摘要 詳細介紹了IPTV關鍵技術中的編碼技術、數字版權管理（DRM）技術、內容分發網絡（CDN）技術、電子節目指南（EPG）技術、機頂盒（STB）技術，IPTV標準化情況中電信行業IPTV標準制定情況、廣電行業IPTV相關標準制定情況，以及對目前IPTV技術研究與標準制定工作的思考。
關鍵詞 IPTV 關鍵技術 標準
1、引言
IPTV既可以提供電視節目直播（LTV）、視頻點播業務（VOD）、準視頻點播（NVOD）、時移電視點播（TSTV）、電視網絡衝浪（Web-TV）等基本業務，又可以提供如視頻即時通信、電視短信、互動廣告、在線遊戲、在線購物等各種視頻增值業務，由於這些業務用於電視機終端後，受衆面極爲廣泛，因此IPTV業務被普遍認爲具有非常好的發展前途。但是，傳統電視是一種廣播級的服務，操作簡單、反應實時、畫面穩定和服務可靠。與之相比，IPTV還具有接入帶寬不足、畫面質量不高、用戶使用費用較高、產品不成熟等諸多弱點。IPTV要成爲真正意義上的可運營的業務，就必須能保證達到或接近達到傳統電視廣播級的質量。爲了達到這一目標，在從內容製作到終端接收的整個實現過程中需要用到許多的關鍵技術，包括編碼、數字版權管理（DRM）、內容分發網絡（CDN）、電子節目指南（EPG）、機頂盒（STB）技術等，這些技術都需要深入的研究探討，並且這些技術應用的標準化工作也只是剛剛開始。
2、IPTV關鍵技術
2.1 編碼技術
編碼技術是多媒體通信中使用的基本技術之一。多媒體通信的一個顯著特點就是要傳輸的信息量非常大，尤其是視頻數據，其編碼技術甚至會在較大程度上影響業務質量，因此視頻編碼技術在IPTV中的地位非常重要。
隨着人們對視頻編碼技術研究的不斷深入，一些視頻編碼技術成果相繼誕生。有的甚至已經被國際電信聯盟（ITU）和國際標準化組織（ISO）接受爲國際標準。其中，已經發布的有：H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等。目前，國內外已經開展的IPTV業務基本上都是使用MPEG-2編碼方式。
AVS是我國自行開發、具有自主知識產權的新一代編碼方式。目前，我國正在進行AVS的規格制訂工作，AVS視頻主要面向高清晰度電視、高密度光存儲媒體等應用中的視頻壓縮。
除視頻編碼技術之外，目前互聯網使用較多的流媒體格式主要是美國Real Networks公司的RealMedia，Apple公司的QuickTime，微軟公司的WindowsMedia以及Macromedia的ShockWave Flash。
2.2 數字版權管理（DRM）技術
數字多媒體內容是IPTV中最爲關鍵的節目來源。數據數字版權管理（Digital Rights Management，簡稱DRM）技術爲內容提供者保護他們的私有視頻、音樂或其他數據的版權提供了一種技術手段。它的工作原理是，媒體製作者在節目製作階段將版權信息嵌入到媒體內容之中，並通過加密方式對其加以保護。有了DRM技術，可使各個平臺（無論是因特網、流媒體還是交互數字電視）的內容提供商們放心地提供更多的內容，採取更靈活的節目銷售方式，同時有效地保護知識產權。當需要驗證媒體合法性的信息時。再通過技術方法或手段從媒體之中將版權信息讀取出來，這樣就可以進行版權信息的比對了。
目前，使用最爲普遍的DRM技術是數字水印（Digital Watermark）。它使用一定的算法，在被保護的數字格式的音樂、歌曲、圖片或影片中嵌入某些標誌性信息（稱爲數字水印），來達到證明版權歸屬和跟蹤侵權行爲的目的。數字水印信息一般包括作者的序列號、公司標誌以及一些有特殊意義的文本信息。
2.3 內容分發網絡（CDN）技術
內容分發網絡（CDN）起初只是一個爲了加快用戶的互聯網訪問速度而建立的網絡，一般由各類網站自己建立。其目的是，通過CDN把互聯網視頻和網頁內容分發到靠近用戶端的CDN節點，在一定程度上保證端到端的服務質量，提高用戶的響應速度。
由於現有CDN不是針對大尺寸流媒體文件而設計的，因而無法直接用來承載IPTV業務，需要針對IPTV業務的特點，引入先進技術來進行建設和管理。例如，針對IPTV需要存儲海量數據的特點，可以利用刀片式服務器、NAS、SAN等以先進的存儲裝備配置、先進的存儲技術和先進的存儲管理方式來對CDN網絡進行改造。針對IPTV實時性和高質量的要求，可採用將原來依靠Internet的網絡傳輸改爲通過專線傳輸和將文件進行切片並利用P2P機制傳輸來解決。對於CDN網絡管理，可以制定一個合理的內容管理方案來提高CDN網絡的效率，變被動管理爲主動管理。例如，可將媒體內容分爲直播內容、點播內容來分別處理。再根據點播率將點播內容分爲冷／熱片來分別對待。
2.4 電子節目指南（EPG）技術
電子節目指南（EPG）也就是電視節目導航系統，主要用來描述提供給電視觀衆的所有節目的信息，它是構成交互電視的重要技術之一。在IPTV業務中，用戶可通過EPG來了解電視節目的名稱、播放時間和內容梗概等相關信息，並實現對節目的快速檢索和訪問，進行頻道選擇或視頻點播等操作。除了電視節目的導航之外，還可通過電子節目指南向用戶提供由文字、圖形和圖像組成的人機交互界面來實現各種增值業務的導航。
一般來講，一個EPG系統包含兩個主要部分，即發生器子系統和解碼器子系統。發生器子系統負責產生IPTV業務信息（Service Information，SI），一般由平臺運營商提供。解碼器子系統負責對業務信息進行解析並生成電子節目菜單，一般在接收端機頂盒的綜合接收解碼器（IRD）中實現。這就要求發生器子系統產生的信息，必須能保證被解碼器子系統正確解析。
2.5 機頂盒（STB）技術
IPTV終端有三種基本類型，分別是計算機、手機和電視機。計算機配備相應的軟件。即可直接用作IPTV的終端：用於移動流媒體平臺的多媒體手機也可以直接使用；但對於電視機來講，情況就不同了。由於電視機本身並沒有存儲功能，不支持軟件安裝，也無法像手機那樣加裝流媒體支持功能，因而無法實現IP的支持功能，必須加裝一個將IP數據流轉換成電視機可以接受的信號的機頂盒設備作爲中介才能收看IPTV節目。這樣，作爲普及面最廣的接收終端——電視機，爲它製作機頂盒就成爲開展IPTV業務的關鍵。
就目前的發展情況來看，作爲用戶接收端設備，STB需要具備包括數據轉換、接入支持、協議支持、業務支持、解碼支持等在內的多種功能。數據轉換是STB最基本的功能，就是要將接收到的IP數據轉換成電視屏幕可以顯示的數據。在接入支持方面，STB一般需要支持目前應用較多的LAN或xDSL或WLAN等多種寬帶接入方式，未來還要提供FTTH接入支持。在協議支持方面，STB需要支持TCP/UDP/IP協議族來完成互操作信息的網絡傳輸，以及IP數據和視頻流媒體數據的接收和處理工作。在業務支持方面，STB一般需要支持目前較爲流行的視頻點播、組播、Internet瀏覽、短消息、可視業務和網絡遊戲等業務。在解碼支持方面，STB需要支持對多媒體碼流的解碼能力，一般需要支持現行的國際標準格式（如MPEG-2，MPEG-4等）以及國產標準格式AVS。除了上述這些功能之外，STB還要支持數字版權管理、內容緩存、交互控制、接入鑑權和業務及網絡管理功能。
3、IPTV標準化情況及目前存在的問題
3.1 電信行業IPTV標準制定情況
（1）國際標準情況
雖然在歐美地區和亞太部分地區的電信運營商都不同程度地部署了IPTV業務，由於他們各自採用的技術和編碼格式的不同，至今還沒有一個統一的國際標準。到目前爲止，ITU等國際組織還沒有專門針對IPTV的標準或草案。2005年初，由信息產業部電信研究院起草的《基於IP網絡的視訊點播業務需求》是向國際標準化組織ITU-T提交的關於IPTV內容的第一份提案，但還很單薄，距離形成一個完整的體系還相差甚遠。
（2）國內標準情況
我國關於IPTV的行業標準已經開始制定。中國通信標準化協會歸口管理的行業標準《IPTV業務終端技術要求》已經進入報批稿階段。預計與之相關的系列標準也將會陸續開始制定工作，這些標準可能包括《IPTV業務總體技術要求》、《IPTV業務內容分發網絡技術要求》、《IPTV業務流媒體服務器技術要求》、《IPTV業務數字版權管理系統技術要求》、《IPTV業務認證計費運營管理技術要求》和《IPTV業務內容檢索技術要求》等。此外，IPTV關聯項目《流媒體業務技術框架》也已經進入討論稿階段。
除了行業組織之外，我國的電信運營企業也正在加緊對IPTV系列標準的研究，通過對相關設備和技術進行測試和比對，研究和制訂業務網和承載網的系列技術標準，作爲網絡優化和設備選型的參考。其中，中國網通正在制定的系列企業標準包括《中國網通IPTV應用服務系統技術規範》、《中國網通IPTV EPG技術規範》、《中國網通IPTV機頂盒技術規範》、《中國網通IPTV DRM技術規範》、《中國網通IPTV視頻編解碼標準》、《中國網通IPTV運營支撐系統技術規範》、《中國網通IPTV應用服務系統設備接口規範》、《中國網通機頂盒功能規範》和《中國網通IPTV業務規範》等，該系列標準有的已經完成，有的還正在緊鑼密鼓地制定當中。
3.2 廣電行業IPTV相關標準制定情況
嚴格來講，廣電行業還沒有開始IPTV標準的制定工作，只是在數字電視標準制定方面的工作比較深入，但由於數字電視與IPTV業務有許多相似之處，並且相互之間有很大關係，本文簡要介紹一下：
（1）國際標準情況
爲了使用戶可以通過廣播和在線方式搜索、選擇和合法利用數字電視的內容，ETSI和EBU（Europe Broadcasting Union）等在2003年10月開始制定TV-Anytime Phase 1系列規範，該系列包括7個方面的內容，分別是“Phase 1 Benchmark Feature（第1階段基準特性）”，“System Description（系統描述）”，“Metadata（元數據）”，“Content Referencing（內容處理參考模型）”，“RightManagementandProtection（RMP）Information for Broadcast Applicable（用於廣播的版權管理和保護的信息）”，“Delivery of Metadata Over a Bi-di-rectional Network（雙向網絡上的元數據傳送）”，“Bi-directional Metadata Delivery Protection（雙向元數據傳送保護）”。
（2）國內標準情況
廣電行業數字電視標準制定主要有全國廣播電視標準化技術委員會和全國音頻、視頻及多媒體系統與設備標準化技術委員會兩個機構。全國廣播電視標準化技術委員會的相關標準制定工作開展的較早些，目前已經或正在制定的標準包括《數字電視圖像質量主觀評價方法》、《衛星數字電視廣播信道編碼與調製規範（DVB-S）》、《有線數字電視廣播信道編碼與調製規範（DVB-C）》、《數字電視廣播條件接收系統規範（CA）》、《數字電視廣播業務信息規範（SI）》、《廣播電視音像資料編目規範（Metadata）》、《數字電視廣播電子節目指南規範（EPG）》、《數字電視系統中的數據廣播規範（Data Broadcasting）》、《數字電視傳輸中間件規範》（草案）和《地面數字電視廣播信道編碼與調製規範（DVB-T）》（討論）等。全國音頻、視頻及多媒體系統與設備標準化技術委員會目前已經或正在制定的標準包括《衛星數字電視機頂盒規範（DVB-SSTB）》、《有線數字電視機頂盒規範（DVB-C STB）》（草案）、《數字電視機頂盒中間件規範》（草案）、《家庭網絡體系結構與參考模型》（討論）和《家庭網絡系統控制子網規範》（討論）等。
4、關於目前IPTV技術研究與標準制定工作的思考
4.1 關於業務開展的問題
從目前的情況來看，IPTV業務質量還沒有達到可運營的水平，除了政策環境、費用等因素之外，這裏也有技術和標準方面的因素。從今後一段時間內的發展來看，尤其是到2008年奧運會時，IPTV業務可能會有一個飛躍式的發展。因此，必須要加快編碼、DRM、CDN、EPG、STB等技術研究的步伐，從提高QoS、滿足不同層次用戶需求和加強網絡與內容的安全管理等出發，制定出相應的切實可行的標準，以使IPTV儘快完成正式運營的準備工作。
4.2 關於民族技術與標準發展的問題
IPTV是一個巨大的產業，這一點是衆所周知的。然而，目前我國電信產業仍然受制於人這一不爭的事實在IPTV產業初期就體現的淋漓盡致，尤其是編碼技術高昂的專利費用已經使我國前幾年還蓬勃發展的VCD，DVD產業墜入了日落黃花的地步。爲了避免再次落入他人的專利和技術陷阱，避免再次淪爲替他人打工的境地，在技術研究和標準制定工作中必須充分考慮對國產自由知識產權的技術和標準（如AVS標準等）的支持。
4.3 關於互聯互通的問題
IPTV是一個全國乃至全球性的產業，因此其互聯互通問題也涉及到網絡運營商、接入服務提供商、內容服務提供商等各個方面。一方面，我國的網絡運營商包括電信、網通、移動、聯通、鐵通、衛通等多家企業，而廣電網絡運營商則是各省市之間分割成塊的局面，各電信網絡間業務如何互聯互通，各廣電網絡間如何互聯互通，電信與廣電網絡之間是否需要互聯互通。另一方面，爲保護廣大收視觀衆的利益。多平臺運營商並存肯定是不可避免的。EPG與STB一般由不同的提供商提供，前者位於網絡平臺，後者位於用戶終端，不管二者在技術上是如何實現的，它們之間通信的基本信息必須通過標準形式確定下來。
4.4 關於標準融合的問題
如果拋開計算機和手機兩種終端方式的話，IPTV主要是IP技術與TV終端的結合，這就涉及到電信與廣電相關標準的融合問題。廣電方面已經制定了很多的相關標準，其中很多對電信方面標準的制定工作都有借鑑意義。兩個行業間在制定標準時是否需要以及如何照顧到對方的網絡、業務與技術特點，是否有必要成立標準制定聯合小組，還需要兩個行業以及相關主管部門仔細思考。
4.5 關於國際標準主動權的問題
目前，ITU基本上只是開展了一些針對流媒體標準的制定工作，還沒有開始專門針對IPTV標準的制定工作，應該說這對於我國是一個很好的發展機會。然而，IPTV是流媒體業務的一種，如果再專門提出來制定系列標準，可能會引起爭議。但IPTV是一種融合的業務，與傳統意義上的流媒體又有些區別。因此，如果開展這方面的國際標準研究工作，找準切入點是關鍵。
5、結束語
IPTV是一個巨大的產業，它涉及到編碼、DRM、CDN、EPG、STB等很多技術，這些技術還有許多方面需要研究和探討。雖然包括這些技術標準在內的系列標準制定工作已經開始，但這還只是處於起步階段。在今後的標準制定工作中，還有業務開展、民族技術與標準發展、互聯互通、標準融合、國際標準主動權等很多問題需要考慮。因此，還需要業內人士共同努力，共同推進IPTV相關技術研究和標準制定工作的前進。