网络电视关键技术及其发展（一）

摘要：本文综合介绍了网络电视业务的特点，对网络电视系统的结构和关键技术进行了分析说明，并指出了当前开展网络电视业务所面临的主要技术难点；此外还对介绍了有关网络电视系统建设的实践和未来发展。

1、网络电视及其发展背景
　　进入21世纪以来随着宽带网络、流媒体、编解码、信息加密和存储技术的发展，以基于TCP/IP协议网络为承载基础的视频业务开始步入商业运营阶段。为了与基于DVB的数字电视广播业务区别起见，我们将以IP及其相关技术为基础的视频业务称为网络电视（IPTV）。

1.1 网络电视的特点　
　　广义说来凡是将传统模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成二进制数字信号，并在获取、加工、存储、传输和接收等环节使用数字信号的系统都可以归为数字电视的范畴，但考虑到网络电视与数字电视的主要区别源于其各自不同的网络基础和发展途径，在目前的技术和市场条件下它们仍然存在许多重大的差异，见表1。

表1

1.2 网络电视的发展背景
　　网络电视的蓬勃发展存在着巨大的市场驱动力。首先是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xDSL、双向HFC、以太网和其它宽带接入技术。据中国互联网络信息中心的统计报告分析，截止到2004年年底我国的宽带上网用户数量已经达到了4280万；同时在全球范围内，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。
　　其次是技术发展带来的业务融合加剧了市场竞争，以美国为例，在2003年其现有的宽带用户中大约2/3是使用双向HFC网络[3]，近两年以来有线电视运营商的标准化组织CableLabs提出了实现多媒体综合业务的PacketCable Multimedia规范[5]，从而使得当地的有线电视运营商不仅在三网融合业务的竞争中，在视频和数据业务方面继续领先，还对电信运营商的话音业务产生了冲击。在这种背景下电信运营商希望通过利用以 xDSL技术为代表的宽带接入网络开展视频业务，以拓宽自身的生存领域。
　　在我国宽带接入市场在2000年以后增长迅猛，以ADSL宽带接入用户发展为例，从2002年中开始短短的两年时间其数量就占了达到了2870万[1]，在所有的宽带接入手段周占有绝对主导地位。尽管电信运营商没有受到来自有线电视运营商的竞争压力，但是在我国进行了拆分后，电信运营商之间的竞争是存在的；同时为了更好地吸引用户使用宽带接入服务，以及提高每个宽带用户的平均收入值（Average Revenue per User, ARPU），大力发展视频内容以及相关业务就成为电信运营商们必用的关键手段之一。

　　2 网络电视系统模型
网络电视的基本系统模型如图1所示，整个系统总体上可以划分为三个组成部分：前端（Head End）、网络和接收端，每个部分都由一些关键设备组成，完成相应的基本功能以保证网络电视业务的顺利运营。

图1

　　2.1 前端
　　网络电视系统的前端部分主要包括了流媒体系统、用户管理系统、存储设备、编码器、信源转换设备等：
　流媒体（Streaming Media）系统。流媒体系统把经过数字化处理的视频内容以视频流的形式推送到网络中，使得用户可以在仅下载部分视频文件后即可开始观看，在观看的同时后续视频内容将继续传输。流媒体系统中包括了提供广播（broadcasting）和点播（On-demand）服务的视频服务器。
　用户管理系统（Subscribers Management System, SMS）。用户管理包括了对网络电视业务用户的认证、计费、授权等功能，保证用户可以得到合理安全的服务。
　存储系统。主要用于存储数字化后的供点播的视频内容和各类管理信息，考虑到数字化后的视频文件相当庞大，以及各类管理信息的重要性，因此存储系统必须兼顾海量和安全等特性。
　编码器（Encoder）。按照一定的格式和码率特性要求完成视频信号的数字化，
　信源接收系统。完成各种视频信号源，如有线电视、卫星电视等的接收。

　　在网络电视系统的前端部分中实时性的视频信号（如卫星电视、有线电视等）或非实时性的视频节目（如DVD、录像带等）经过接收系统后进入编码器部分，输出的数字化文件按照实时广播或点播的要求分别被传送到广播流服务器和点播服务器，供点播的节目需要存储在存储设备中，流媒体服务器在用户管理系统的控制下把视频文件以视频流的方式推送到网络中去。（待续）