Key point in IPTV

1. 视频编码技术

编码技术是多媒体通信中使用的基本技术之一。多媒体通信的一个显著特点就是要传输的信息量非常大，尤其是视频数据，其编码技术甚至会在较大程度上影响业务质量，因此视频编码技术在IPTV中的地位非常重要。(H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等)

MPEG-2主要目的是提供标准数字电视和高清晰度电视的编码方案，目前人们所熟知的DVD就是采用的这种格式。MPEG-2在编码时对图像和声音 的处理是分别进行的，将图像看成是一个矩形像素阵列的序列来处理，将音频看成是一个多声道或单声道的声音来处理。这种处理方式压缩效率较低，而且不利于传输。

目前的趋势是使用更加适合于流媒体系统的H.264/MPEG-4。MPEG-4将一个场景的视频、音频对象综合考虑，对不同的主体采用不同的编码 方式，再在解码端进行重新组合。它综合了数字电视、交互图形学和Internet等领域的多种技术，在大大提高了编码压缩率的同时，亦提高了传输的灵活性 和交互性。H.264是MPEG-4的第10部分，它不仅能使MPEG-4节约50%的码率，而且引入了面向IP包的编码机制，更加有利于网络中的分组传输。

AVS是我国自行开发、具有自主知识产权的新一代编码方式。目前，我国正在进行AVS的规格制订工作，AVS视频主要面向高清晰度电视、高密度光存储媒体等应用中的视频压缩。

除了视频编码技术之外，目前互联网使用较多的流媒体格式主要是美国Real Networks公司的RealMedia，Apple公司的QuickTime，微软公司的Windows Media以及Macromedia的ShockWave Flash。


2. 数字版权管理(DRM)技术

数据数字版权管理(Digital Rights Management，简称DRM)技术为内容提供者保护他们的私有视频、音乐或其他数据的版权提供了一种技术手段。

DRM技术的工作原理是，媒体制作者在节目制作阶段将版权信息嵌入到媒体内容之中，并通过加密方式对其加以保护。当需要验证媒体合法性的信息时，再通过技术方法或手段从媒体之中将版权信息读取出来，这样就可以进行版权信息的比对了。

目前，使用最为普遍的数字版权技术是数字水印(Digital Watermark)。它使用一定的算法，在被保护的数字格式的音乐、歌曲、图片或影片中嵌入某些标志性信息(称为数字水印)，来达到证明版权归属和跟踪 侵权行为的目的。数字水印信息一般包括作者的序列号、公司标志以及一些有特殊意义的文本信息。

数字多媒体内容是IPTV中最为关键的节目来源。有了DRM技术，可使各个平台(无论是因特网、流媒体还是交互数字电视)的内容提供商们放心地提供更多的内容，采取更灵活的节目销售方式，同时有效地保护知识产权。


3. 存储分发技术

IPTV系统中对存储网络的存储分发要求：
●让用户连接到最近的服务器，减少用户访问的延迟和响应时间，减少网络带宽的消耗；
●全局负载平衡，提高存储资源的利用率，提高分发服务的性能与质量；
●提高资源存储和内容分发的管理控制能力，智能分配路由和进行流量管理；
●对用户提供鉴权、认证机制，发送的内容受到保护，未授权的用户不能分发；
●具有高可靠、可用性，具有良好伸缩性和兼容性，能容错且很容易扩展。

组网方式：
1）CDN模式
IPTV系统对于用户的服务质量有很高的要求，而且要保证播放的流畅。在广域网内，从用户的客户端到流媒体服务器之间经过了一个很复杂的路由以后，就很难保证播放的流畅了。为了克服网络复杂路线带来的制约，在IPTV中必须通过边缘服务来实现最终用户的点播服务，所以要把内容从中心服务器有效地分发到边缘服务器，实现把内容从中心存储服务器分发到边缘服务器的这样一个网络体系，称为内容分发网络（Content Delivery Network，CDN）。

CDN的核心思想是将内容从中心推到靠近用户的边缘，使用户可以就近取得所需的内容，这样，不但有效提高了用户访问内容的性能，而且有效减轻了中心设备和骨干网络的压力。通过CDN，可以将内容分发从原来的单一中心结构变为分布式的结构，提高用户访问网站的响应速度。因而，CDN可以提高网络中信息流动的效率，从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等问题，提高用户访问网站的响应速度。

在CDN网络中，包含内容缓存设备、内容交换机、内容路由器、CDN内容管理等重要元素：

内容缓存设备是CDN的业务提供点，是面向最终用户的内容提供设备，可缓存静态的Web内容和流媒体内容，实现内容的边缘传播和存储，以便最终用户的就近访问，因此一般部署于集中的用户接入点，完成内容边缘存储的设备通常都采用Cache技术来实现。
　　
内容交换机处于用户接入集中点和POP点，可对内容进行缓存负载平衡及访问控制。在很多设备情况下，和内容缓存集中在一个设备上。内容交换机可以均衡单点多个内容缓存设备的负载，它基于最终用户会话和特定的内容请求提供内容服务。内容交换机是CDN的可选部件之一，对于较大型的用户接入点，内容交换机可以提高站点的可用性。

内容路由器负责将用户的请求调度到适当的设备上，内容路由通常通过负载均衡系统来实现，负载均衡系统是实现CDN的内容路由功能。它的作用是动态均衡各个内容缓存站点的负荷分配，为用户的请求选择最佳的访问站点，同时提高网站的可用性。内容路由根据网络拓扑结构、网络延时、服务器负荷与规则等策略设定，指定最优站点向特定的内容请求提供服务。内容路由器可根据多种因素制定路由，包括站点与用户的临近度、内容的可用性、网络负载、设备状况等。负载均衡系统是整个CDN的核心，负载均衡的准确性和效率直接决定了整个CDN的效率和性能。

内容管理系统主要负责整个CDN系统的管理，是CDN的可选部件，它的作用是进行内容管理，如内容的注入和发布、内容的分发、内容的审核、内容的服务等，并能够让网络内容分布和传输服务的用户或者服务供应商可以根据需要监视、管理或者控制网络内容的分布、设备状态等。
　　
2）P2P模式
P2P技术是一种用于不同PC用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术。它打破了传统的Client/Server模式，在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。由于P2P技术的飞速发展，互联网的存储模式将由目前的“内容位于中心”模式转变为“内容位于边缘”模式，改变互联网现在的以大网站为中心的状态，重返“非中心化”，将权力交还给用户。

P2P模式的网络组成变化经历了集中式、分布式和混合式3个阶段：

集中式P2P模式由一个中心服务器来负责记录共享信息以及反馈对这些信息的查询；每一个对等实体要对它所需共享的信息以及进行的通信负责，根据需要下载它所需要的其他对等实体上的信息。集中式P2P模式则是所有网上提供的资料都存放在提供该资料的客户机上，服务器上只保留索引信息，此外服务器与对等实体以及对等实体之间都具有交互能力。集中式P2P有利于网络资源的快速检索，并且只要服务器能力足够强大就可以无限扩展，但是其中心化的模式容易遭到直接的攻击。

在分布式P2P中，对等机通过与相邻对等机之间的连接遍历整个网络体系。每个对等机在功能上都是相似的，并没有专门的服务器，而对等机必须依靠它们所在的分布网络来查找文件和定位其他对等机。分布式P2P解决了抗攻击问题，但是又缺乏快速搜索和可扩展性。

混合式P2P在分布式模式的基础上，将用户节点按能力进行分类，使某些节点担任特殊的任务。这些节点共分为3种：用户节点、搜索节点和索引节点。一个节点可以既是搜索节点又是索引节点。混合式P2P结合了集中式和分布式P2P的优点，在设计思想和处理能力上都得到了进一步的优化。


4. 光纤到户(FTTH)技术

FTTH是将光纤作为物理媒介实现用户和运营商之间网络连接的一种技术，因其利用了光网络和光纤通信所固有的大容量、高速率的特点而倍受青睐。

在诸多FTTH技术中，近年来兴起的无源光网络(PON)接入技术尤其引人注目。千兆无源光网络(GPON)的带宽下载速度将达到2.4Gbit/s，上 传速率达到1.2Gbit/s，可支持长达20km的传输距离，消除了各类铜缆接入的距离限制。应该说，GPON技术已经成为一种理想的IPTV宽带接入 技术。


5. 电子节目指南(EPG)技术

电子节目指南(EPG)也就是电视节目导航系统，主要用来描述提供给电视观众的所有节目的信息，它是构成交互电视的重要技术之一。在IPTV业务中，用户可通过EPG来了解电视节目的名称、播放时间和内容梗概等相关信息，并实现对节目的快速检索和访问，进行频道选择或视频点播等操 作。除了电视节目的导航之外，还可通过电子节目指南向用户提供由文字、图形和图像组成的人机交互界面来实现各种增值业务的导航。

一般来讲，一个EPG系统包含两个主要部分，即发生器子系统和解码器子系统。发生器子系统负责产生IPTV业务信息(Service Information，SI)，一般由平台运营商提供。解码器子系统负责对业务信息进行解析并生成电子节目菜单，一般在接收端机顶盒的综合接收解码器 (IRD)中实现。这就要求发生器子系统产生的信息，必须能保证被解码器子系统正确解析。

可将EPG信息分成基本EPG信息和扩展EPG信息两部分。对于基本EPG信息，在相同的EPG标准下，只要发生器子系统发送的是标准SI信息，那么不同 厂家生产的机顶盒可按照同样的标准对SI信息进行解析。对于扩展EPG信息，各平台运营商和机顶盒制造商可用来提供自己的特色功能。


6. 机顶盒STB技术

IPTV终端有三种基本类型，分别是计算机、手机和电视机。
计算机配备相应的软件，即可直接用作IPTV的终端；用于移动流媒体平台的多媒体手机也可以直接使用；但对于电视机来讲，情况就不同了。由于电视机本身并没有存储功能，不支持软件安装，也无法像手机那样加装流媒体支持功能，因而无法实现IP的支持 功能，必须加装一个将IP数据流转换成电视机可以接受的信号的机顶盒设备作为中介才能收看IPTV节目。这样，作为普及面最广的接收终端——电视机，为它制作机顶盒就成为开展IPTV业务的关键。

就目前的发展情况来看，作为用户接收端设备，STB需要具备包括数据转换、接入支持、协议支持、业务支持、解码支持等在内的多种功能。
数据转换是STB最 基本的功能，就是要将接收到的IP数据转换成电视屏幕可以显示的数据。
在接入支持方面，STB一般需要支持目前应用较多的LAN或xDSL或WLAN等多种宽带接入方式，未来还要提供FTTH接入支持。
在协议支持方面，STB要支持TCP/UDP/IP协议族来完成互操作信息的网络传输，以及IP数据和视频流媒体数据的接收和处理工作。
在业务支持方面，STB一般需要支持目前较为流行的视频点播、组播，Internet浏览、短消息、可视业务和网络游戏等业务。
在解码支持方面，STB需要支持对多媒体码流的解码能力，一般要支持现行的国际标准格式(如MPEG-2，MPEG-4等)以及国产标准格式AVS。
除了上述这些功能之外，STB还要支持数字版权管理、内容缓存、交互控制、接入鉴权和业务及网络管理功能。