IPTV編解碼技術之惑

當前在IPTV業務中，音視頻編解碼技術的選擇呈現了三足鼎立的狀況，即MPEG4ASP、H.264和AVS。三大標準的斟選將對IPTV產業形成重要影響。

三足鼎立

當前在IPTV業務中，音視頻編解碼技術的選擇呈現了三足鼎立的狀況，即MPEG4ASP、H.264和AVS。其中MPEG4和H.264都是國際相關組織標準，AVS是中國國家標準。作為IPTV產業鏈中的重要環節，中國電信和中國網通等電信運營商對于音視頻編解碼技術的發展思路相似，都在力推H.264，同時對于AVS表現出了觀望態度，表示將來也可能會要求IPTV設備商支持AVS。

相對于H.264和AVS技術標準，MPEG4ASP在流媒體和IPTV應用市場中起步時間最早，產業化程度最高，因此得到了現階段的IPTV設備提供商的最廣泛支持。另外，國內IPTV產業鏈中的另一個重要環節廣電部門（內容運營商）也傾向于MPEG4。在三者之中，AVS的產業化程度最低，H.264次之。

從市場角度來看，MPEG2產品技術最成熟，在國外IPTV市場應用最廣泛，也得到了國內數字廣播電視市場的認可和廣泛應用。而微軟的VC-1或WM9由于屬于國外廠商標準，因此無論從IPTV產業還是數字廣播電視產業發展的角度來看，它既得不到國家標準化組織的認可，也不會得到國內運營商的有力支持。

標準之制定

首先，我們需要了解一下國內IPTV產業中各種標準的含義。目前IPTV產業中的標準主要指國家標準、行業標準和企業標準。國家標準由標準化行政主管部門（國家標準化管理委員會）制定頒布，行業標準由主管部委制定頒布，而企業標準由企業自己制定。國家標準、行業標準可分為強制性標準和推薦性標準。

目前IPTV產業中還沒有IPTV國家標準。信產部相關部門目前正在制定IPTV行業標準，該標準在未來可能會成為IPTV國家標準。AVS屬于推薦性國家音視頻編解碼技術標準，該標準將會在IPTV行業標準中得到推薦和引用。而中國網通和中國電信所制定的IPTV標準都屬于IPTV企業標準。如果廣電部門也要制定相關的IPTV行業標準，那么它們的規范也會對IPTV音視頻編解碼技術選擇產生重要影響。

準確地說，目前國內IPTV產業中的音視頻編解碼技術標準之爭，主要體現在IPTV標準中選擇哪種視頻編解碼技術問題上，而對于音頻編解碼技術的選擇，目前行業內并沒有過多的爭論和詳細的考慮。在IPTV系統中視頻與音頻編解碼技術有相對的獨立性，例如:目前不同廠商的IPTV系統設備支持MPEG1LAYER2（MP2）、MPEG1LAYER3(MP3)，MPEG2AAC,MPEG4AAC等不同音頻編解碼技術中一種或幾種音頻格式。

外來的，還是本地的？

音視頻編解碼技術是數字化音視頻的關鍵技術，應用非常廣泛，涉及了數字電視、IPTV、手機電視、VCD/DVD播放機，以及其他各種數字媒體終端設備等行業。基于樸素的經濟原因，使用國外的音視頻編解碼技術標準不僅會付出巨額的專利費，而且標準作為產業鏈的最上游，直接影響芯片、軟件、前端設備、存儲、傳輸、終端設備等整個產業鏈。而AVS作為中國擁有自主知識產權的標準，不僅可以使中國企業避免專利費的困擾，并且擔負著保護和促進國內數字化音視頻相關產業健康發展的戰略作用。正是在這種背景下，2006年2月AVS被正式頒布為國家音視頻編碼標準，并且繼視頻部分后，音頻、移動視頻、系統、數字版權管理等部分將相繼完成審批、發布?；诩夹g、經濟、IPTV政策、產業保護等眾多原因，國內IPTV產業中音視頻編解碼技術的選擇不僅涉及到了IPTV設備提供商、電信運營商、內容提供商、芯片提供商，還與內容運營商、信產部、國內AVS標準組織等環節息息相關。

國家信產部作為IPTV行業標準的制定者，其標準制定工作以保護國內整個產業鏈健康發展和促進最佳社會效益為目的，并且AVS工作組本身就得到了信息產業部的重點支持，因此可以預見AVS將會作為IPTV行業標準音視頻編解碼技術的基本選擇。目前AVS正處于從標準化到產業化的過程中，基于AVS的編解碼芯片、編碼器、機頂盒等等都還沒有產品化。

如果其中的5%在2008年之前成為網絡電視用戶，那么用戶數也將會達到2000萬戶。在這個基礎上，估計到2008年IPTV總用戶數將會達到6000萬。

讓我們再來看一看對音視頻編解碼產業化程度影響最大的國內傳統的廣電市場編解碼技術的選擇情況。中央電視臺數字電視頻道使用了國外的MPEG-2標準。究其原因，一是為了保證信號傳輸的保真度，MPEG-2發展時間較長，技術比較成熟;二是為了版權保護，因為央視要引進不少國外的數字電視節目內容，而對方比較認同MPEG-2的編解碼標準，覺得這更能保護其版權。另外目前全國已有100多萬戶的有線數字電視用戶，也是使用了MPEG-2的標準，如果更換成AVS標準必然存在著一個機頂盒更換的成本問題。

從應用的角度來觀察一下音視頻編解碼技術的市場狀況.在廣播和DVD應用方面，MPEG2仍然處于主流，但是在移動電視、視訊會議、視頻監控以及可視電話方面，H.264、MPEG4的技術應用較為廣泛。而從產品應用層面來說，DVD是目前編解碼最大應用市場，而下一階段的增長動力有望發生在移動終端的視訊應用領域，如用手持設備收看數字電視、個人媒體播放器等等，在這些領域H.264相對于MPEG4將會有更加廣泛的應用。

綜合來看，H.264得到了電信運營商、設備提供商的支持，無論是在Internet還是其他應用領域，H.264都具備了占據未來市場主流的地位。對于IPTV產業來說，H.264代替MPEG4已成定局，但是短期內H.264的商用成本仍然會阻礙其大規模的應用。而對于AVS來說，由于其具有為國內企業降低專利費的優勢，而且得到中國政府的支持，因此在中國的應用情況值得期待。

從發展的角度來說，音視頻編解碼技術總是處于不斷演進的過程中。因此，放在IPTV設備提供商面前的并不是選擇哪一種音視頻編解碼技術的問題，而是其IPTV系統和解決方案能否做到在媒體傳輸層與編解碼格式透明無關，在系統擴展性方面可以迅速無縫升級支持當前和未來的各種編解碼技術。IPTV高清TV、IPTV傳輸方式分析IPTV（InternetProtocolTelevision），也叫網絡電視，是指基于IP協議的電視廣播服務。該業務將電視機或個人計算機作為顯示終端，通過寬帶網絡向用戶提供數字廣播電視、視頻服務、信息服務、互動社區、互動休閑娛樂、電子商務等寬帶業務。

IPTV的主要特點是交互性和實時性。它的系統結構主要包括流媒體服務、節目采編、存儲及認證計費等子系統，主要存儲及傳送的內容是流媒體文件，基于IP網絡傳輸，通常要在邊緣設置內容分配服務節點，配置流媒體服務及存儲設備，用戶終端可以是IP機頂盒+電視機，也可以是PC。

作為一個新興產業，IPTV不但超出了傳統的電信運營范圍，更超越了傳統的廣電運營范疇。IPTV預示著一場由技術演變而來的產業革命的到來，昭示著一個無限廣闊的電子互動娛樂市場的啟動。

據2004年的一項調查顯示，全球有29%的運營商已經提供了IPTV服務，19%的運營商計劃于當年推出IPTV服務，17%的運營商計劃于2005年推出。通過IPTV，中國寬帶用戶，在PC上也能享受到精彩紛呈的電視節目；通過IPTV，中國電視觀眾，在“IP機頂盒+電視機”上將告別單一被動的節目接受，走向集互聯網內容、網絡游戲、電視節目在內的更為豐富多彩的互動數字娛樂生活。IPTV必將迅速而深刻地改變人們的生活。

IPTV業務應用領域主要為：廣電行業--互聯網電臺、電視臺寬帶視頻點播（VOD）企業視頻資訊平臺--音視頻信息發布平臺教育行業--音視頻教學政府機構—音視頻電子政務小區--點播電影、網上學習、醫療保健軍隊、醫療、電力--現場演習、手術、調度等的音視頻存儲和同步監看。

IPTV技術要點解析

IPTV在剛開始的時候，基本上是免費的，商家主要是通過電視節目來吸引更多的網站點擊率，現在也出現了收費的情況，主要是通過用戶輸入手機號碼的方式，從手機賬戶上扣除費用。自從去年冬季以來，以普通電視機為終端的IPTV概念，把IPTV炒作到了前所未有的熱度。當然，如果通過電話線能夠給電視機傳送電視節目，豈不要砸爛廣電網路的飯碗，能不引起廣電人的恐慌嗎現在大家要問的恐怕不是IPTV能給我們帶來什麼，而是IPTV體系結構能否承受突增的用戶數量？

下面就從IPTV的系統要求、功能特點、技術要點等角度來分析一下這個問題。

IPTV從系統結構來看，包含三個部分：

1.播出與傳輸

IPTV視頻流在終端用戶看來不外乎兩種接收方式：點播和廣播。點播接收的內容和時間取決於用戶喜好，具有實時交互特點；廣播接收對內容的選擇只限於所提供的頻道，不具有交互性。

另外，點播和廣播這兩種方式原屬於不同的技術范疇，廣播方式采用多播(Multicast)技術；點播方式采用視頻分發(VDN／CDN)技術。多播傳輸：多播傳輸允許同時發送單一的數據包到多個接收者的網路技術。在IPTV里，即使用戶數量成倍增長，主干帶寬不需要隨之增加，因為無論有多少個目標地址，在整個網路的任何一條主干鏈路上只傳送單一視頻流，減少了主干網出現擁塞的可能性。

視頻分發網路：視頻分發把經過用戶選擇的、訪問率極高的流媒體內容從初始的流媒體伺服器復制、分發到最靠近終端用戶的緩存伺服器上，當終端用戶請求某視頻業務時，由最靠近請求終端的緩存伺服器提供服務。

IPTV就是因為具有互動性而吸引人的眼球，因此多播方式與點播方式相比并不看好。其次，多播技術涉及網路安全以及網路異構性問題，大范圍、綜合業務的多播不易實現。因此，對於IP網路的多播方式還不如廣電系統的廣播方法合算。

由於廣電網路的巨大帶寬，可以推送與IP網路相比大得多的內容。如電話線入戶經過ADSL後僅能提供1.2Mbps，用雙絞線5類線入戶也就10～100Mbps，而廣電有線網路如按860MHz物理帶寬、64QAM調制則可提供3.65Gbps的容量。

視頻分發技術相對來說簡單些，因此，對於IPTV，視頻分發應該是它的發展方向。但為了不使網路、伺服器發生堵塞，視頻分發網路必須把伺服器、存儲器部署推進到小區，這樣投資成本變得巨大，否則，又會因點播的人多了而發生網路堵塞和伺服器堵塞。

2.IPTV接收終端

IPTV接收終端，即IPTV機頂盒，主要功能包括：1.支援LAN或xDSL網路傳輸，接收及處理IP數據和視頻流；2.支援MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、WMV和Real等視頻解碼；3.支援電視螢幕顯示；4.支援相應CA技術；5.支援HTML網頁瀏覽，支援網路游戲等。

從信道的角度來講，有兩種不同的IPTV機頂盒：1.基於雙絞線5類線輸入的機頂盒；2.基於電話線輸入的機頂盒。

基於雙絞線輸入的機頂盒簡單的說就相當於一臺PC加一個視頻轉換卡，用於收看電視節目，其帶寬不成問題，可以獲得比較好的收視效果，它的成本應該與廣電有線網路的DVB-C機頂盒相當。

基於電話線的機頂盒，采用內嵌xDSL模組，或接在xDSL盒子的後面，總體成本較高。同時，目前的ADSL有效帶寬只有1.2Mbps，所以其收視效果也不太理想。

從內嵌作業系統來看，IPTV機頂盒也可以分為兩種：1.嵌入式WinCE機頂盒；2.嵌入式Linux機頂盒。WinCE最大的特點是其API與Win32相容，這有利於在Windows環境開發WinCE應用，此外，WMVx播放器還可直接運行於WinCE。

這類機頂盒的缺點是：1.應用源代碼不公開，須向微軟交納版權稅；2.代碼龐大，占用很多的ROM和RAM；3.要求有高性能的微處理器支援。

Linux機頂盒以專用的多媒體微處理器為核心，輔以其他介面構成系統。多媒體微處理器本身不但具有嵌入式RISC去運行系統軟體和應用軟體，而且帶有MPEG-2或MPEG-4實時解碼功能晶片，在引入linux作業系統和必要的視頻以及各輔助介面驅動程式後，就成為一個完整的IPTV網路終端運用環境。

這類機頂盒的優點是：1.源代碼公開，有大量免費開發工具和應用軟體可用，無須交納版權費；2.有龐大的開發群體，技術交流方便，軟體開發和維護成本低；3.系統穩定，內核精悍，運行所需資源少，性價比高等。但是，這種系統適應低帶寬能力不強，xDSL低帶寬網路傳輸的優點得不到充分發揮。

3.運營支撐系統

對於一個運營商來說，完整的服務認證體系，包括系統管理、產品管理、用戶管理、業務受理、客戶服務、統計分析、內容管理、計費管理和賬務處理，是不可少的。

由於網路IP資源有限，IPTV采用動態IP分配方法。因此，造成運營商與用戶之間難以建立確定的關系，這給用戶管理和計費、繳費等帶來困難。