電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的迅速發(fā)展推動(dòng)了媒體業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，而媒體傳輸技術(shù)在各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的廣泛應(yīng)用也催化了三大網(wǎng)絡(luò)的融合。IP電視作為三大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和媒體技術(shù)的融合體，將電視搬到任意網(wǎng)絡(luò)和終端上，讓用戶可以隨時(shí)隨地欣賞豐富多彩的音視頻節(jié)目。

1、IP電視的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用前景

IP電視技術(shù)以DVB over IP，IP over Everything的技術(shù)框架涵蓋三大網(wǎng)絡(luò)和媒體技術(shù)優(yōu)勢(shì)。IP電視將DVB內(nèi)容進(jìn)行媒體技術(shù)轉(zhuǎn)換后放在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸（支持IP網(wǎng)的單播、組播等傳輸方式），通過(guò)各種連接IP網(wǎng)的接入網(wǎng)絡(luò)，使各種終端設(shè)備能夠接收并播放電視節(jié)目。IP電視兼容DVB系列電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，可在其基礎(chǔ)上搭設(shè)DVB-T和DVB-H等數(shù)字廣播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目的廣播傳輸。這樣，IP電視兼有點(diǎn)播、組播、廣播等媒體傳輸方式。在IP電視基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，以任何終端設(shè)備連上任何網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)優(yōu)化的傳輸方式（點(diǎn)播、組播、廣播之一）享受豐富的數(shù)字音視頻信息將是未來(lái)幾年內(nèi)引導(dǎo)信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展的核心技術(shù)路線。

三網(wǎng)融合的趨勢(shì)使IP數(shù)字電視變得火熱起來(lái)，電視網(wǎng)趁機(jī)將自己豐富的媒體資源推向IP網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)推向各種其他接入網(wǎng)絡(luò)和接入設(shè)備。同時(shí)，廣電部門開始應(yīng)用新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)DVB-H，這種技術(shù)使在手持設(shè)備上看電視成為現(xiàn)實(shí)。DVB-H采用地面數(shù)字廣播方式將媒體發(fā)送到手持終端上，并利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)設(shè)備與終端之間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信息反饋。可見(jiàn)，IP電視符合各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和內(nèi)容提供商（包括電視媒介）的共同利益。

作為一個(gè)技術(shù)平臺(tái)，IP電視綜合服務(wù)系統(tǒng)實(shí)際上統(tǒng)一了各種類型媒體的應(yīng)用，它可以在常見(jiàn)的媒體格式之間進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō)，終端不再需要考慮本身支持的媒體格式與遠(yuǎn)端服務(wù)器提供的格式是否一致，也不需要考慮自身的網(wǎng)絡(luò)形式。它可將傳統(tǒng)的媒體服務(wù)所提供內(nèi)容單一格式拓展為多種格式，包括衛(wèi)星數(shù)字電視、有線電視網(wǎng)的數(shù)字電視、媒體資源庫(kù)等。因此在這套系統(tǒng)下，很容易搭建非常有市場(chǎng)潛力的業(yè)務(wù)，包括網(wǎng)上教育系統(tǒng)、音視頻娛樂(lè)系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)等。圖1示出了以IP電視系統(tǒng)為中心所構(gòu)建的多種應(yīng)用平臺(tái)。IP電視服務(wù)系統(tǒng)還可以運(yùn)用到遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、小區(qū)娛樂(lè)等系統(tǒng)中。總之，需要音視頻娛樂(lè)和音視頻通信的地方，就有IP電視廣闊的用武之地。 

圖1：以IP電視系統(tǒng)為中心的應(yīng)用平臺(tái) 

2、IP電視系統(tǒng)的構(gòu)成

完整的IP電視綜合服務(wù)系統(tǒng)主要由“1網(wǎng)+3平臺(tái)”組成，即IP網(wǎng)、媒體制作采編平臺(tái)、IP電視運(yùn)營(yíng)平臺(tái)和終端播放平臺(tái)。IP網(wǎng)通過(guò)IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)以及廣播電視網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源的無(wú)縫融合，構(gòu)成了可供在3種網(wǎng)絡(luò)上提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻和各種業(yè)務(wù)的新網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源最大程度的共享；媒體制作采編平臺(tái)通過(guò)高效的編碼轉(zhuǎn)碼技術(shù)把多種媒體資源（模擬或數(shù)字的電視節(jié)目、實(shí)時(shí)采集的媒體數(shù)據(jù)和已有的媒體數(shù)據(jù)等）壓縮編碼成可以在IP網(wǎng)上傳輸?shù)亩嗝襟w數(shù)據(jù)流；IP電視運(yùn)營(yíng)平臺(tái)通過(guò)流媒體傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)流的安全可靠傳輸，實(shí)現(xiàn)IP電視的單播、組播和廣播等多種傳輸模式；終端播放平臺(tái)通過(guò)開發(fā)基于多種不同網(wǎng)絡(luò)的終端播放器，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)終端（如PC、PDA、手機(jī)和機(jī)頂盒等）的統(tǒng)一接入。

3、IP電視中的核心技術(shù)

IP電視的綜合服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要編碼轉(zhuǎn)碼技術(shù)、流服務(wù)器技術(shù)和多樣終端播放技術(shù)等的支持，如圖2所示。編碼轉(zhuǎn)碼技術(shù)為節(jié)目提供商制作IP電視的媒體節(jié)目提供技術(shù)支持，流媒體服務(wù)器技術(shù)為傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和接入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商IP電視系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)提供技術(shù)支持，多樣的終端播放技術(shù)為受眾終端的媒體信息播放提供技術(shù)支持。 

圖2：IP電視系統(tǒng)的核心技術(shù)

3.1  編碼轉(zhuǎn)碼技術(shù)

（1）高效的音視頻編碼技術(shù)

現(xiàn)有的電視節(jié)目大部分以MPEG-1、MPEG-2格式存在，其中MPEG-1是VCD的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，MPEG-2是DVD和數(shù)字電視采用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-1和MPEG-2的碼率分別是1.5 Mbit/s和3~10Mbit/s。對(duì)于大部分用戶來(lái)說(shuō)，接入帶寬尚不足以承載如此高碼率的節(jié)目。即使用戶端接入網(wǎng)能提供這么高的帶寬，在大規(guī)模用戶接入的情況下也沒(méi)有服務(wù)器能提供這么高的輸出帶寬。移動(dòng)終端運(yùn)行在低帶寬環(huán)境將持續(xù)一段時(shí)間，因此將這些節(jié)目直接下發(fā)給用戶是不現(xiàn)實(shí)的。為了滿足IP電視在多種網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)囊螅笠粢曨l編碼技術(shù)不但要有高的編碼效率而且其生成的碼流要有時(shí)域、空域、信噪比和復(fù)雜度的完全可伸縮特性，視音頻編碼的目標(biāo)已經(jīng)從面向存儲(chǔ)轉(zhuǎn)到了面向傳輸，編碼的目的也從產(chǎn)生適合存儲(chǔ)的固定尺寸的碼流發(fā)展到產(chǎn)生適合一定的傳輸碼率的可擴(kuò)展性碼流。因此，面向通信的高效音視頻編碼技術(shù)已經(jīng)成為IP電視系統(tǒng)最重要的核心技術(shù)之一。

（2）智能轉(zhuǎn)碼技術(shù)

新標(biāo)準(zhǔn)的編解碼復(fù)雜度比較高，大規(guī)模的設(shè)備更新需要付出非常昂貴的代價(jià)，為了能向不同接入類型的用戶提供現(xiàn)有的內(nèi)容服務(wù)，要求系統(tǒng)具備將節(jié)目源轉(zhuǎn)為適應(yīng)不同接入環(huán)境和不同接入終端能夠處理的碼流。這種轉(zhuǎn)換工作由轉(zhuǎn)碼器來(lái)完成，轉(zhuǎn)換工作包括碼率轉(zhuǎn)換、空間分辨率轉(zhuǎn)換、時(shí)間分辨率轉(zhuǎn)換、碼流格式轉(zhuǎn)換。選擇轉(zhuǎn)碼方式是轉(zhuǎn)碼器必備的環(huán)節(jié)，如何合理安排轉(zhuǎn)碼方式的選擇順序?qū)φ麄€(gè)轉(zhuǎn)碼性能起著重要的作用，所以智能的轉(zhuǎn)碼技術(shù)是IP電視系統(tǒng)突破現(xiàn)有媒體資源的海量性與多樣性對(duì)媒體業(yè)務(wù)發(fā)展限制的重要的核心技術(shù)。

（3）有效的數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)

如何充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，既能使網(wǎng)絡(luò)投資商和運(yùn)營(yíng)商獲利，又能使網(wǎng)絡(luò)用戶真正享受IP電視應(yīng)用帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，是目前迫切需要考慮和解決的問(wèn)題。所以，研發(fā)一種有效的數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)使數(shù)字內(nèi)容提供商的利益得到有效保護(hù)成為IP電視應(yīng)用中又一項(xiàng)急需解決的核心技術(shù)

3.2  流媒體服務(wù)器技術(shù)

（l）服務(wù)器集群技術(shù)

設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)大規(guī)模流媒體服務(wù)面臨的一個(gè)很大的挑戰(zhàn)是處理速度，服務(wù)器集群技術(shù)是解決單機(jī)處理能力有限問(wèn)題的有效方法。集群技術(shù)的提出在一定程度上克服了單機(jī)系統(tǒng)自身不足，且因其成本低、可擴(kuò)展性好而在分布式并行計(jì)算、規(guī)模服務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。集群模式可以極大的提升系統(tǒng)支持的并發(fā)流數(shù)目，但如何減少或者避免由于單點(diǎn)失效帶來(lái)的不良影響也是需要關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題需要對(duì)集群內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的任務(wù)進(jìn)行合理的調(diào)度，使得各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡。因此，如何針對(duì)流媒體服務(wù)的特性設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套有效的集群調(diào)度算法，解決分布式流媒體集群的負(fù)載分配問(wèn)題是IP電視綜合服務(wù)系統(tǒng)能夠順利運(yùn)營(yíng)的基本技術(shù)保障。

（2）混合緩沖控制技術(shù)

音視頻數(shù)據(jù)對(duì)自身差錯(cuò)要求較低但對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，這使得它在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸不同于一般的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。為了抑制網(wǎng)絡(luò)條件的變化帶來(lái)的丟包、延遲和抖動(dòng)等不良影響，需要在服務(wù)器端和客戶端之間建立相應(yīng)的緩沖控制機(jī)制，以保證服務(wù)器方的發(fā)送緩存和客戶端的接收緩存既不上溢也不下溢。所以，混合緩沖控制技術(shù)是IP電視綜合服務(wù)系統(tǒng)提高視頻播放服務(wù)質(zhì)量的核心技術(shù)之一。

（3）音視頻平滑切換技術(shù)

在商業(yè)運(yùn)作中，為了滿足隨時(shí)的節(jié)目切換和廣告插播要求，要求IP電視運(yùn)營(yíng)平臺(tái)提供視音頻平滑切換功能。但是，音視頻流均是連續(xù)的時(shí)基媒體，客戶端在播放時(shí)需要選擇適當(dāng)?shù)慕獯a器按照數(shù)據(jù)包的序號(hào)和時(shí)戳完成對(duì)音視頻數(shù)據(jù)的解碼和重組，在碼流切換過(guò)程中很容易發(fā)生意外而造成客戶解碼異常甚至崩潰，所以碼流平滑切換技術(shù)也是IP電視系統(tǒng)一項(xiàng)較為關(guān)鍵的技術(shù)。

3.3  多種終端播放技術(shù)

（1）手持終端的編解碼算法優(yōu)化技術(shù)

手持終端設(shè)備由于CPU處理能力有限、內(nèi)存空間有限，因此如何在手持終端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)視音頻的編解碼是IP電視系統(tǒng)支持多樣終端播放必須解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

 (2)基于無(wú)線信道的信源信道聯(lián)合編碼差錯(cuò)控制策略

移動(dòng)信道由于受到衰落的影響，信道狀況與有線信道相比呈現(xiàn)不穩(wěn)定，易差錯(cuò)并且具有突發(fā)差錯(cuò)特性，因而差錯(cuò)控制技術(shù)對(duì)于無(wú)線及移動(dòng)信道上多媒體傳輸非常必要。所以，基于無(wú)線信道的信源信道聯(lián)合編碼差錯(cuò)控制技術(shù)是IP電視系統(tǒng)向無(wú)線擴(kuò)展的核心技術(shù)之一。

 (3) TCP/UDP協(xié)議自動(dòng)切換技術(shù)

傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)上的流媒體采用UDP協(xié)議并在上層輔以RTP協(xié)議進(jìn)行傳輸。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)特性相對(duì)明顯，為了保證視頻質(zhì)量，在采用UDP協(xié)議的同時(shí)必須輔以復(fù)雜的差錯(cuò)控制策略，相對(duì)于采用TCP協(xié)議而言顯得更為繁瑣。TCP協(xié)議在實(shí)時(shí)性要求不高（非會(huì)話性業(yè)務(wù)）、接入的數(shù)量不高的應(yīng)用中具有很好的視頻傳輸性能。因此，設(shè)計(jì)自適應(yīng)切換的傳輸協(xié)議的流媒體傳輸方式可以有效提高無(wú)線終端用戶的服務(wù)質(zhì)量。

4、結(jié)束語(yǔ)

IP電視技術(shù)是基于三大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和媒體傳輸技術(shù)建立起來(lái)的一種新的多媒體信息服務(wù)技術(shù)，IP電視的出現(xiàn)和發(fā)展是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和媒體技術(shù)發(fā)展的必然，通過(guò)IP電視綜合服務(wù)系統(tǒng)可以很好地解決三網(wǎng)業(yè)務(wù)獨(dú)立、資源獨(dú)立的局面，完善我國(guó)寬帶及無(wú)線多媒體服務(wù)功能。