圖1 IPTV業(yè)務核心框架結構
IPTV相關標準簡介
聶秀英 2005/12/01
摘要IPTV業(yè)務目前成為業(yè)界的一個熱點問題，在全球范圍已經(jīng)建設了許多IPTV業(yè)務的商用或試驗網(wǎng)絡，但到目前為止全球范圍內(nèi)還沒有一個直接以IPTV命名的標準，而IPTV是一個集多種技術的集成業(yè)務，必定涉及到與各種技術相關的技術標準。因此，本文分別介紹了IPTV業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀、相關技術，及IPTV相關的標準化組織和相關的標準。
圖1 IPTV業(yè)務核心框架結構
IPTV業(yè)務的通信流程主要是用戶在接入服務器(導航門戶網(wǎng)站)的輔助下查找到其所希望獲得的視頻信息，視頻管理服務器根據(jù)用戶的請求通知VOD服務器將用戶選擇的內(nèi)容通過網(wǎng)絡發(fā)送到終端用戶，終端用戶利用播放器觀看所選擇的視頻信息。為此，實現(xiàn)IPTV業(yè)務需要系統(tǒng)集成技術、信息處理技術(包括音頻、視頻信息壓縮技術)、壓縮信息封狀技術、媒體控制技術、數(shù)字信息版權管理技術、內(nèi)容分發(fā)技術、信息檢索技術(元數(shù)據(jù)技術)、傳輸網(wǎng)絡技術以及接入網(wǎng)絡技術等。相關的標準包括：框架標準、視頻/音頻壓縮標準、壓縮文件封裝存儲標準、信息控制標準、元數(shù)據(jù)標準、數(shù)字版權管理標準等。
3、IPTV的相關標準化組織
3.1數(shù)字音視頻聯(lián)盟(DAVIC)
該組織是成立于1995年結束于2000年的非贏利性組織，主要成員以歐洲的通信、媒體處理公司為主。其初始目標為制訂在基于ATM技術的網(wǎng)絡上提供數(shù)字音視頻業(yè)務的相關標準。輸出的標準包括DAVIC1.0-DAVIC1.5。由于基于ATM技術的網(wǎng)絡并沒有象預期想象的那樣在全球范圍內(nèi)大規(guī)模使用，為此，該聯(lián)盟所制訂的最后一版標準DAVIC1.5是為構建在基于IP協(xié)議的可管理的Intranet之上的，最終的文件中包含有TVAnytime
Any-where的思想。使人們聯(lián)想到可以利用IPTV業(yè)務來實現(xiàn)該目標。
3.2Internet流媒體聯(lián)盟(ISMA)
該標準化聯(lián)盟成立于2000年，主要成員包括AppleComputer，AmericaOnline(Aol)，F(xiàn)ranceTelecom，Cisco等流媒體業(yè)務提供者、軟件提供商、通信運營公司、Internet相關通信產(chǎn)品制造商等幾十個公司。該聯(lián)盟制訂流媒體相關標準的準則是：利用開放性標準，致力于互操作性和互通性，具有前瞻性。到目前為止，該聯(lián)盟輸入的標準包括ISMA
1.O，ISMA2.0，ISMAency等，目前工作集中在制訂與數(shù)字版權管理等方面的標準與一致性測試等方面的內(nèi)容。
3.3開放移動聯(lián)盟(OMA)
從嚴格意義上講。該聯(lián)盟并非以制訂IPTV相關的標準為主要工作內(nèi)容，但該聯(lián)盟較早地推出移動流媒體業(yè)務以及相關的數(shù)字版權管理(DRM)標準。
3.4ISO/IEC
多年來,ISO/IEC推出了一系列音視頻信息壓縮編碼標準，這些標準(包括MPEG1，MPEG2，MPEG4，MPEG7，MPEG21等)被廣泛應用于視訊點播業(yè)務、數(shù)字電視業(yè)務、VCD、DVD等領域。其所制訂的標準IPTV業(yè)務中將會起到非常重要的作用。
3.5ITU-T
作為全球通信標準制定工作的權威標準化組織，ITU-T發(fā)布了與通信相關的各種各樣的標準建議，IPTV業(yè)務作為基于IP網(wǎng)絡上的一種業(yè)務，也是ITU-T應當關注的領域之一，ITU-TSG16和ITU-TSG9目前已經(jīng)發(fā)布了與多媒體通信、數(shù)字視頻通信相關的一系列相關的標準建議，如F.700系列建議，F(xiàn).740，F(xiàn).750，H.261，H.262，H.263，H.264等，其中H.264標準也是被業(yè)界普遍看作是非常適合于IPTV業(yè)務的一種視頻編碼標準。
3.6IETF
作為IP網(wǎng)絡標準起草制訂的權威標準化組織，IETF制訂的標準幾乎涵蓋了與IP相關的所有領域。在IP網(wǎng)絡上傳輸音視頻信息一直是IETF研究的重點之一，鑒于其他標準化組織已經(jīng)發(fā)布了一系列音視頻信息壓縮標準，為此IETF所發(fā)布的標準主要集中在如何封裝利用已有的標準算法壓縮后的音視頻信息以適合在IP網(wǎng)絡上傳輸。除此之外，還發(fā)布了一系列實時傳輸協(xié)議(RTP)以及實時流控協(xié)議(RTSP)等。
除了上面所介紹的一些標準化組織外，一些企業(yè)如Micrsoft公司、RealNetworks公司等生產(chǎn)出了符合各自企業(yè)標準的相應產(chǎn)品并得到了實際應用。
4、IPTV相關標準簡介
4.1總體框架標準
(1)DAVIC1.5TVAnytime Anywhere的總體框架
在DAVIC1.5AnytimeAnywhere文件中所規(guī)定的模型如圖2所示。在該圖中沒有描述任何與網(wǎng)絡相關的內(nèi)容。僅規(guī)定出在客戶端設備和服務器端設備中應當包含的功能模塊。即：元數(shù)據(jù)服務、位置解析、版權管理和保護、本地存儲控制、媒體服務。其基本思想為，在服務器端提供的所有功能。在客戶端設備中應包含有相關的軟件工具。在業(yè)務的具體實施過程中，客戶端首先向服務器端請求幫助查找其感興趣的媒體內(nèi)容，由元數(shù)據(jù)服務器處理并返回相關信息。通過位置解析服務器來確定客戶端所選擇的媒體內(nèi)容所在的位置；經(jīng)過媒體管理和保護服務器的認可：由本地存儲服務器向用戶提供媒體信息同時允許客戶端對媒體信息進行控制。
圖2 IPTVAnytimeAnywhere模型圖
(2)ISMA2.0規(guī)定的流媒體總體框架
如第二部分所介紹那樣，ISMA致力于多種開放標準的集成，在2004年發(fā)布的ISMA2.0中給出了ISMA對流媒體業(yè)務的框架結構圖(見圖3)。從圖中可以看出、，ISMA最先希望解決的是與媒體編碼格式、媒體存儲、媒體傳輸(包括載荷輪廓)相關內(nèi)容。在ISMA目前的體系架構中主要希望支持采用MPEG4標準進行編碼的媒體以及相應的標準存儲格式以及IETF所規(guī)定的標準傳輸協(xié)議，這與ISMA制定標準的準則相一致。
圖3 ISMA體系架構
4.2OMADRM標準介紹
媒體信息的數(shù)字化使得媒體信息的復制變得相當容易，若不采取有效措施，數(shù)字媒體信息的無序復制會給媒體制造者造成巨大的經(jīng)濟損失，同時與在全球范圍內(nèi)開展的版權保護精神相違背。因此研究數(shù)字媒體網(wǎng)上投遞的同時，人們也研究數(shù)字版權管理的措施，2004年OMA發(fā)布了OMADRM2.0規(guī)范，目前ISMA正在研究OMADRM2.0規(guī)范在ISMA框架中使用的可行性。
如圖4所示，DRM系統(tǒng)主要負責將內(nèi)容發(fā)布者發(fā)布的信息與版權發(fā)布者發(fā)布的信息組合起來將內(nèi)容變?yōu)槭鼙Ｗo的內(nèi)容，由版權客體提供使用規(guī)則，用戶在使用內(nèi)容時需要首先從DRM代理處根據(jù)使用規(guī)則獲得使用受保護內(nèi)容的密鑰，然后使用所獲得的密鑰對受保護的內(nèi)容進行解碼并使用。
圖4 DRM功能體系架構
4.3主要的視頻壓縮編碼標準
由于數(shù)字化的視頻圖像信息通常包含有數(shù)量巨大的比特信息，為此在利用通信網(wǎng)絡傳輸數(shù)字化的圖像信息時必須對數(shù)字化的圖像信息進行編碼壓縮以節(jié)省網(wǎng)絡的傳輸帶寬，從而使視頻媒體在網(wǎng)絡上傳輸成為可能。目前，全球范圍內(nèi)音視頻編碼標準主要由ITU-T和MPEG制訂，已經(jīng)發(fā)布的有ITU-T建議G.711，G.723，G.728，G.729，H.261，H.262，H.263，H.264以及ISO/IEC標準MPEG1，MPEG2，MPEG4等。其中，由ITU-T所制定的標準主要用于話音和視頻會議等傳統(tǒng)的電信業(yè)務，目前比較適合于流媒體系統(tǒng)使用的標準主要有ITU-T建議的H.264和MPEG4。
除了ITU-T和ISO/IEC兩個國際標準化組織制定的視頻編碼標準以外，美國微軟公司和RealNetwork公司都有自己的視頻編碼標準(VC1)。
我國在視頻圖像編碼標準的制訂方面也取得了一定的成績，數(shù)字音視頻編解碼技術標準工作組目前已經(jīng)完成了一項AVS國家標準草案，并仍在制訂相關的系列標準，該標準采用與MPEG4和H.264相類似的編解碼技術，期望其編解碼效果優(yōu)于MPEG4和H.264的編碼效果。在不久的將來，遵循由我國標準工作者制訂的音視頻編碼標準的應用將走進人們的生活。
4.4主要的視頻文件封裝格式
傳統(tǒng)的音視頻圖像編碼后形成一個文件，在存儲和使用編碼后的圖像將編碼后的圖像信息以一個大文件的形式存儲和使用，其最為典型的使用方式便是圖像以順序流的方式播放。該種方式對于本地使用時可以獲得連續(xù)的視頻流，但在利用通信網(wǎng)絡進行傳輸和使用時，通常需要將整個文件全部傳送到播放點后才能使用，對于使用像基于IP協(xié)議的不能完全保證服務質(zhì)量的網(wǎng)絡，將整個文件全部傳送完畢一方面會花費一定長的時間，另一方面不利于用戶在接收數(shù)據(jù)的同時實時播放。為此，流媒體播放器最早的生產(chǎn)者微軟公司、蘋果公司等制定了用于圖像信息以流媒體的方式傳送和播放的編碼后圖像文件的存儲格式。表1所列出的圖像文件格式主要是各公司私有的文件格式。目前在ISMA組織中由Aoole公司為主并以Quicktime公司的文件格式為基礎規(guī)定了用于MPEG4編碼文件的MP4格式標準，正在努力將已經(jīng)取得的成果向ISO推薦，期望能夠作為ISO的標準規(guī)定國際標準的圖像壓縮編碼文件格式。
表1 流文件格式列表
