目前IPTV关键技术与市场动态分析

 1、引言

    IPTV，即交互式网络电视，根据ITU-T的官方定义，IPTV是在IP网络上传送包含电视、视频、文本、图形和数据等，并提供服务质量/服务感受(QoS/QoE)、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务。用户通过电视机加机顶盒的方式或者仅通过PC终端来享用各种IPTV业务。IPTV是一种将传统媒体转变成全新的互动式的人性化技术，其最大特点是交互性和实时性能够提供点播、广播/直播、视频通信、短信/彩信、信息查询、远程教育、购物等业务。

    IPTV的目标对象是普通大众，操作简单，业务的市场应用成为了民众信息生活的新标志。上海自从2006年9月1日正式推出IPTV业务，在短短数月内，IPTV给许多市民的生活带来了巨大变化。晚上在家可以通过IPTV点播白天播放的电视节目，利用IPTV遥控器在专门的频道里随心所欲地点播电视节目，还可以如同操作影碟机一般，对电视节目进行暂停、播放、快退等操作。这种“想怎么看就怎么看”的主动收看方式，极大地改变了人们对电视的看法。

    2、IPTV关键技术

    IPTV系统的关键技术包括音视频编解码技术、流媒体传送技术、数字版权管理（DRM）技术、IP机顶盒技术与P2P技术等。

    2.1音视频编解码技术

    在IP网络上传输的IPTV数据对音视频编解码的要求很高，编码方案必须具有很高的压缩率和图像质量。压缩效率愈高，传输所占带宽愈小。

    IPTV采用了先进高效的视频压缩编码技术，使得视频流在800Kb/s的有限带宽上接近DVD（MPEG2）的视觉效果（DVD的视频传输带宽通常为3Mb/s）。目前主要编解码技术是MPEG4、H.264与AVS三种。MPEG系列是重要的视频编码标准，所有的视频编码技术都参照了MPEG技术。MPEG4具有高质量、低传输速率等优点，已广泛应用于网络多媒体、视频会议与监控等图像传输系统中。H.264是新一代视频编码标准，2003年3月公布了标准的最终草案，全称是H.264/AVC或MPEG-4VisualPart10，到目前为止尚未发布最终版本。H.264的压缩率是MPEG-2的2倍以上、MPEG-4的1.5至2倍，这样超高的压缩率是以牺牲编码运算量为代价的，但其解码的运算量涨幅较小，比较容易实现用户接收播放。AVS是中国拥有自主知识产权的第二代信源编码标准音视频编码技术标准，是高清晰度数字电视、宽带网络流媒体、移动多媒体通信、激光视盘等数字音视频产业群的基础性标准。2006年3月正式成为国家标准，2007年5月在斯洛文尼亚举办的ITU-TFGIPTV工作组第四次会议期间，AVS获得国际认证，视频部分成为IPTV四个可选视频编码格式之一，这从经济上节约了巨大的专利费开支，否则，如果中国采用MPEG4或者H.264标准，据电信研究院专家介绍，每年将支付大约200~500亿元人民币的专利费。AVS与MPEG相比，具有编码效率高、实现复杂度低、专利授权模式简单、收费低等优势。MPEG-2专利代理公司MPEGLA规定，每一台MPEG-2解码设备，必须由设备生产商交纳2.5美元的专利使用费。而AVS的专利政策对发展中国家较为合理，所有专利打包价格是每台解码器1元人民币。

2.2流媒体传送技术

    对于传送IPTV音视频数据流而言，流媒体传送技术极其重要，先进的技术可以节约系统带宽、减轻系统负担、优化系统。IPTV系统中终端用户有点播和广播两种接收方式。

    流媒体传送系统主要设备是中心/边缘流媒体服务器与存储分发网络。流媒体服务器具有较高的稳定性，支持多个并发流和直播流的需求，而存储分发网络由多个服务器组成，通过负载均衡（如CDN）来大规模组网。

    在点播接收方式下，为避免消耗大量骨干网带宽，又要保证QoS，就必须使得IP网络能有效地将视频送到用户接入网络，尽最大可能使用户就近访问，而内容分发网络（CDN）能提供支持，在一定程度上保证QoS并提高响应速度。CDN通过互联网高效传递多媒体业务内容，把流媒体内容从源服务器复制并分发到最靠近终端用户的缓存服务器上，当终端用户请求某个业务时，由最靠近请求来源地的缓存服务器提供服务。如果缓存服务器中没有用户要访问的内容，CDN会自动到源服务器中提取相应的内容提供给用户。

    在广播接收方式下，用户对内容的选择仅限于所提供的频道。用户收看到的广播的内容是相同的，为了减少浪费网络带宽，IP网络应具备组播功能（Multicast）。组播技术是一种遵循组播协议，允许一个或多个组播源一次同时发送单一数据包到多个接收者的网络技术，组播源把数据包发送到特定组播组里，只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。不管有多少个目标地址，整个网络内一次发送、组内广播。组播能够控制网络流量、提高数据传输效率，能够消除流量冗余、优化性能，使多点分布式应用成为可能。

    2.3数字版权管理（DRM）技术

    数字版权管理（DigitalRightsManagement，DRM）是保护多媒体内容免受未经授权的播放和复制的一种方法。它为内容提供者保护他们私有的视频、音乐、彩铃、论文、图片等数字数据免受非法复制和使用提供了一种手段。DRM技术通过对数字内容进行加密和附加使用规则对数字内容进行保护，其中，使用规则可以断定用户是否符合播放数字内容的条件。使用规则一般可以防止内容被复制或者限制内容的播放次数。操作系统和多媒体中间件负责实行这些规则。

    DRM技术的工作原理是：建立数字节目授权中心，编码压缩后的数字节目内容，利用密钥可以被加密保护，加密的数字节目头部存放着KeyID和节目授权中心的URL。用户在点播时，根据节目头部的KeyID和URL信息，就可以通过数字节目授权中心的验证授权后送出相关的密钥解密，节目才可播放。没有得到数字节目授权中心的验证，受保护的节目即使被用户下载保存，也无法播放。

    目前使用广泛的DRM技术是数字水印（DigitalWatermark），在受保护的视频、音乐、图片等数字数据中嵌入某些标志性信息（如作者、公司标志等），这些信息很难被清除，不会影响用户正常观看节目，并且不易被肉眼察觉。

    2.4IP机顶盒技术

    IPTV系统的接收端包括计算机、电视机与手机。计算机安装相应的软件程序后就可直接作为IPTV的终端；用于流媒体的多媒体手机也可直接使用；但是电视机不能支持IP，必须加装一个IP数据流转换成电视机可以接收者的信号的机顶盒（STB）才能收看IPTV节目。

STB应具备数据转换、接入支持、协议支持、业务支持、解码支持等功能。数据转换将接收到的IP数据转换成电视机可以识别的数据。接入支持方面，STB一般支持应用广泛的LAN或xDSL或WLAN等多种宽带接入方式，以后还应支持FTTH接入。协议支持方面，STB需支持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。业务支持方面，STB需支持比较流行的视频点播、组播、Internet浏览、短消息、可视业务等业务。解码支持方面，STB应具备解码现行国际标准（如MPEG-4、H.264）以及国产AVS等多媒体码流的能力。此外，STB还应支持数字版权管理、内容缓存、交互控制、接入鉴权和业务及网络管理功能。

    2.5P2P技术

    目前互联网上的应用大都是基于传统的C/S模式，IPTV也是如此。C/S模式使得网络上的资源集中在服务器端，通信质量的好坏程度依赖于服务器。IPTV要面对大规模的用户频繁并发加入或退出所引起的波动和巨大业务量对系统可靠性与扩展性提出的挑战。在C/S模式下，当大规模用户同时请求同一节目源时，服务器负荷加剧，造成网络拥塞。为解决大规模用户对交互式多媒体应用需求的问题，需引进一种先进的网络结构来满足IPTV的发展需求。这种网络结构就是P2P（peer-to-peer）技术。

    P2P中文的意思是对等网络，联网的计算机之间是独立对等没有主次之分的，不用连接到服务器去下载数据，而是直接连接到网络中其他用户的计算机实现资源与信息的共享。

    P2P系统具有高度的容错性和非常好的可扩展性，可以迅速对数据进行发布和资源的聚合，在大规模并发服务时显出优势，还能减少网络建设成本。

    基于P2P的IPTV网络目前尚存在许多问题亟待解决，是今后IPTV技术的一个研究重点。

    3、发展现状及最新动态

    国际IPTV市场最近几年的发展日新月异，自1999年英国VideoNetworks公司推出IPTV业务，许多运营商陆续开始尝试发展IPTV，这块具有广阔前景的领域吸引着电信运营商、设备制造商、内容制作商等产业链各个环节的大力投入。到目前为止，欧洲几乎所有的传统电信运营商都已完成了IPTV的部署，美国，随着管制政策的突破，电信运营商也大力开拓IPTV市场。

    最新的研究数据表明，IPTV在欧洲的发展最快，占据了IPTV用户数市场35%的份额，用户数将由2006年年底的290万增长到今年年底的560左右。

    中国台湾梦工厂科技公司透露，到今年年底，台湾的IPTV用户数将达55万，规模超过台湾有线电视四大集团的第三位，预计明年用户数将达100万，赶上现在的有线电视第一大集团。

    中国大陆地区IPTV发展速度落后于欧洲、日本、香港等国家和地区。具体的市场最新发展状况又如何呢？

    据易观国际研究数据，2007年第一季度中国IPTV用户数累计达61.2万，其中河南、上海、与黑龙江是大陆用户发展最快的地区，分别占市场的35.9%、24.5%与18.1%，整体形势上，国内IPTV用户数呈稳步上升趋势。
第一季度中，UT斯达康、威科姆和中兴的IPTV系统累计用户数国内总用户数的97.7%，其中UT斯达康市场份额稳居首位，中兴是三者中增长速度最快的厂商，而威科姆得益于河南等地的农村市场。
    2007年7月4日，国内最大的专业音视频媒体资讯网站流媒体网发布了《2007年二季度IPTV市场发展报告》，数据显示，截至每二季度，中国IPTV用户数累计达84万，比年初增长近50%。这一数字的增长主要得益于上海、福建、广东等试商用地区的用户数增长。河南成为目前用户数最多的省市，上海作为国内最具有潜力的IPTV标志城市，下半年会进入新一轮快速增长期，最早的IPTV商用城市哈尔滨已经进入了平缓期，广东将是最值得期待的发展地区。

    2007年7月16日，全球著名的市场研究公司IDC发布了《中国IPTV市场2007年～2011年预测与分析》报告。IDC中国电信研究部分析师易斐春分析了中国IPTV目前的市场形势和未来趋势，他认为，随着政策环境的逐渐宽松、商业模式的深入探索、技术标准的逐步完善、网络承载业务能力的不断提升、更多用户的认知以及产业链上各方更加广泛的共赢合作等因素的影响，中国将成为亚太地区最具潜力的IPTV市场，2007年将是中国IPTV开始规模商用的一年。IDC预计，2007年中国IPTV市场将不会出现激增，用户数将达到125万。

    报告显示，2006年中国IPTV市场经历了相对理性和稳步发展的一年，更多的内容提供商和运营商获得了IPTV牌照，业内合作的商业模式得到更加深入的探索和实践，用户规模出现了实质性的增长。尽管政策朝着有利于IPTV市场发展的方向变化，但是通过IPTV系统传送的内容仍将受到严格监管，而且电信运营商近期仍将不会单独获得运营牌照。

    易斐春预测：“IPTV的市场发展比以往任何一类电信业务的发展受到的影响因素都要复杂和不确定，但经历了几年的探索积累，2007年中国IPTV市场将进入理性的规模商用期稳步发展。预计到2010年，中国IPTV用户将超过1000万，2011年将达到1450万。”

    中国广电运营商经过几十年的发展，已经拥有1亿多有线电视用户，进行HFC网双向改造，并与数字电视结合，也能发展IPTV。广电的优势在于具有丰富的节目源，以及拥有数量占绝对优势的以电视为终端的用户和完整的HFC网络，可以形成“节目制作-内容提供商-网络运营商-用户”的产业链。

    广电应该充分挖掘潜力并发挥优势，大力发展先进技术、提高节目内容质量、降低用户投入，加强与业外（如电信、铁通等）合作，从而推动IPTV健康快速发展。

    4、结束语

    IPTV是一种新兴的业务，无论是技术、节目内容还是市场的应用，都不很成熟，需要继续探索。大力发展IPTV是大势所趋，随着技术、政策体制与市场实践的发展，IPTV必将大放光彩。