详解网络数字电视的实现方法与关键技术

标签：IPTV  IP组播

1、宽带网络数字电视，又称IPTV或BTV，即交互式网络电视，是一种利用宽带互联网、多媒体等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分有效地利用现有宽带网络资源。

在目前的商用宽带网络中，用户在家中可以通过两种方式享受IPTV服务：

(1)计算机：在这种方式下，用户在通过电脑上网的同时，可以收听广播节目或欣赏音乐，也可以直接在电脑上收看电视或电影等视频节目。

(2)网络机顶盒(STB)+普通电视机。用户家里新增网络机顶盒(STB)，由机顶盒提供AV接口，直接和普通电视机相连，用户通过控制机顶盒选择收看宽带网络电视节目。

用户既可以通过PC享受传统的INTERNET数据服务和网络游戏，也可以通过专门的转换设备STB，用普通的电视收看电视、电影等宽带视频节目。

2、IPTV中的关键技术

IPTV应用的实质是流媒体在宽带网络上的传输和分发，因此IPTV的应用和发展是以下几种关键技术同时应用的结果。

(1)宽带接入技术：快速发展的宽带接入技术，为媒体流的传送提供了通路。

在目前所使用的宽带接入技术中，DSL是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术。大家常用的ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非对称数字用户环路)技术可以提供下行8M的带宽，ITU-T的G.992.1中对ADSL的标准已经有详细的定义。而随着技术的快速发展，ITU-T又分别在2002年6月和2003年1月推出了两个新一代ADSL标准：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达1.3M/24M。更高的带宽为传输大量的流媒体传输成为可能。

(2)IP组播路由技术：流媒体分发的强大支持。

IP组播路由技术实现了IP网络中点到多点的高效数据传输。可以有效的节约网络带宽、降低网络负载。组播是一种允许一个或多个发送者(组播源)同时发送相同的数据包给多个接受者的一种网络技术，是一种能够在不增加骨干网负载的情况下，成倍增加业务用户数量的有效方案，因此成为当前大流量视频业务的首选方案。在IPTV的应用中，利用IP组播路由技术，可以有效的分发媒体流，减少网络流量。目前接入设备通过IGMPProxy功能，实现了用户的按需加入、离开等功能，这样既实现了媒体流的按需分发。而且减少了组播对带宽的过渡占用。随着IP组播技术在综合接入设备上的应用，大多数的设备都支持IGMPsnooping和IGMPProxy功能。

IGMPsnooping是解决IP组播在二层网络设备上广播泛滥的一种基本解决方法。通过在二层网络设备上帧听用户端和组播路由设备间的IGMP协议消息，获取组播业务的用户列表信息，将组播数据根据当前的用户信息进行转发，从而达到抑制二层组播泛滥的目的。

IGMPproxy通过代理机制为二层设备的组播业务提供了一种完整的解决方案。实现了IGMPproxy的二层网络设备，对用户侧承担Server的角色，定期查询用户信息，对于网络路由侧又承担Client的角色，在需要时将当前的用户信息发送给网络。不仅能够达到抑制二层组播泛滥的目的，更能有效地获取和控

制用户信息，同时在减少网络侧协议消息以降低网络负荷方面起到一定作用。

(3)数字编码技术：传输可靠性的技术支持。

在网络上传输音/视频等多媒体信息要涉及流媒体的可靠实时传输。因此，数字编解码技术是IPTV的关键技术之一。目前宽带网络环境下适用的编码标准有：MPEG-4、AC-1和H.264等。MPEG-4是ISO/IEC标准，由MPEG制订，目前应用的是MPEG-4Part2;H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG联合视频组JVT开发的视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，也是ISO/IEC的MPEG-4Part10;AC-1是微软的视频编码标准，是WMV9向编解码标准组织提交资料后采用的编码标准名称。

而网络带宽的不断提升，例如应用ADSL2或ADSL2+技术，可以提高用户的上下行速率达到1.3M/24M。而如果采用ITU-T的H.264或WMV9进行媒体流的编码，800K的码速率已经可以提供接近DVD画质质量，完全满足目前用户的要求。因此，两者的结合为IPTV媒体流的传输可靠性做出了保证。虽然，目前还没有相应的国家标准规定IPTV采用的数字编码技术，但无论是MPEG-4,H.264,还是WMV9编码技术都已经达到IPTV应用的要求。如果配合新的宽带接入技术，完全可以实时传输任何编码的流媒体视频节目。

3、小结

IPTV作为一个新应用的出现，并不简单是宽带网络上的一个应用。而是在网络传输技术、IP组播路由技术以及流媒体编码技术的发展下产生的，是这几种关键技术有力结合应用的结果。

IPTV将为宽带运营商和节目提供商注入新的活力。宽带运营商除了能给用户提供通信和资讯方面的服务外，还能通过IPTV为用户提供丰富的、个性化的电视节目，对于吸引用户、提高用户满意度有很大的帮助。