开发的Ｈ．264 芯片都不太成熟或者处于过渡阶段；二是目前针对 Ｈ．264的片源很少，对于IPTV正式商用可能会形成一个瓶颈。同时，华为认为，目前虽然 Ｈ．264 相对MPEG－４ 有一定优势，但与理论上的优势分析相比还相差较大，Ｈ．264 有待进一步优化、完善，因此，到2006年下半年进行 Ｈ．264 试验部署也不迟。
各地建设的网络平台技术标准不一样，使得设备与终端厂商不得不提供多个解决方案和终端产品。从而大大增加了运营商建网成本和设备制造商的研发和生产成本。目前没有明确的标准已经成为制约IPTV 业务大规模发展的障碍。Ｈ．264标准代表了目前最先进的视频编码技术，业界也一致认为Ｈ．264 才是未来IPTV 的发展方向。测试表明，目前的系统和终端尚无法做到平滑地从MPEG－４ 升级到Ｈ．264，那么业务发展初期发放的MPEG－4机顶盒很可能将会因过渡问题而白白地损失掉。
在2005 年11 月24 日召开的“中国IPTV 产业政策及技术、标准研讨会”上，中国网通系统集成总工程师唐雄燕表示，IPTV 标准正在制定中，出台的时间不会太长。受中国通信标准化协会委托，有关方面正在起草涉及 IPTV中国标准的相关方案。此次制定的标准涉及七个方面，分别为业务需求、总体框架、机顶盒、业务平台接口、运营平台接口、接入设备的支持以及视频编解码研究，力争与国际保持同步甚至有所超前。
第五章 总结
随着FTTH接入、FTTB+LAN接入、ADSL接入、HFC/Cable Modem接入、WLAN无线接入等接入方式用户群体的迅速增长,以及各种技术发展带来的业务融合和市场竞争的愈演愈烈,IPTV蕴涵和昭示着蓬勃发展的巨大市场驱动力.为拓展各自的生存发展领域,由设备提供商、内容/服务提供商、内容/网络运营商和广大用户构成的商业化运营的IPTV产业链正在形成并逐步成熟。有了IPTV,广大电视机用户借助IPTV机顶盒,将告别被动方式的节目接收,走向集互联网内容、网络游戏、电视节目等为一体的丰富多彩的多媒体互动娱乐生活。有了IPTV,广大宽带用户用PC电脑也能享受到精彩纷呈的电视节目。有了IPTV,广大手机用户也可以随时随地的欣赏到自己喜欢的节目, IPTV必将迅速而深刻地改变人们的生活。
引论
1.1 IPTV产生的背景
随着宽带业务的快速发展，宽带网络终端的单一性已经开始影响宽带业务向普通用户大面积普及，其中作为主流的计算机由于有着教高的成本、需要经常进行系统维护，一般用户使用教复杂、普及率比较低等特点，难以在广大普通用户中迅速普及。
根据CNNIC统计，我们目前上网用户总数为9400万，其中使用宽带上网的人数达到4280万；上网计算机达到4160万台；每年的增长量几百万台。如果用户只能通过PC上网，那么必将影响宽带业务的发展。同时，我国现有的电视机总量约有4亿台，如果能将电视机转化为上网终端，即使20%的电视机转化为网络终端，也有8000万台的发展潜力，因此宽带的更大潜力在于突破终端瓶颈，而电视机是最直接和最有潜力的目标。IPTV结合了电视机和网络的特点，因此应运而生。
1.2 IPTV三大热门标准
AVS：即数字音视频编解码标准是电子信息产业的重要技术标准，也是数字电视产业链上的标准之一。它是高清晰度数字电视、高清晰度激光视盘机、网络电视、视频通信等重大音视频应用所共同采用的基础性标准。在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》中，数字化音视频与新一代移动通信、高性能计算机及网络设备等一起被列为中国信息产业培育的重点。
MPEG-2：是目前包括数字电视在内的数字音视频产业广泛采用的信源编码标准。MPEG-2最初的收费对象为解码设备和编码设备。由于当时MPEG-2是数字音视频领域惟一可用的技术标准，而且相对合理。在中国组织建立AVS标准后，MPEG-LA迅速将原来制定的MPEG-2的收费标准中向解码设备和编码设备收取的专利授权费从每台4美元降为每台2.5美元。
MPEG-4、H.264／MPEG-4：JVT(Joint Video Team，视频联合工作组)的工作目标是制定一个新的视频编码标准。新的视频压缩编码标准称为H.264标准，该标准也被ISO接纳，称为AVC(Advanced Video Coding)标准，是MPEG-4的第10部分。MPEG-LA虽然降低了解码器的专利费，但开始增收编码器的专利费；同时运营商还需要支付加盟费，每个运营商每年350万美元封顶。
1.3 IPTV的发展现状
1.3.1 IPTV 正在稳步推进
目前，上海文广与中国电信、中国网通合作开展的 IPTV 试点已高达 50 余个，而
在IPTV 的始发站上海，更是在浦东地区开始了正式商业化运作。2005年 11 月份，在中国电信与上海文广共同进行的第三轮测试中，IPTV 试点范围已经从原先的17 个城市扩至23 个城市。同时，中国网通与上海文广合作的试点城市也由先前的一个哈尔滨扩至 20 个城市，包括北京。2006年 1月证实，盛大涉足 IPTV（俗称网络电视）的首批产品将于春节前进入重庆市场。2005 年底，北京西门子通信网络公司、上海电信和上海文广传媒宣布，从 20０６ 年开始向上海浦东居民提供IPTV（网络电视）服务。在上海IPTV发展计划中，2006年将发展上万个用户；2006年年中，完成上海全部网络的覆盖。 通过IPTV的视频录制程序，老百姓把需要收看的节目提前放在服务器里，想看的时候可以随时收看，而不再需要像以前那样坐在电视机前，等着播放想看的电视节目。下一阶段，上海 IPTV 计划播出3000～5000小时的点播节目。在信息提供上，除了现有的天气预报、交通、餐饮等信息外，IPTV 的视频IP 电话、视频会议、互动广告、电视邮箱、网络游戏等功能都在计划应用中。浦东区的老百姓将可以通过电视与亲朋好友进行语音聊天，还可以像ＱＱ、ＭＳＮ 那样发送和接收文件和视频图像。在内容上，目前运营的IPTV 提供直播频道、互动电视、信息服务等综合业务。其中，直播频道有50个，点播节目已经超过1000小时。
上海贝尔阿尔卡特副总裁汪莹表示：“网络电视是目前宽带最杀手级的应用，2005年是其小规模商用的一年，奥运会到来之前的2006～2007年将进入大规模商用阶段。”网络电视的市场容量有多大？有人预测到2008年将有1亿用户、年收入千亿。 IPTV在我国的发展势头不小，网络电视业务已经引起了全球的电信运营商、有线电视运营商、内容集成商、服务提供商、设备商、增值内容开发商、方案集成商，以及政策法规制定者的广泛关注，可以说在巨大的财富数字的诱惑下，吸引众多的商家追赶这一场网络电视大潮，IPＴＶ 的前景是乐观的。
网络电视之所以能引起广泛关注，不仅仅是一个市场预期的问题，目前通信产业各方的
现有业务都处于基本饱和或稳定增长状态，缺乏市场前景广阔的新业务增长点。网络电视无
疑提供了一种新的选择，这也是各方争相进入的一个原因。思科系统相关负责人举例说，如固网运营商现有的主营业务固话、小灵通等已经非常饱和，不会出现大的增长，因此迫切需要有全新的业务增长点。宽带是当下发展很快的业务，但目前与宽带相匹配的内容很少，宽带使用率很低，甚至有相当一部分人因为觉得“用处不大”而放弃使用。而网络电视恰好是一种应用于宽带的全新业务，有丰富的内容。如果发展起来，不仅会将现有的宽带资源充分利用，同时还能提高宽带使用效率，也会促进越来越多的人使用宽带。
1.3.2 我国发展 IPTV 商机无限
网络电视的产业链大体上可以分为节目制作及整合（内容）、接入服务（电信运营）和软硬件设备等三个层次。
1.3.2.1 设备商存在巨大商机
电信运营商以及广电势力的全情投入，使得电信设备商在网络电视项目上的热情格外高涨。目前，我国绝大部分的宽带网络还不能达到提供IPTV 业务的条件，而随着 IPTV 业务的逐步开展，所消耗的带宽将越来越大，因此网络改造势在必行。然而，对于带宽的需求，靠广电网自身的升级改造肯定不太现实，也不符合国际潮流。而要是从电信网着手的话，技术上虽然可行，但费用也是个问题。仅 IPTV 试点闸北的网络改造一项，上海电信就花费了2000万元人民币。据上海文广新闻传媒集团总裁黎瑞刚表示，要向2500万到
3000万的受众推广 IPTV，大约需要500亿元～600亿元人民币的投入。
2005年11月18日，UT斯达康宣布中标上海电信的 IPTV（网络电视）商用网络。紧随UT斯达康之后，2005年11月21日，华为宣布自己中标广东电信IPTV 项目。随后中兴也宣布中标承建广东东莞、佛山等地的IPTV 项目。中兴还同时宣布自己独家获得了中国电信江苏省10万 IPTV 用户的项目合同，而此前他已经获得了中国电信山西
省的IPTV合同。作为目前IPTV领域最重要的厂商之一，华为将IPTV 与NGN、3G、IMS 并列为公司的四大发展战略。
终端设备主要就是机顶盒。它是被业界普遍认同的一种网络电视传输中间介质，市场给它起了一个好听的名字叫“盒子”。目前市场上生产机顶盒的有海信、盛大和长虹等厂家。海信盒子是海信数字家庭娱乐中心的主角，它的名字叫“海信智佳 Ｍ 媒体娱乐中心（EPC）”。借助终端大屏幕显示设备，它可以上网浏览、看电视、玩游戏、炒股、录制节目等，定价9000元；盛大盒子全称为EZ Station，中文名称是宽带娱乐电脑，它把游戏、新闻、资讯、电影等内容集成到一处，成为家庭数字娱乐互动中心。它就是一台电脑，
只是少了一个显示屏，目前定价大概在6000～7000元之间。长虹盒子定名为长虹数霸，是长虹实验室内第三代产品，由AMD和微软提供技术支持。长虹“盒子”的接口完全与电视接口类似，不仅具有在线娱乐功能，而且更注重影音、视频等功能。中高端产品接近9000元；低端产品5000元左右。此外提供机顶盒的商家还有中兴、上海贝尔阿尔卡特、西门子、华为、UT斯达康、港湾、烽火等。
目前国内拥有8000万的宽带用户，虽然初期不可能每一家都使用 IPTV ，但随着时间的推移，用户肯定会越来越多，并且，宽带用户本身的增长率也很惊人。在有关障碍消除后，中国的IPTV 产业必将一日千里，获得跨越式发展。
1.3.2.2 节目内容商机市场很大
IPTV 最大的生命力是在于发挥互联网的优势，新媒体、交互媒体是IPTV 最有能力的运营空间，把ＩＭ、视频博客、即时通信结合起来，才是IPTV发展最大的前途。可见，IPTV 单纯提供与数字电视类似功能是没有发展前途的，必须充分发挥互联网的优势和互联网用户的消费体验，网络游戏和 Ｐ２Ｐ 等互联网应用将对IPＴＶ 的腾飞起到非常大的促进作用。
IPTV 的内容主要有三个来源，即广电、互联网和内容提供商。广电方面传统电视的节目内容，由各个专门制作电视节目的部门提供。对于今天出现的 IPTV，其节目内容主要来自广电部门授权的电视制作部门，随着今后的发展，网络游戏制作商也会成为 IPTV 的内容提供者。此外，一旦政策条件允许，将会有一批电视内容制作公司也会加盟这一行业。IPTV 的出现，对于电视台来说，多了一种到达受众的渠道，而又基于网络传播的特点，反过来影响电视台提供节目的方式，和节目制作，也为电视台提供一种新的赢利模式，如对有的节目实行收费点播，电视网络游戏的增值服务等。
1.4 论文主要的研究成果
本文主要研究IPTV的概念、系统结构以及IPTV建设中的两个关键问题：CDN节点存储问题和直播 QoS问题，并阐述了我国IPTV发展中存在的问题及其解决方案。
第二章 IPTV技术
2.1概述
近年来，随着宽带技术的发展，宽带用户的数量急剧上升。宽带为何如此受欢迎？原因之一是用户可以得到多种宽带服务，其中以影视服务为主的宽带流媒体服务最引人瞩目。目前，宽带用户基本上都是通过PC机接入宽带网络，而我国电视机的普及率却远远高于PC机，如果能把宽带流媒体服务扩展到机顶盒，使电视用户也能享受到宽带带来的好处，这将给运营商带来极大的商机。IPTV技术正是为实现这一目标而发展起来的。截至2005年底，我国3.4亿家庭中宽带上网用户数量已经有5600万，个人计算机（PC）保有量为7000万台；电视机接近５亿台，其中有线电视用户约1.1～1.2亿户。在全球范围内，宽带用户数量的发展也非常迅速，因此网络电视业务有着潜在的庞大用户基础。电视技术正向数字电视取代模拟电视，单向广播电视向交互式电视方向发展，所以从软、硬件商和网络运营商角度来讲，就希望可以用电视机来上网扩张业务。七八年前的“维纳斯”和“女娲”之战可谓是IPTV的前奏。
2.2关于IPTV技术
电视、计算机以及通信的信息是通过媒质传递的，这个媒质就是网络，信息网络—三网已经发展成非常庞大、完善而立体化的复杂系统。信息系统是由前端发送设备、网络传输和终端接收三大部分组成。电视、计算机和通信分别通过电视网、宽带网和电话网传递信息，市场的需求使三者在传输历程中有相互融合的趋势。现在已接入家庭的通常是三根电缆线，即电话线同时又是ADSL线、有线电视线和以太网线，如果既有宽带电缆又有有线电视电缆，那么我们的机顶盒（STB）做两个接入口，电视则可以实现既有点播也有广播，融合就发生在用户身边，效果就会很好了。近几年使用宽带接入网络的用户群体增长迅速，这里所谓的宽带接入网络包括了数字用户线环路网（XDSL）、双向混合光纤电缆网（HFC）、以太网和其它宽带接入技术。
2.2.１IPTV的概念
IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术。其系统结构主要包括流媒体服务、节目采编、存储及认证计费等子系统，主要存储及传送的内容是以MPEG-2/4标准为编码核心的流媒体文件，基于IP网络传输，通常要设置内容分配服务节点，配置流媒
体服务及存储设备，用户终端可以是IP机顶盒＋电视机，也可以是PC机。
IPTV可以利用有线电视网的基础设施，以家用电视机作为主要终端电器，通过互联网络协议来提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。
2.2.2 IPTV系统的构成
IPTV系统如附图所示，系统由前端、网络传输和终端设备三部分组成。IPTV
系统的特点是实时性强，更适合交互式点播，也可以进行广播。信息的传送、分配、回传和管理由系统管理部分完成。需
要明确指出的是，节目到网络输入端约为１公里的距离，网络输出端到用户终端也为１公里，是系统的主要讨论内容。
具体各部分的作用分述如下：
（1） 前端设备 IPTV前端要具有并完成节目采集与存储和服务两种功能。节目采
集包含节目的接收、节目的压缩编码或变换编码及格式化、加密和数字版权管理（ＤＲＭ）打包、以及节目生成等。节目存储和服务则完成对节目采集程序处理后生成的节目的大规模存储或播送服务。这里的播送服务不仅要将加密的视音频流媒体节目以ＩＰ单播或组播的方式，从视频服务器播送出去，而且还要对用户或用户终端设备进行认证，并从DRM授权/密钥服务器向被认证的用户或用户终端设备传送ＤＲＭ授权／密钥，使用户能够对已接收的加密视音频流媒体节目进行解密和播放。
（２）节目传送 IPTV网络系统是由IP骨干网、IP城域网、有线电视前端或电信中心站以及相应的宽带接入网络完成的。骨干网和城域网的基本任务是对以IP单播或组播方式发送的视音频流媒体节目流进行路由交换传输。有线电视前端或电信中心站则根据相应的宽带接入网络，将IP视音频流媒体节目流以ＩＰ over DOCSIS或IP over DSL的方式，通过
放在有线电视前端的 CMTS 鉴定或电信中心站的数字用户线接入复用器（DSLAM用户发送出去。
（３）终端接收 IPTV用户设备被用来接收、存储和播放及转发IP视音频流媒体节目。终端设备包括STB、PC机、播放机等。基本型IPTV用户终端设备的硬件没有内置调制解调器，只有一个以太网接口，与外部相接。集成式的IPTV用户终端设备则内置多种调制解调器，可与宽带网络直接相连。电子节目指南（EPG）、用户管理、媒体资产管理、收费及各种应用业务的相关软件也是IPTV系统必须具有的部件。
2.2.3 DTV 和 IPTV 的比较
DTV 和 IPTV 有共同的双向处理方式、共同的终端用户群、不同的传输网络和管理系统。由于历史原因，有线数字电视延用长期采用的广播方式，如果要实现视频点播（VOD），必须将原来的 HFC广播网络进行双向改造。开通的交互频
道，DTV 要支持 VOD 时，是通过调制解调器（Cbble Modem）进入IP网络来支持，实际上就是 IPTV。当然也可以说，IPTV是有线电视的一个分支。从提供的内容
服务上看，有线数字电视不如IPTV灵活快捷。数字电视的特点有效地保证高清晰的图像质量。IPTV 的主要特点是实时的交互点播。
DTV 传输源自广播电视公用天线系统（CATV）的有线电视网，带宽800ＭＨｚ。IPTV源自电信运营商、宽带网或电话网。若从主干网和城域网结构分析，DTV 和IPTV 的传输均以光纤网为主体，主要区别就是在网络端口前后的１公里，特别是输出端口到用户的最后一公里，如果把光纤主线从１公里缩短到100米，DTV和IPTV 的很多技术问题将迎刃而解。DTV和IPTV还有管理体系的区别，两个不同系统和上级要实现DTV 和 IPTV 的融合
则需要协调解决。DTV 和 IPTV两者的市场用户群都是家庭用户，只是一个依托有线电视网，一个依托宽带网，给用户带来的利益类似在今后一段时间内会持续两者并存的状况。IPTV 若在众多的电视节目中增加有限的节目频道，并不能取代和影响有线数字电视普及，相反还会对DTV 的发展起到一个很好的促进作用。DTV 的发展也需要通过内容丰富的交互式点播来实现更大的业务范围。
DTV 和 IPTV 各有优缺点，比较如附表。
通过比较可见，DTV 和 IPTV 的优、缺点可以互相补充，用彼之长补己之短，在相当长的时间内共同存在，直到三网在技术上、体制上融合规范为一个整体时为止。
第三章 IPTV建设中两个关键问题及其解决方案
3.1 IPTV试点建设方案的特点
先来看一下最早开始IPTV试点建设的广东、上海、江苏、陕西、云南、北京、天津、福建等地的建设方案的特点：
(1)主要采用数字用户环路 ( digital subscribeline,DSL)宽带接入技术 ,线路带宽为 3Mbp s,采用以太网点对点协议 (point to point protocol over ethenet, PPPOE)拨号接入 ;
(2)视频点播 ( video on demand, VOD )片源码流速率为 1. 3Mbps,直播码流为 2Mbps;
(3)后台业务管理系统集中在省局 ,各运营商分别设置 ,然后按一定规范互通;
(4) VOD片库一般采用网络存储 ( network attached storage,NAS)系统 ,集中放置于省局 ,各运营商共享;
(5)直播头端系统也集中于省局统一部署 ,各运营商共享;
(6)采用省、市中心加边缘节点的三级内容分发网络 (content delivery network, CDN)架构组成分布式流媒体系统;
(7)机顶盒与后台业务系统、CDN 流媒体系统的接口一般为私有协议;
(8)业务以视听业务为主 ,信息浏览、网络游戏、即时通讯等增值业务为辅。
按以上方案的 IPTV系统在建设过程中遇到了诸多技术问题。现在就其中的两个关键问题，即 CDN节点存储问题和直播 QoS问题展开分析 ,并探讨这两个问题的解决方案。
3.2 CDN节点的存储问题
VOD作为 IPTV 的基础业务 ,由于丰富的片源是保证该项业务运营成功的关键因素之一 ,因此 ,片库系统需要海量存储。同时 ,为了便于各运营商系统共享片源 ,片库存储一般采用 NAS系统 ,通过通用互联网文件系统 ( common internet file system,C IFS)方式进行文件共享。目前 CDN节点的存储方案主要有以下几种。
3.2.1 刀片内置硬盘方案
该方案每个刀片内置 1～2块 164G硬盘 ,刀片之间内容不共享。为了解决整个节点的存储容量和服务能力的均衡 ,媒体内容可采取分片存储 (如图 2所示 )。但用该方案用户播放一部完整的影片需要在多个刀片之间通过重定向来进行多次切换。
该方案优点如下:
(1)硬件简单 ,无须外加磁阵和光交换机 ,成本低;
(2)通过内容的分片来达到服务能力的一定均衡;
其缺点为:
(1)软件实现复杂 ,分片之间的频繁切换将造成较大的处理开销 ,性能难以提高;
(2)刀片之间的处理负荷难以均衡。如图 2所示 ,若用户 1观看媒体文件 1的 4分片 ,用户 2同时观看媒体文件 2的 1分片时 ,则就会造成刀片 4的负荷过重。为达到负荷均衡 ,就需要处理媒体流的时间特性 ,但由于在 VOD时 ,用户可以进行快进、快退等操作 ,其时间特性难以预测 ,因此只能以降低每刀片的实际负荷来换取较好的服务效果;
(3)由于媒体服务处理与媒体存储实施了绑定 ,故可扩展性较差 ,例如不能独立扩展存储容量和服务能力;
(4)内置硬盘数量上受到限制 ,因此其 I/O性能也受到限制。一般而言 ,单块硬盘的顺序 I/O性能在300Mbps左右 , 2块硬盘的极限性能为 600Mbps。考虑到多个媒体流的随机性 ,单个刀片的实际处理能力在 400Mbps左右;
(5)内置硬盘无法采用独立磁盘冗余阵列 ( re2dundant arrays of independent disks, RA ID )技术 ,故可靠性差;
(6)内容调度和媒体服务结合紧密 ,不利于模块之间接口的规范化。
3.2.2 直挂磁阵方案
该方案每个刀片直挂磁阵 ,或多个刀片在物理上共享一个磁阵 ,在逻辑上独占一个分区 ,分区之间文件不共享。媒体文件以普通文件格式存储。此方案的主要优点是用户播放一部完整的影片时无须重定向切换 ,但因为每个刀片拥有的内容有限 ,故媒体服务能力和媒体存储容量之间很难达到平衡。
该方案优点为:
(1)软件和硬件实现简单 ;
(2)容易把内容调度和媒体服务分开 ,利于流媒体服务器和 CDN的分离;
(3)可靠性高 ;
缺点为:
(1)媒体服务能力和媒体存储容量之间很难达到平衡;
(2)成本较内置硬盘方案高 ;
(3)扩展差 ,服务能力与存储容量的扩展有较高的关联性。
3.2.3 存储区域网络 ( storage area network, SAN)方案
该方案多个刀片通过光通道交换机共享多个磁阵 (如图 3所示 )。
本方案优点为:
(1)扩展性好 ;
(2)可靠性高 ;
(3)服务能力和 I/O 处理能力可达到很好的均衡;
(4)软件硬件技术成熟 ,简单易实现。
其缺点为:成本较高 ,与方案 2相比 ,需要增加FC交换机 , 但随着技术进步 , FC 交换机已越来便宜。
综上所述 ,电信级的 IPTV CDN节点的存储方案宜选用 SAN方案。
3.3直播业务的 QoS问题
直播业务也是 IPTV的基础业务 ,其业务质量至少应与现有有线电视相当。在工程实践中 ,目前对直播业务的 QoS关注点主要在于:
(1)频道切换时延要求在 1s以下 ;
(2)频道播放当中要求音视频清晰、流畅、音画同步 ,无停顿、马赛克等现象;
下面结合直播业务的流程来分析与上述 QoS指标相关联的因素。
3.3.1直播业务流程
如图 4所示 ,视频信号输入编码器先进行编码 ,然后把已流化的 IP码流传输到流媒体服务器 ,再经流媒体服务器转换成组播流向机顶盒播出。如今编码器和流媒体服务器都是挂接在城域网中 ,由于目前城域网的负荷一般较轻 ,网络线路质量也较好 ,通常不会产生丢包 ,故两者之间一般采用用户数据报文协议 (user datagram protocol,UDP)传输即可。不过 ,如网络情况不太好 ,则需采用传输控制协议( transm ission control p rotocol, TCP)传输。流媒体服务器与机顶盒之间一般采用单向的 UDP组播。对机顶盒而言 ,为了适应 IP网络的时延抖动 ,一般必须配置缓存。视频信号从编码器输入到机顶盒解码输出视频信号之间的延时一般要求在 5s以内。
3.3.2 频道切换
频道切换时间一般由以下几部分构成:
(1)会话描述协议 ( session descrip tion p rotocol,SDP)获取时间 :该时间可以通过预先下载频道对应的 SDP文件而省略;
(2)获得第 1个 I帧的时间 ( T1 ) :工程中编码器 I帧间隔一般设为 2～3s,因此获得第 1个 I帧的平均时间为 1～1. 5s;
(3)机顶盒解码器重新初始化时间 :由于其一般在几十毫秒级 ,且可以与接受 I帧的同时进行 ,因此可以忽略;
(4)机顶盒缓存延时播放时间 ( T2 ) : 一般为 1～2s;
由此可知 ,频道切换时间主要是由 T1 和 T2 组成 ,如不进行优化处理 ,则频道切换时间将达 3～4s,这将不能满足用户体验要求。
3.3.3 接入网组播问题
连接边缘流媒体服务器和机顶盒的是宽带接入网。该网络经过组播改造可以支持组播业务。由于IP组播采用的是 UDP协议 ,故即使有丢包 ,也无法重传。但 IP网络和以太网络本身所固有的特性将很难假设其不丢包 ,不仅如此 ,而且在传输视频业务时 ,其丢包大都发生在 MPEG码流中的关键帧 ———I帧中 ,此时在用户端表现出来的就是停顿、马赛克等
现象。因此 ,必须解决在宽带接入网承载 IPTV业务时 ,发生的组播丢包问题。
3.3.4 解决方案
主要采取以下措施:
(1)流媒体服务器对每个频道的码流进行缓存 ,缓存时间建议为 8s,一个 2M 码流的频道需要2MB的内存缓存 ;
(2)流媒体服务器延时 1s播出组播流 ;
(3)在机顶盒和流媒体服务器之间建立并保持一条常设的 TCP重传通道 ;
(4)机顶盒自动检测组播丢包 ,并通过重传通道要求流媒体服务器重传丢失的包;
(5)机顶盒的解码缓存设置大于 5s;
(6)频道切换如图 5所示 ,即机顶盒先通过重
传通道从流媒体服务器的缓存中 ,以大于解码速度的码速得到最近或次近的 I帧及后续帧序列 ,这样得到的码流将比组播流至少滞后一个 I帧 ,而机顶盒在接到第 1个 I帧后 ,随即开始输出视频而不等待缓存。此时 ,由于传输速度大于解码速度 ,因此机顶盒的解码缓存将逐渐被充满 ,且会逐渐把流媒体服务器的缓存消耗殆净。为此 ,在单播流发送最新的码流数据时 (此时单播码流已经比组播流超前 ) ,需指示机顶盒切换为接收组播流。由于开始接收的组播数据与原单播数据重复 ,因而被丢弃 ,直至接收到序列号新数据 ,这样就达到了平滑衔接。具体流程如图 6所示。
假设 I帧间隔为 2s,码流带宽为 2Mbps,线路带宽为 3Mbps,则相关参数可估计如下:
(1)切换时间 ( td ) :从机顶盒向流媒体服务器发送单播请求到开始收到第 1个 I帧的包 ,估计需60m s, 而 2M 码流的一个 I帧大小约为 50KB,则需要传输时间 133ms, 因此 ,理论上的频道切换时间可短至 200ms。
(2) 机 顶 盒 缓 存 要 求 : 3s ×2Mbp s/8=0.175MB, 取整数一般要求 1MB以上。
(3)单播流持续时间 : (3s ×2Mbp s) /1 = 6s。
(4)直播延时 : 1～3s。
通过以上措施 ,解决了组播丢包和频道切换较慢的问题 ,在提高系统的网络适应性的同时 ,也改善了直播业务的服务质量 ,尤其是减少了马赛克现象 ,并使频道切换时间控制在 1s以内。
第四章 我国IPTV 发展存在的问题及促进措施
4.1 发展 IPTV 存在的障碍
网通曾提出2005年初发展30万IPTV 用户，中国电信则喊出2005年年中发展50万用户的口号。尽管在近50个城市都有布局，但目前中国IPTV商用人数不到5万。目前电信运营商已将目标调为把每个城市５％～１０％ 的宽带用户发展为IPTV用户。
4.1.1 寻找用户认可的收费标准
网络电视能否迅速普及，显然最终还要看用户是不是愿意接受这样一种新生的事物。谈到用户的接受问题，当然就是网络电视涉及的费用了，这是一个不可以回避的问题。网络电视的费用，有两个方面，即：设备费用、节目费用。设备方面用户关心的是数字电视机和机顶盒的费用；节目方面用户关心的是收视费，这些费用是要用户负担的。
从目前市场来看，上市的数字电视机的价格仍然居高不下，且数字电视机与网络电视的有条件接收、用户管理、用户控制等功能尚没有融合起来，造成机顶盒设备生产形不成规模，价格也降不下来。这无疑给网络电视的推广增加了沉重的负担。针对用户对设备成本的顾虑，各网络电视运营商的做法也不同，有送机顶盒的，有借机顶盒的，也有租机顶盒的。但如果这笔费用都由运营商来负担，也是不现实的，主要依赖于规模发展和设备商降价。
4.1.2 内容有待丰富起来
网通与上海文广在哈尔滨开展 IPTV 的商用试验在发展了3万用户后增长乏力。因为IPTV 每月收费60元，而数字电视送机顶盒，每月十多元，内容却相差不大，使得IPTV 缺乏互动增值业务的推动，投入资源与收入回报严重失衡。IPTV 光靠电视内容并不能取胜。“网络电视的节目内容与普通电视没有什么区别，所以现在还不想花钱看。“一位消费者这样说。节目内容匮乏是消费者对网络电视冷淡的一个关键因素。
节目内容匮乏的原因是网络电视运营商在没有看到市场收益的情况下不愿意过多投入。广电总局网站的信息显示，拿到网上传播视听节目许可证的单位已达 ６６ 家，大部分都是传统的媒体单位。由于广播、互动两项服务有政策和技术上的“瓶颈”，当前的“准网络电视”服务形式主要还是网站。当前最值得关注的内容运营商是两家：据称将获得头两张网络电视牌照的中视网络和东方网络电视。
盛大网络董事长、首席执行官陈天桥已经正式进军网络电视，盛大要为网络电视提供内容，把网游搬到电视上。按照陈天桥的说法，包括棋牌游戏、网络游戏、小说、评书相声、MP3、电影等都可以搬到电视上进行娱乐，把其打造数字娱乐帝国的梦想勾勒得更加清晰。陈天桥称，进军网络电视的第一步是游戏方面的内容提供，得到良好反馈后才会再提供音乐、电影等内容。按照陈天桥的说法，当网络电视真正发展起来后，盛大很有可能去买下一个电影制片厂。陈天桥说，盛大与所有有实力的电影公司谈过收购，只是觉得时机还没有成熟。由此可见，网络电视的内容丰富起来还需一段时间。
从技术上讲，设备厂商已经做好了准备；内容制作有一个积累过程。在当前整条产业链中最关键的，还是网通、电信等固话运营商。电信运营商的热情才是开启行业的发展引擎。值得关注的是，电信运营商并不甘心只提供网络通道。
4.1.3 网络结构有待革新
网络上看电视不外乎两种方式，一是收看实时广播节目，二是点播事先录制好的节目。对应的网络电视结构一个是集中的中央源往外播，或者内容存在一个服务器里大家去取。如果是一个源往外播，对于互联网格式就要用多播的方法，不如广播合算。如果是个人去服务器取的点播方式，点播的人多了，服务器会被打爆，比如央视服务器可能支持500线、1000线，超过了不但服务器支持不了，连接服务器的网络也受不了。现在的体系结构是无法支持网络电视爆炸式增长的。
如果大家都是宽带用户，如果大家都上网看电视，网络肯定支持不住，现在宽带网只能支持５％ 的用户。目前的网络电视只适用于初始发展状态，未来要适应网络电视普及的需要，网必须发展下一代互联网结构——P2P，点对点的连接。如果还采用客户机、服务器，内容被中心存储的互联网结构是不可能满足发展要求的。现在任何一个运营商的宽带流量有 60 ％～70％ 都是P2P的，P2P的特点是每一个计算机既是客户机又是服务器，各自下载一小段互换，减轻传输压力。P2P内容不用存在一个服务器上，是未来互联网最能发挥优势的。当网络电视进入良性发展之后，发展下一代互联网也必将摆上议事日程。
4.1.3 IPTV标准问题
IPTV是一个复杂系统，如果没有基于开放标准的技术来支撑，无论是系统扩容还是系统升级，将来都存在一些难以解决的问题。对于流媒体技术与IPTV技术，国际标准化组织或相关厂家已经有了相关的协议和编码等标准或建议。国内在这方面也作了许多有益的尝试，比如一些电信运营商与芯片厂商、设备厂商、终端厂商甚至内容运营商和内容提供商等在内的多方面联合，开展了相关企业标准的研究和制定工作。
从前期国内运营商已经进行的工作来看，确实取得了一些进展，但还不能很好地解决大规模商用网络的灵活部署以及所有厂家的设备或编码的无隙互通等问题，各地建设的网络平台技术标准不一样，使得设备与终端厂商不得不提供多个解决方案和终端产品。这大大提高了运营商建网成本和设备制造商的研发和生产成本。因此，目前标准已经成为制约IPTV业务大规模实施的障碍，而且随着IPTV业务的不断发展，标准问题将会越来越突出。
IPTV需要考虑的标准涉及服务标准、运营标准、政府的管制标准管理标准和技术标准等诸多方面。在技术标准中包含了框架、设备、业务、协议、互通、编码、安全、编码等方面。这些方面有些属于运营商自身关注的范畴，有些属于需要在整个产业内协商一致解决的。而从目前较常采用的IPTV系统的形式看，其核心框架包含了编码系统、内容分发和播放系统、存储系统、认证计费系统、数字版权保护系统、机顶盒等几个需要重点规范的方面。
4.1.3.1 体系架构不明确
当前对于IPTV的定义尚不明确，业界对于IPTV的定义也是众说纷纭。最初，大家都认为IPTV就是在互联网上看电视，但随着IPTV技术的迅速发展，业界人士对于IPTV的定义进行了不断的扩充，IPTV的内涵已经远远超出了通过互联网看电视的看法。IPTV究竟能够做什么？不同的设备制造商和运营商有不同的看法和解释。商业模式和运营模式的不确定导致了整个IPTV技术/业务体系架构的不明确。
业内一致认为IPTV应该包括两种最基本的业务：视频点播(VOD)点播和TV直播。而VOD点播和TV直播的技术架构完全不一样，VOD点播需要网络缓存节目并由网络推送节目，TV直播则无需任何网络缓存机制，其实质就是一个组播分发网络。因此，实现VOD点播和TV直播的网络实际上是两种不同结构网络的混合网络。
目前的IPTV业务框架更多沿用了传统的视频点播系统的架构，经过多年的商业实践，证明其是无法满足大规模网络开展运营的需求的。而能有效解决相关瓶颈的措施目前还在研究中，预计在一段时间内有明确的解决办法。
4.1.3.2 编码标准的确定
目前用于IPTV技术的编码标准主要有：MPEG-2、MPEG-4、H.264、VC-1、AVS。而标准成熟又有大量芯片厂家支持的编码只有MPEG-2和MPEG-4，H.264和VC-1仅仅有少量芯片厂家支持，AVS标准则尚无芯片厂家支持。
IPTV面临着编码标准的问题，而编码又直接关系到解码，解码又会影响到机顶盒。之所以会没有厂家大规模生产IP机顶盒，一个主要原因就是没有确定的标准支持。MPEG-4是目前被广泛采用的编码标准。但是MPEG-4的解码器在各厂家之间并不兼容，每个厂家都分别拥有“私有定义”。目前每个厂家仅关注于各自的小市场，而不是通过共同的努力去做大市场，这成为IPTV产业化面临的一大障碍。工业化基础不好，统一标准的缺失，决定了MPEG-4有限的市场空间。随着ISO与ITU两个视频编码工作组的合并，H.264成为一个共同的新标准。与以往不同，H.264是一个统一的标准，对于解码兼容性有着明确的规定，而且在1M码率下就可以达到DVD画质，性能非常优越，但支持H.264的芯片目前仍不多。
编码标准的选择除了技术因素之外，还需要考虑到专利费用的问题。与过去相比，MPEG-LA虽然降低了解码器的专利费，但开始增收编码器的专利费。如果视频节目运营商提供采用MPEG-4(已经收费)或者H.264／MPEG-4AVC(2006年1月1日开始收费)标准的视频节目，则还需要支付加盟费(Participationfee)，即MPEG-LA将根据节目、订户和本地发射台数等参数来向运营商收费，每个运营商每年350万美元封顶。除此之外，终端用户也需要向MPEG-LA交纳每个节目0.04美元的费用，这笔费用将由运营商代收，打入收费成本，最终转嫁到用户身上。与此相比，国内的AVS标准的专利费用则相当低廉。
4.1.3.3 系统间无法互联互通
现在已经有许多设备制造商实现了商用的IPTV系统，包括最前端的媒体资产管理系统一直到最末端的用户终端（机顶盒，STB）。但是这些系统都是封闭的系统，系统内的控制信令和协议基本上都是采用厂家自定义的私有协议，第三方的设备无法接入到系统之中去。
IPTV系统内各个功能模块之间的接口标准目前尚无明确的定义。没有这些接口的标准，就无法保证整个系统的开放性格局，不利于消除由一家厂商垄断整个前端系统的问题。
目前就是各个厂家的系统之间无法做到建立相关技术标准，也就无法做到互联互通。这种技术上的垄断极大地限制的IPTV网络的建设，不利于运营商引入竞争机制，也不利于运营商大规模开展IPTV业务。
4.1.3.4 STB的最终形态确定
IPTV终端是用户与IPTV系统进行交互的工具，终端的功能特性和所能够支持的各种业务是IPTV业务吸引用户的重要因素。目前的IPTV终端产品是五花八门，通常有硬终端和软终端，所实现的功能也不完全相同。IPTV终端的最终形态确定还需有待于商业模式、业务模式和IPTV体系架构的明确。只有商业模式和业务模式明确之后，STB所需要实现的功能也就很明确了。IPTV体系架构的明确可以STB与前端系统之间的接口功能和协议要求。
4.1.3.5 安全问题
相比于其它的宽带业务，IPTV业务开展过程中涉及到多个部门参与，因此会造成整个业务完成复杂性的提高，安全性和其它宽带业务相比也就更为突出。它可以分为两个方面，一是系统提供业务的能力，比如内容数字版权等内容本身的安全问题，另一个则是关于内容受攻击的问题。到目前为止，安全工作主要集中在内容数字版权方面，IPTV的内容来源是多方面的，在国内缺乏较好保护知识产权的环境下，为保护内容提供者的利益必须考虑数值版权的管理。数字版权管理的标准涉及授权语言标准、加密标准、密钥管理标准和架构等，由于目前数字版权的管理权还没有明晰，各方都在提自己的建议，目前还没有形成适合运营商采用的统一标准。
4.2 促进IPTV发展的措施
4.2.1 促进广电和电信的和谐
在中国，电视属于广电系统，IP技术属于电信领域。当IP技术被应用到电视领域的时候，一个重新跑马圈地划分势力范围的时代到了。
2005年上半年，上海文广越过中央电视获得国内首张IPTV，掀开了国内争食网络电视饕餮大餐的序幕。而在上海文广与中国电信、中国网通合作开展IPTV 业务后，IPTV 浪潮更是风起云涌，呈现出一幅喜人的发展势头。目前，上海文广与中国电信、中国网通合作开展的 IPTV 试点已高达50余个，而在IPTV的始发站上海，更是在浦东地区开始了正式商业化运作。作为今年通信行业的3大亮点之一，IPTV 的锋芒的确是盖过了3G和NGN，据哈尔滨地区 IPTV 设备提供商UT斯达康公司副总裁伍雯弘透露，中国网通在该地的 IPTV 试点采用每月60元的资费标准，初期放号就超过5万用户。各种迹象都表明IPTV 在大踏步前行，成功好像就在眼前。然而，事情远没有想象得那么简单。2005年年底，泉州广播电视局发出一纸通告，叫停泉州地区的“百视通”网络电视业务。这是地方广电首次公开叫停 IPTV 业务。
当前透露的信息来看，IPTV 牌照所拥有的权限并不像大家想象的那样，是可以无所不为的。据有关人士分析，上海文广虽然有 IPTV 牌照，但要在上海之外与运营商合作运营IPTV，需要取得当地广电的落地许可，然后报国家广电总局备案审批才可以正式开展。出现当前这种局面，一种可能是广电总局当初颁发 IPTV 牌照时考虑不周，当IPTV 产业逐渐为电信方面控制后，想试图扭转当前的被动局面，所以纵容地方广电加以堵截；一种可能是 IPTV 牌照本身的确是有地区限制的，因此上海文广每拓展一个地区的业务，都必须获
得地方广电的认可。
目前电信与广电交叉进入的政策尚不明朗。IPTV 的网络可以依附于电信宽带网络，也可以依附于广电有线电视网络，但电信网络相对占有优势。因为电信可以提供大量的带宽，在宽带市场商业推广方面也拥有更多的经验。广电部门却拥有包括至关重要的运营牌照在内的政策资源。根据国家有关规定，从事IP电视、手机电视等信息网络传播视听业务，必须按照《互联网等信息网络传播视听节目管理办法》（国家广电总局第39号令），取得“信息网络传播视听节目许可证”。许可证由国家信息网络传播视听节目行业主管部门——国家广电总局按业务类别、传输网络、接收终端等项目分类核发。
广电管理部门不但对电视媒体市场采取准入管制，而且国内影视制作传播系统很大程度上也在广电的控制下。面对政策壁垒，电信运营商目前只能通过与网络电视牌照持有者合作来实现业务落地，但却不甘于扮演着一个纯粹网络提供商的角色。这样看来，IPTV 牌照的意义可能仅仅在于引起大家的兴趣，而进一步的全面展开，还是得协调电信和广电之间的关系，政策变动对 IPTV发展影响很大。
4.2.2 协调好标准之争
与DTV（数字电视）几年来一直雷声大雨点小的情况相比，IPTV大有卯足劲大干一场的劲头。然而，无论 IPTV 还是 DTV，都存在着标准与商业试验之惑。目前较常采用的 IPTV 系统形式，其核心框架包含了编码系统、内容分发系统和播放系统、存储系统、认证计费系统、数字版权保护系统、机顶盒等几个需要重点规范的方面。仅视频编码就有MPEG－２、MPEG－４、Ｈ．264、VC－１、AVS等多个标准。而视频编码又直接关系到解码，解码又会影响到机顶盒。
MPEG－４、Ｈ．264、VC－１ 是国内IPTV 的主要标准，其中中国网通倾向于Ｈ．264，中国电信更是将它选定为必备格式，上海文广则倾向于MPEG－４，VC－１ 只是中国电信的推荐格式。因为国内只有上海文广一家拥有 IPTV 牌照，虽然国内两大固网运营商中国电信和中国网通都在支持IPTV 的试点，但本身由于没有牌照，目前都只能和上海文广合作。进行商业试验的地区采取的标准也都是 MPEG－４。
华为表示 Ｈ．264毋庸置疑是未来 IPTV业务的主流编码技术，但在目前情况下，大规模开展基于Ｈ．264 的IPTV 业务并不现实，一是目前各个主流的 Ｈ．264 芯片厂家开发的Ｈ．264 芯片都不太成熟或者处于过渡阶段；二是目前针对 Ｈ．264的片源很少，对于IPTV正式商用可能会形成一个瓶颈。同时，华为认为，目前虽然 Ｈ．264 相对MPEG－４ 有一定优势，但与理论上的优势分析相比还相差较大，Ｈ．264 有待进一步优化、完善，因此，到2006年下半年进行 Ｈ．264 试验部署也不迟。
各地建设的网络平台技术标准不一样，使得设备与终端厂商不得不提供多个解决方案和终端产品。从而大大增加了运营商建网成本和设备制造商的研发和生产成本。目前没有明确的标准已经成为制约IPTV 业务大规模发展的障碍。Ｈ．264标准代表了目前最先进的视频编码技术，业界也一致认为Ｈ．264 才是未来IPTV 的发展方向。测试表明，目前的系统和终端尚无法做到平滑地从MPEG－４ 升级到Ｈ．264，那么业务发展初期发放的MPEG－4机顶盒很可能将会因过渡问题而白白地损失掉。
在2005 年11 月24 日召开的“中国IPTV 产业政策及技术、标准研讨会”上，中国网通系统集成总工程师唐雄燕表示，IPTV 标准正在制定中，出台的时间不会太长。受中国通信标准化协会委托，有关方面正在起草涉及 IPTV中国标准的相关方案。此次制定的标准涉及七个方面，分别为业务需求、总体框架、机顶盒、业务平台接口、运营平台接口、接入设备的支持以及视频编解码研究，力争与国际保持同步甚至有所超前。
第五章 总结
随着FTTH接入、FTTB+LAN接入、ADSL接入、HFC/Cable Modem接入、WLAN无线接入等接入方式用户群体的迅速增长,以及各种技术发展带来的业务融合和市场竞争的愈演愈烈,IPTV蕴涵和昭示着蓬勃发展的巨大市场驱动力.为拓展各自的生存发展领域,由设备提供商、内容/服务提供商、内容/网络运营商和广大用户构成的商业化运营的IPTV产业链正在形成并逐步成熟。有了IPTV,广大电视机用户借助IPTV机顶盒,将告别被动方式的节目接收,走向集互联网内容、网络游戏、电视节目等为一体的丰富多彩的多媒体互动娱乐生活。有了IPTV,广大宽带用户用PC电脑也能享受到精彩纷呈的电视节目。有了IPTV,广大手机用户也可以随时随地的欣赏到自己喜欢的节目, IPTV必将迅速而深刻地改变人们的生活。