网络电视（IPTV）简介
一、什么是网络电视
网络电视即IPTV(Internet Protocol TV or Interactive Personal TV)，也被称为交互式网络电视，它利用宽带网的基础设施，以家用（带网络接口的）电视机或计算机作为主要终端设备，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，是一种通过网际协议（IP）向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式数字媒体服务的崭新技术。IPTV能提供将视频、音频流媒体节目，通过骨干网、城域网和宽带接入网传输，直到被用户接收的完整技术解决方案。
随着技术的发展，目前的电视机已经不仅用做电视节目的显示终端，也已经可以作为其他多种业务（如游戏、股市行情、市政服务查询等）的显示终端；而且电视节目不仅可以在电视机上收看，也可以在PC和手机等设备上收看了。因此，IPTV之所以被称作“TV”，是因为是以视频内容为核心定义的，仅指节目源是TV的，显示终端不一定是电视机。
对于“IP”与“TV”的关系，传统的广播电视行业通常将其理解为“IPTV=IP+TV”模式，即在这种实现方式中，IP业务和TV业务在同轴电缆中是完全独立并行的；而电信行业则相反，实现的方式是“IPTV=TV over IP”模式，即基于IP的电视节目。
概括地讲，IPTV业务利用IP网络（或者同时利用IP网络和DVB网络），把来源于电视传媒、影视制片公司、新闻媒体机构、远程教育机构等各类内容提供商的内容，通过IPTV宽带业务应用平台（该平台往往不仅支持TV，也支持其他业务）整合，传送到用户个人电脑、机顶盒+电视机、多媒体手机（用于移动IPTV）等终端，使得用户享受IPTV所带来的丰富多彩的宽带多媒体业务内容。
二、 IPTV的系统组成
（1）节目制作系统。IPTV的节目制作系统（也称节目源系统）通常包括内容采集、内容制作（包括编码与转码）、节目管理等组成部分。内容采集系统的节目源可以是摄像机、电视台录像节目、卫星地面站信号等。实时监听后台自动直播（录播）系统的管理信息，自动在预先设定好的时间使用视频捕捉卡直播（录制）特定频道正在播放的电视节目；当节目录制完成后，可以自动上传到流媒体文件服务器，并将节目相应信息存储于数据库中。制作系统支持将VCD、DVD、WAV、AVI、MPG和MP3等文件转换格式为ASF、WMV、WMA、RM、MP4等流媒体格式，支持各种带宽不一的码流格式，同时支持将视频捕捉卡等设备得到的视频、音频数据（电视、录像带、摄像机等）转换为流媒体系统支持的文件的功能。
（2）内容管理系统。内容管理系统的主要功能是对IPTV的节目和内容进行管理。媒体节目经过制作后，手工或者自动入库到流媒体节目管理系统中，然后在内容管理系统中经过频道组织和内容编排，通过EPG（电子节目指南模块）以一个友好界面即目录菜单的形式展现给用户。
内容管理系统需要与IPTV支撑运营系统对接，通过用户接入门户，对用户身份进行认证（即完成机顶盒的访问认证），对用户申请的服务予以授权，同时完成计费数据采集功能，并且对用户的账户进行扣费；内容管理系统还需要监视流媒体服务器可用状况，当入口地址由多台服务器提供的时候，内容管理系统能够为这些服务器提供负载均衡；内容管理系统需要对节目进行版权管理，为了防止用户采用虚拟播放器非法下载并传播流媒体文件；同时，为了提供可控制的流媒体文件下载观看服务，还需要利用数字版权管理（DRM）技术进行版权控制管理。
（3）流媒体传送系统。流媒体传送系统主要包括的设备是中心／边缘流媒体服务器和存储分发网络。存储分发网络可以由多个服务器组成，它们之间通过负载均衡来实现大规模组网，如CDN。流媒体服务器是提供流式传输的核心设备。要求有很高的稳定性，同时能满足支持多个并发流和直播流的应用需求。
（4）接入系统。接入系统为IPTV终端提供接入到IP网络的功能。目前常见的接入方式为xDSL（数字用户线技术）和LAN（局域网）方式。随着IPTV视频组播、点播业务的全面展开，对接入网络提出了更高的带宽需求，标清IPTV带宽至少需要2Mbps以上，高清IPTV的带宽则至少需要6Mbps以上（MPEG4视频格式）。如果一个家庭拥有多个IPTV终端，这时需要的带宽将成倍增加。考虑到各类网络互动业务，如视频会议、在线视频聊天、网络游戏、BBS贴图等需求，接入网的上行带宽需求也会不断增长，因此IPTV接入承载网络的上下行带宽要求将会越来越高。
随着网络技术与设备的迅猛发展，光纤通信由于其具有的大容量、高速的特点，已逐渐成为网络基础建设中的主角。同时接入网交换机对组播业务的支持性能日趋成熟、稳定，价格在不断下降。FTTB（光纤到楼）+LAN（局域网）和GPON（基于无源光网络的千兆以太网）技术的成熟使得廉价、稳定、高速的光纤作为IPTV宽带接入手段中有效、可靠的传输介质。
GPON可提供1Mbps至1000Mbps的上下行对称高带宽，对每个IPTV用户的带宽可进行动态分配；同时在整个接入链路上支持全程的 QoS（业务质量）保证，保障了IPTV业务的质量；GPON网络接入覆盖范围长达20公里，消除了各类铜缆接入的距离限制。国内运营商已将GPON技术成功应用于宽带接入网络，证明了GPON技术已经成为一种可靠且具有成本效益的IPTV宽带接 入技术。
FTTB+LAN宽带接入是基于以太网技术的，采用光纤高速网络实现千兆到社区，结合一般双绞线实现百兆到楼宇，10兆到用户。FTTB+LAN 接入方式技术的实质是采用一种二层的媒质访问控制技术，直接向用户提供基于IP业务的传送通道。FTTB+LAN作为一种高速的宽带接入方式，开展IPTV宽频业务时简单易用，成本较低，用户无需添加专用的调制解调器，但是缺点也很明显，即楼内综合布线的复杂化和采用双绞线造成的传输距离的限制。
在未来家庭中，IPTV以及高清晰度数字电视对接入带宽都有着明确的高要求，实现100Mbit/s接入将是很有必要的，要达到这样的高带宽，别的手段都难以实现，唯有FTTX与GPON技术方能胜任。
（5）IPTV终端。目前的IPTV可根据终端分为三种形式，即PC（个人计算机）平台终端、IP-STB平台终端和移动手机平台终端。其中，IP-STB终端是IPTV的用户最常见的消费终端。
基于PC的终端系统。基于PC的终端系统是沿用的互联网视频的应用形式，利用网络流媒体技术传送某种格式的数据流，用户可在计算机上利用相应的播放器对压缩的视音频流媒体文件解压后进行播放。这种形式的终端硬件比较简单，只需要一台具有以太网卡的PC机安装相应的播放器应用软件如Windows Media Player、Apple公司的QuickTime和Real Networks公司的Real Player等，就可以播放音视频节目和上网浏览。此种方式优点是简单、投资小、上网方便等，缺点是每一种播放器软件都局限于厂商私有的文件格式，通用性差。再次是对于不会使用电脑的人（尤其是老年客户群体）来说难以享受此项业务。
基于STB的终端系统。基于STB的终端系统是兼顾PC和电 视机的功能，既具有PC的处理能力，又具有电视机的观看效果。同时，STB极有可能作为家庭网络/媒体中心出现在下一代家庭网络中。因此，IPTV终端更看好“电视机+机顶盒”方式，将成为IPTV业务终端的主流。基于STB的终端系统以电视机作为显示器，利用专用的IP-STB对网络音视频媒体数据接收和解压，转换为电视信号格式输送给电视机播放。
移动手机平台终端。IPTV的移动终端系统与 3G手机相关，它能够处理图像、音乐、视频流等多媒体，并利用移动通信网络和互联网相结合提供网络电视、新闻播报、视频电话、网页浏览、电视会议、电子商务等多种媒体服务。
（6）运营支撑系统。运营支撑系统完成IPTV的营业受理、用户管理、计费管理、账务管理、信息资源管理以及内容服务访问控制等功能，是IPTV系统实现的部分“总控”。
三、IPTV的主要技术
IPTV的相关技术较多。如多媒体通信技术、视频编解码技术、通信协议（基于IP的传输控制协议TCP/IP）、容错纠错技术、流媒体技术 、内容分发技术、IP多播技术、媒体资产管理技术、用户授权认证和管理技术、数字版权管理等。20世纪90年代以来，随着视频编码技术的成熟，国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）相继推出了一系列视频压缩编码的国际标准，在这些标准中，目前公认比较适合于流媒体系统中使用的标准主要有H.264和MPEG4。
MPEG-1（活动图像专家组规范1）应用于带伴音的数字活动图像的压缩编码，码率为1.5Mb/s，一般家用VCD便是MPEG-1的一种应用；MPEG-2（规范2）是一种应用于专业级的压缩编码标准，针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层有详细规定，码率分级，从3Mb/s-80Mb/s。MPEG-2特别适用于广播级的数字电视的编码和传送，被认定为标清电视和高强电视的编码标准。为适应在互联网上多媒体的灵活传输，国际运动图像专家组（MPEG）于20世纪90年代末又发布了MPEG-4标准草案，MPEG-4是基于音视频对象的可分级编码技术，其码率可从5Kb/s-2Mb/s的范围变化，它综合了数字电视、交互图形学和Internet等领域的技术功能。它在要求高效压缩编码的同时，强调多媒体网络通信的灵活性和交互性。
流媒体（Streaming Media）技术是采用流式传输方式使音、视频（A/V）及三维（3D）动画等多媒体能在互联网上进行播放的技术。流媒体技术的核心是将整个A/V等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户终端连续地传送，因而用户不必像下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需要经过几秒或几十秒的启动延时，即可在用户终端上利用解压缩设备（或软件），对压缩的A/V文件解压缩后进行播放和观看。多媒体文件的剩余的部分可在播放前面内容的同时，在后台的服务器内继续下载，这与单纯的下载方式相比，不仅使启动延时大幅度缩短，而且对系统的缓存容量需求也大大降低。
内容分发技术。互联网最初是一种数据通信网，主要提供点对点的传递服务。基于这种模式提供电视广播服务，不仅造成服务器资源、带宽资源的大量浪费，而且使得服务质量难以控制。为此，需要在互联网中采用类似于广播的内容分发技术（CDN），来降低服务器和带宽资源的无谓消耗，提高服务品质。
数字版权管理技术。网络电视要实现产业化发展，必须要具备类似于电视条件接收那样的技术，实现有偿服务、按节目内容收费。数字版权管理（DRM）就是类似的授权和认证技术，它可以防止视 频内容的非法使用。DRM主要采用数据加密、版权保护、数字水印和签名技术。
四、IPTV的相关业务及特点
IPTV是建立在宽带网络基础之上的业务。随着宽带用户逐步增多，以影视服务为主的宽带流媒体服务成为宽带增值业务中重要的服务项目。IPTV被运营商认为是当前宽带网络上最具盈利、前景最看好的热点宽带增值业务之一。首先，其用户是潜在消费群体巨大的电视用户；其次，它能够充分利用现有网络资源，以增值运营带动宽带接入；另外，通过IPTV能够提高运营商形象，提升用户忠诚度，增强企业竞争力。
IPTV集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，具有以下特点：
（1）业务开展主要基于宽带IP网，相比于有线网需要进行双向改造的方案，先天就有交互性优势。在传统的广播电视方式里，所有的观众只能被动地接收，无法与节目内容互动，但IPTV与这种一点对多点传播方式不同，可提供建立在通信网络上的互动性视频服务，让用户可以有多种选择。用户有了“主动参与” 的感觉。例如，用户可以随时点播那些已经播过但自己又想再看或看了一半接着看的节目，还可对节目进行快进、慢放等调节。
（2）除了能提供单向的类似电视的频道制视频直播之外，利用互联网信息资源的优势，IPTV还可以为用户提供包括数字电视节目、可视电话、互联网浏览、网络游戏、网上购物和远程教育（一问一答）等在内的交互式多媒体信息服务。
（3）IPTV平台可开发性强，能够在改动量小的情况下支持不同的视频编码标准。随着视频压缩技术的发展，现在，视频编码效率已经大大提高，这使得在同样带宽条件下视频质量迅速提升，有效节省了网络带宽。当然，目前国内电信宽带接入主要采用电话铜线（ADSL）接入技术，速率较低；另外，IP网与光纤、同轴网相比，存在丢包率高、安全性低等缺点。但随着ADSL2+、VDSL等新技术的采用，以及IP网QoS的部署，这些缺陷都将得到弥补。同时，随着业务的发展，IPTV机顶盒硬件成本也会不断降低。
（4）音视频直播适合采用组播方式。音视频直播类业务的特点是，频道固定，数据传输带宽要求较高，访问量大。与点播类业务不同，收看直播节目的用户看到的是相同的内容，因此，网络适合采用组播方式向用户提供服务。组播技术可以减少直播对带宽资源的占用。
组播是一种允许一个或多个组播源，一次并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，只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。在IPTV里，组播源往往仅有一个，即使用户数量成倍增长，主干带宽也不需要随之增加，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条主干链路上只传送单一视频流，即所谓“一次发送，组内广播”。所以组播提高了数据传送效率，减少了主干网出现拥塞的可能性。
五、IPTV与普通数字电视相比较
IPTV与普通数字电视，既相似又有区别。IPTV是基于电信宽带网传输的电视形式，不仅使用户收看到更多电视节目，还可以实现节目的点播功能，可以扩展其它电信增值业务。IPTV可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件以及多种在线信息 咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起，并且由于IPTV面向的是宽带用户，他们是最有消费能力、最接受新事物的群体，因此IPTV的发展会分流一部分传统数字电视用户，从客观上对数字电视推广有一定冲击，然而数字电视在高清质量广播电视图像上占有优势，IPTV作为一个新兴业务，在一段时期内不会对广电的数字电视产生大规模影响，相反IPTV的发展会盘活数字电视节目源，使之得到充分再利用。
网络电视作为极有发展潜力的新兴产业，其产业链已经初步形成，它的出现无疑将改变人们的生活，为人们带来全新的生活方式，同时也给运营商带来了新的业务增长点。
数字电视的主要赢利模式有基本收视费，付费频道、高清频道的订购，数据广播中的行业分类广告发布。目前付费频道、高清节目总体市场还没有走入良性循环。数据广播中的行业分类信息分布将打破传统模拟电视广告播放的形式，若干年后会成为各地数字电视公司技术和业务运营的亮点。IPTV的赢利模式主要依靠各种增值业务收费如点播电视、移动电视、互动游戏等。对数字电视来说，内容的先天垄断性，低成本，海量带宽，适合大众化需求，目前电视终端已占据客厅这一家庭娱乐中心的位置。对IPTV来说，TCP/IP的开放性意味着会获得广泛支持，先天交互性能适合各种增值业务开发，适合满足个性化需求，运营商的体制机制，市场能力是它的优势。
包括视频、语音、数据在内的多媒体资讯的IP化是大的发展趋势，国家已将三网融合写入“十一五”规划，或许若干年后，基于无源光网络的IPTV会是三网融合的最佳切入点。
六、IPTV在中国市场的发展。
IPTV为运营商带来了机遇。在我国，电信运营商发展IPTV业务的最大动力是由于收入增长上的乏力。一方面，传统的话音业务在移动通信、VoIP（网络语音电话）等新技术新业务的冲击下开始萎缩；另一方面，运营商大力发展宽带网络，却没有从中得到足够的收益，宽带的赢利方式还局限在接入费用的收取上，运营商为了实现业务增长，总是相方设法地推出各种套餐业务，以吸纳用户。新的盈利手段——借助IPTV业务，电信运营商可以增加收入，同时由于宽带接入的发展快于宽带业务的发展，用户的增长速度开始趋缓，IPTV的兴起又为电信运营商继续发展宽带创造了一个良好的机遇，实现宽带业务的真正繁荣。再者，IPTV也扩展了电信业务的使用终端，这又扩大了电信运营商的用户群体。通过增加STB，把现有电视转化为综合型信息终端，将不仅满足不善于使用电脑的用户对个性化定制节目、互动娱乐以及高速互联网接入的业务需求，而且解决了家庭中共用计算机的冲突和不方便等问题。作为一种基于宽带网络的交互式视频业务，IPTV为电信运营商创造了新的发展机遇，电信运营商发展IPTV能够促进宽带接入的可持续发展，既满足了用户的消费需求也增加了收入，同时IPTV的出现也为运营商从传统电信服务商向新型综合信息服务提供商的转型创造了条件，可以籍此建立更为稳定的竞争优势。
从2003年开始，我国的IPTV产业开始起步，产业链上各层面的设备提供商都在积极备战，与此同时，我国两大基础电信运营商中国电信和中国网通也开始向IPTV领域迈进。IPTV的出现对现有的电信业务网络和媒体传播机制带来了很大的冲击，在带给产业链上各个参与者利益的同时，也为监管机构带来了管制上的新问题。IPTV已经在公众中形成一定的知名度，包括运营商、内容提供商、局用设备商、用户终端厂商在内的产业链各个环节均在积极推动IP产业的发展。尽管目前在政策层面和网络技术层面还有一定障碍，但业界对IPTV的未来充满信心。经济的持续发展、大型赛事与文体活动、国际重大事件等因素的刺激，将推动IPTV的快速前进。 （俞珑 王寅辰）
