1、引言

    電視業(yè)務(TV)是到目前為止最受用戶歡迎的遠程視頻通信業(yè)務，到目前為止電視業(yè)務基本上還是以廣播方式向用戶提供單向業(yè)務。在過去的幾十年間，業(yè)界人士一直致力于研究具有交互性的視頻業(yè)務。直到20世紀末期，大規(guī)模實現交互式電視業(yè)務的方式仍是利用已有的通信網絡，用戶希望的隨時隨地獲得所希望得到的視頻節(jié)目一直還是一個夢想。

    隨著IP網絡技術、網絡傳輸帶寬、網絡接入技術、視頻壓縮技術、版權保護技術的不斷發(fā)展和相應產品的成熟人們又將實現隨時隨地獲得視頻信息的希望寄托于IP網絡，并形象地將該類業(yè)務稱為IPTV業(yè)務。自1999年以來全球各地組建了各種范圍內，使用多種視頻編碼壓縮技術、網絡接入技術來提供多種基本和擴展業(yè)務。雖然目前全球范圍內沒有一個直接以IPTV命名的標準。但IPTV所采用的各種技術標準一直處于發(fā)展和完善階段。本文將介紹IPTV相關標準的標準化組織及主要的標準內容。

    2、IPTV框架結構及相關技術

    對于不同的人，IPTV具有不同的含義，業(yè)界有希望將IPTV作為Triple-play(三重通信、語音、圖像、數據通信)的雛形，也將IPTV業(yè)務擴大到VoIP，VOD。NVOD，MMS，網絡游戲。借助于IPTV平臺可以提供上述幾種應用，但IPTV核心的業(yè)務與應用依然是VOD以及視頻直播。

    如圖1所示，IPTV業(yè)務核心框架主要由內容編碼器、VOD服務器、視頻管理服務器、接入服務器、骨干網絡、運營商中心局(DSLAM)以及用戶終端組成。

    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用戶的請求通知VOD服務器將用戶選擇的內容通過網絡發(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、數字信息版權管理技術、內容分發(fā)技術、信息檢索技術(元數據技術)、傳輸網絡技術以及接入網絡技術等。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、元數據標準、數字版權管理標準等。

    3、IPTV的相關標準化組織

    3.1數字音視頻聯盟(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技術的網絡上提供數字音視頻業(yè)務的相關標準。輸出的標準包括DAVIC1.0-DAVIC1.5。由于基于ATM技術的網絡并沒有象預期想象的那樣在全球范圍內大規(guī)模使用，為此，該聯盟所制訂的最后一版標準DAVIC1.5是為構建在基于IP協議的可管理的Intranet之上的，最終的文件中包含有TVAnytime Any-where的思想。使人們聯想到可以利用IPTV業(yè)務來實現該目標。

    3.2Internet流媒體聯盟(ISMA)

    該標準化聯盟成立于2000年，主要成員包括AppleComputer，AmericaOnline(Aol)，FranceTelecom，Cisco等流媒體業(yè)務提供者、軟件提供商、通信運營公司、Internet相關通信產品制造商等幾十個公司。該聯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字版權管理等方面的標準與一致性測試等方面的內容。

    3.3開放移動聯盟(OMA)

    從嚴格意義上講。該聯盟并非以制訂IPTV相關的標準為主要工作內容，但該聯盟較早地推出移動流媒體業(yè)務以及相關的數字版權管理(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目前已經發(fā)布了與多媒體通信、數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.740，F.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網絡上傳輸。除此之外，還發(fā)布了一系列實時傳輸協議(RTP)以及實時流控協議(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公司等生產出了符合各自企業(yè)標準的相應產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絡相關的內容。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：元數據服務、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容，由元數據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容所在的位置；經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，數字媒體信息的無序復制會給媒體制造者造成巨大的經濟損失，同時與在全球范圍內開展的版權保護精神相違背。因此研究數字媒體網上投遞的同時，人們也研究數字版權管理的措施，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容變?yōu)槭鼙Ｗo的內容，由版權客體提供使用規(guī)則，用戶在使用內容時需要首先從DRM代理處根據使用規(guī)則獲得使用受保護內容的密鑰，然后使用所獲得的密鑰對受保護的內容進行解碼并使用。

    圖4  DRM功能體系架構

    4.3主要的視頻壓縮編碼標準

    由于數字化的視頻圖像信息通常包含有數量巨大的比特信息，為此在利用通信網絡傳輸數字化的圖像信息時必須對數字化的圖像信息進行編碼壓縮以節(jié)省網絡的傳輸帶寬，從而使視頻媒體在網絡上傳輸成為可能。目前，全球范圍內音視頻編碼標準主要由ITU-T和MPEG制訂，已經發(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，數字音視頻編解碼技術標準工作組目前已經完成了一項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協議的不能完全保證服務質量的網絡，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據的同時實時播放。為此，流媒體播放器最早的生產者微軟公司、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

        4.5實時流協議(RTSP)簡介

    RTSP(RFC2327)是IETF發(fā)布的用戶對音視頻媒體進行類似于VCR的實時控制的相關規(guī)定，包括快進、快退、暫停、停止等命令。

    RTSP建立并控制一個或多個連續(xù)時間同步的媒體如音頻和視頻媒體流。盡管連續(xù)媒體流與控制流之間可能相間，它本身并不投遞連續(xù)流。換句話說，RTSP對于多媒體服務器起到“網絡遠程控制”的作用。

    沒有RTSP連接的注釋，服務器維持利用標識符標識的會話。在RTSP會話期間，RTSP客戶端可以打開并關閉許多到服務器的傳輸連接并發(fā)出RTSP請求。它也可以使用無連接的傳輸協議如UDP。

    RTSP控制的流可以使用RTP，但RTSP不依賴于承載連續(xù)媒體使用的傳輸機制。該協議類似于HTTP/1.1的句法，對HTTP的擴展機制也可增加到RTSP。

    RTSP支持的操作有：從媒體服務器中檢索媒體，邀請媒體服務器加入到會議，在已有的顯示中增加媒體。

    4.6元數據標準簡介

    ISO的MPEG已經制訂了數字音視頻的編碼標準，制訂了兩個標準來解決元數據：MPEG7，多媒體內容描述接口(ISO/IEC15938)和MPEG21。

    5、結束語

    IPTV業(yè)務作為IP網絡上向用戶提供音視頻信息的業(yè)務，得到了包括運營商在內的高度重視。該業(yè)務是否能夠順利地發(fā)展起來，標準在其中將起到非常重要的作用，如何在這些標準中選擇一種或幾種標準以及如何將各種技術標準有機地結合在一起，向用戶提供具有可接受的服務質量的IPTV業(yè)務仍然是業(yè)界人士需要研究和測試、試驗才能完成的。隨著時間的推移，一些新的標準化組織所制訂的新的標準還會不斷出現，為此筆者以為目前IPTV業(yè)務標準仍處于發(fā)展變化之中，許多工作還有待進一步發(fā)展。