IPTV与P2P技术结合将更具可扩展性

2007-01-31 15:49:14 来源:中国电子报
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IPTV   P2P   NGN   IMS   ITU   ETSI


        作者:信息产业部电信研究院IP与多媒体研究部主任 何宝宏博士

  根据ITU-T的最新定义,IPTV就是在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)保证、安全、交互性和可靠性的可管理的多媒体业务。由此可以看出,IPTV明显有别于互联网流媒体应用业务。IPTV的典型应用目前主要包括直播电视、时移电视和视频点播等视频类应用,以及上网浏览等信息类应用两种。

  中国IPTV产业发展迅速

  中国的IPTV服务市场与国外不同。在政策、体制、产业等因素的综合影响下,广电业处于一种比较矛盾的心态中,有些摇摆,但总体上逐步趋于支持IPTV的发展,支持广电和电信的合作运营。而电信业一直明确地支持IPTV的发展,但受政策和内容资源的影响,在开拓IPTV服务市场的时候步伐相对谨慎,采取了与广电合作的模式。

  中国电信和中国网通与广电合作,目前已经在全国20多个地方开展了IPTV的试验和试运行。哈尔滨网通到2006年底用户已经发展到10万多户,河南网通以远程教育和农村为切入点的试点用户已经超过了8万户,上海电信从开始实验3个月用户数就超过了6万。与此同时,IPTV的发展也给相关的设备开发和供应商带来巨大的市场机会,目前华为、中兴通讯、上海贝尔阿尔卡特、UT斯达康等企业都在积极推广自己的IPTV解决方案。中国具有自主知识产权的信源编码标准AVS的产业化进程也在加快。

  中兴通讯的IPTV系统可以向电视机、PC、移动终端等多种用户提供直播、VOD、滚动剧院、PVR、时移动、准VOD等极为丰富的多种本地特色业务,支持MPEG4、H.264等多种编解码格式,产品涵盖内容运营、内容分发、承载网络、家庭网络等多个方面。

  华为公司也能提供完整的IPTV解决方案,由视频业务系统、IP/ATM城域网、宽带接入网和家庭网络四个组成部分,主要业务模式有组播业务(如直播和准VOD)和单播业务(主要是VOD业务)。

  UT斯达康公司的IPTV系统RollingStream在技术上采用大容量的流媒体交换和创新的切片技术,可以实现存储的高效率低成本和媒体格式的兼容性,能够提供电信级的安全保障和开放的系统架构。作为一套端到端的解决方案,紧紧围绕用户需求,提供了丰富的适用于终端的基础业务和增值业务。

  在AVS产业联盟的推动下,已经有很多厂商以及研究机构研制开发了各类基于AVS技术的产品,例如AVS音频和视频设备、移动流媒体系统、高清机顶盒芯片等。这些成果和产品,都意味着AVS的产业化不断推进。

  技术上的不足与缺陷

  IPTV在发展过程中除了产业政策限制、商业模式不成熟和内容缺乏等外界因素之外,技术上的不足与缺陷仍然是制约IPTV发展的一个重要因素。IPTV涉及多种技术,如:视频编解码、流媒体、数字版权管理、CDN、组播、安全加密技术、电子节目单、中间件、P2P、网络存储等,很多技术还在不断发展完善中。概括起来,IPTV技术目前面临的主要技术问题有:

  • 没有完整的标准体系。2006年4月,ITU-T启动了对IPTV的标准化工作,但这样庞大的一个标准体系不是短时间内能够完成的。中国通信标准化协会(CCSA)的研究要比ITU-T超前,已经完成了多项IPTV标准,但其中的视频编码、数字版权管理标准等仍然尚未确定。标准的不完善,导致互联互通困难,终端和前端系统之间只能采用同一家厂商的设备。
  • 网络接入能力不足。IPTV要保证视频效果达到或超过传统电视的效果,对于用户的接入带宽将不再是基于PC的视频业务300K-500K的带宽保证,而是至少1M-1.5M的带宽保证要求。但目前宽带接入的主流接入速度还在512K,需要对接入层网络做大规模改造。
  • 组播技术不完善。可控组播还没有统一的标准,各厂商都用的是私有协议,另外组播管理、QoS、安全等问题亟待解决。
  • 中间件标准化范畴和方向不明确。中间件是一种位于平台和应用之间的通用服务。之所以被称为中间件,就是因为其位置的特殊性——认识和实现的不标准。如果某个功能中间件,已经是公认的了,统一接口了,那就很难会被纳入到操作系统之中去了,不是中间件了。因此,对于中间件的标准化工作,应当严格区分接口/协议和中间件。接口/协议是必须定义的,但其实现可以是中间件方式的,也可以不是。中间件的标准化,只定义中间件与上层应用中间的统一接口(API)。

IPTV的技术发展方向

  针对IPTV网络和技术,目前比较热点的技术研究领域集中在新的更有效率的IPTV业务网络构架,IPTV与下一代电信网的融合,以及IPTV服务质量以及业务管理控制新技术的开发等几个方面。

  ·可管理的P2P技术与IPTV业务的结合将使IPTV业务具有更好的可扩展性和灵活性

  基于P2P技术的网络和应用具有良好的可靠性和可扩展性,能够为用户同时参与交互式媒体应用提供强有力的技术支持。P2P技术对交互式媒体应用的支持能够扩展到大规模用户群,这为互联网以及一些电信级应用的大规模发展提供了充足的空间。IPTV作为近年来在全球兴起的热门多媒体应用,突破了传统电视节目单向传输的封闭性,并且使用户能够参与其中,更方便、更灵活、更自由地获取丰富应用。但现在的技术还存在服务效率低、重定向机制复杂、网络需要更高带宽、资源调度不灵活等问题,如果不能有效解决大规模用户对交互式多媒体应用需求的问题,IPTV将不得不受限于此瓶颈。因此,需要引进一种更为先进的网络架构,来满足IPTV业务发展的需求,在这样一种背景下,利用P2P技术在交互式应用等方面的优势,构建更加灵活有效的IPTV业务网络就成为可能。

  电信级的IPTV是基于客户/服务器模式的,需要面对十万规模、百万规模的大并发多媒体服务的挑战,在服务器I/O能力、带宽、海量存储、部署成本等方面都受到了前所未有的考验。既能满足用户实时性业务请求,又要能够满足大规模并发用户同时在线,还要能够满足低成本部署的运营要求和未来业务的可扩展性,IPTV需要引入P2P重叠网的理念和技术。P2P系统在大规模并发服务时凸现优势,降低了整个系统的部署成本,这种高性价比能力正是P2P技术发展的强劲动力。

  然而P2P技术缺乏有效的管理和控制机制,这与其自下而上的产生和发展过程是分不开。因此,如何取其精华,去其糟粕,使具有可管可控能力的P2P技术应用于IPTV业务网络将是今后IPTV技术研究的重点。

  ·IPTV与下一代电信网的融合

  NGN将是电信网今后的演进方向,而NGN是一个可以承载各种不同类型电信业务的网络,因此理论上讲,IPTV业务也可以由NGN网络来承载。尽管目前ITU/ETSI的NGN/IMS架构是基于点对点的会话型业务,并不适合于IPTV这种基于点到多点的存储型业务,但IPTV架构可以共用NGN/IMS架构中的很多网络元素。因此目前在国际上,尤其是在ITU、TISPAN这样的电信标准化组织中,如何将IPTV业务纳入基于NGN/IMS的体系架构成为研究的热点。

  ·IPTV业务服务质量以及管理控制技术

  IPTV起源于互联网流媒体技术,尽管技术基础和基本功能是一致的,互联网上运行的IPTV系统与电信级的IPTV系统在功能、性能和可靠性等方面都差异很大。尤其在IP的尽力而为的网络传送方式下,如何利用技术手段保证用户的IPTV业务服务质量,一直都是IPTV技术试图克服的难题,引入P2P可以大大缓解媒体服务器的负载压力和网络流量的不均衡性,但这只是解决思路之一,而且P2P在如何实现可管可控,如何保证业务安全都还存在着很大的漏洞。因此业界也在积极探讨着各种新的思路来试图解决服务质量的难题,例如业务网络性能监测机制的研究等等。

  尽管IPTV业务发展还存在一些制约因素,但毕竟有着极为广阔的市场前景,相信随着政策的开放、技术的进步以及合理的业务体系的建立,IPTV一定会很快得到广泛的应用。

 
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