IPTV系統(tǒng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)講義

IPTV系統(tǒng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)目錄1.IPTV系統(tǒng)架構(gòu)2.視頻編碼技術(shù)3.DRM技術(shù)4.EPG簡(jiǎn)介5.機(jī)頂盒IPTV系統(tǒng)布局系統(tǒng)架構(gòu)接入層機(jī)頂盒（STB）/TVADSL接入LAN接入電子節(jié)目單（EPG）流媒體服務(wù)管理WEB、Socket等服務(wù)電視直播視頻點(diǎn)播視頻內(nèi)容制作和管理后臺(tái)支撐層業(yè)務(wù)平臺(tái)層內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（SDP）網(wǎng)絡(luò)承載層網(wǎng)頁(yè)瀏覽游戲其他增值應(yīng)用用戶管理認(rèn)證授權(quán)計(jì)費(fèi)結(jié)算第三方接口統(tǒng)計(jì)分析DNS數(shù)字版權(quán)、平臺(tái)管理EPON接入IPTV核心節(jié)點(diǎn)用戶接入流程直播流程點(diǎn)播流程目錄1.IPTV系統(tǒng)架構(gòu)2.視頻編碼技術(shù)3.DRM技術(shù)4.EPG簡(jiǎn)介5.機(jī)頂盒MPEG2與DVD編碼制式一致，產(chǎn)業(yè)鏈成熟，具有豐富的節(jié)目源；成熟的編碼方式，在廣電和家電行業(yè)得到大量應(yīng)用；大量解碼芯片支持，STB成本低；帶寬占用較大：1.5～6M，存儲(chǔ)空間大，互聯(lián)網(wǎng)上內(nèi)容較少。MPEG4PART2帶寬較小，2.5M左右即可以達(dá)到近似DVD效果，處理器資源要求較低；存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分支，需要考慮相互兼容的問(wèn)題；將來(lái)過(guò)渡到H.264（MPEG4PART10）MPEG4PART10（H.264）帶寬小，1.5M左右即可以達(dá)到近似DVD效果；相同帶寬下圖像質(zhì)量最好，但處理器資源要求最高（2－3倍于MPEG4）；產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，STB成本逐漸降低。WMV9微軟的技術(shù)支持能力強(qiáng)，但開(kāi)放性差，必須采用MSWidows系統(tǒng)；大量網(wǎng)上內(nèi)容；高編碼效率，1M左右的帶寬可提供DVD視頻質(zhì)量；私有標(biāo)準(zhǔn)，成為國(guó)際公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)VC1、VC9（芯片商對(duì)VC1/VC9的態(tài)度目前不明朗）。視頻編碼方式各種編碼格式的相關(guān)信息標(biāo)準(zhǔn)成熟度典型速率編碼效率2Mbps(D1)效果典型應(yīng)用及結(jié)論H.261成熟512Kbps-2Mbps一般<VHS視頻編碼基礎(chǔ)，目前常用于視頻會(huì)議MPEG-1成熟1.5Mbps一般VCD(<VHS視頻編碼基礎(chǔ)，常用于VCDMPEG-2成熟3-50Mbps高DVD(>VHS)TV廣播標(biāo)準(zhǔn),用于DVD/SDTV/HDTVH.263成熟384Kbps-2Mbps中VHS視頻會(huì)議和視頻電話標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4成熟64Kbps-4Mps更高BroadcastLevel目前用于DVD，視頻電話，視頻會(huì)議，VOD，并將用于移動(dòng)視訊WMV9成熟64Kbps-4Mbps更高>BroadcastLevel用于基于PC的互聯(lián)網(wǎng)，視頻郵件和VOD點(diǎn)播H.264成熟64Kbps-4Mbps最高>BroadcastLevel將廣泛應(yīng)用于流媒體,視頻會(huì)議,視頻電話,移動(dòng)通信H.264/AVC、ISOMPEG4Part10名稱：H.264/AVC（AdvancedVideoCoding－ITU-T）、MPEG4PART10（ISO）是不同組織對(duì)同一標(biāo)準(zhǔn)的不同命名；2003年11月發(fā)布為標(biāo)準(zhǔn)；

組織：2001年12月ITU-T和ISO在泰國(guó)Pattaya成立JVT（JointVideoTeam）視頻聯(lián)合工作組，H.264/AVC就是JVT的工作成果。基礎(chǔ)：H.264/AVC作為MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展（MPEG-4Part10）充分利用了現(xiàn)有MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，H.264/AVC就在現(xiàn)有MPEG-4AdvancedSimpleProfile的基礎(chǔ)之上進(jìn)行發(fā)展的。

效率：同等的圖像質(zhì)量條件下，H.264的數(shù)據(jù)壓縮比能比MPEG-2高2-3倍，比MPEG-4高1.5-2倍應(yīng)用：H.264/AVC效率高，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，能夠制作出各種用途的視頻，

傳輸速率

50-160Kbps的3G手機(jī)視頻;

傳輸速率800-1500Kbps的標(biāo)準(zhǔn)清晰度（SD）視頻;

傳輸速率5-7Mbps的高清晰度（HD）（1280x720，24p）視頻;

傳輸速率7-9Mbps的fullHD（1920x1080，24p）視頻應(yīng)用。H.264和MPEG4Part2的比較MPEG4（Part2）H.264（MPEG4Part10）畫面質(zhì)量畫面質(zhì)量可達(dá)到接近DVD畫面效果畫面質(zhì)量可達(dá)到接近DVD效果，相同帶寬下畫面質(zhì)量更好編碼速率標(biāo)清3Mbps標(biāo)清1.5Mbps承載帶寬4.2Mbps2Mbps標(biāo)準(zhǔn)/互連互通性差好使用范圍中國(guó)和東南亞某些地區(qū)使用在世界上廣泛使用現(xiàn)存問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)中存在多個(gè)分支，需要考慮相互兼容性問(wèn)題現(xiàn)處標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)化初期，芯片、設(shè)備等價(jià)格還處于較高水平線AVS簡(jiǎn)介

AVS：AudioVideocodingStandard，數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面向我國(guó)的信息產(chǎn)業(yè)需求，聯(lián)合國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，制（修）訂數(shù)字音視頻的壓縮、解壓縮、處理和表示等共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)字音視頻設(shè)備與系統(tǒng)提供高效經(jīng)濟(jì)的編解碼技術(shù)，服務(wù)于高分辨率數(shù)字廣播、高密度激光數(shù)字存儲(chǔ)媒體、無(wú)線寬帶多媒體通訊、互聯(lián)網(wǎng)寬帶流媒體等重大信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。AVS特點(diǎn)AVS視頻標(biāo)準(zhǔn)高效與H.264/AVC編碼效率相當(dāng)比MPEG-2編碼效率高2倍復(fù)雜度低AVS編碼復(fù)雜度，相當(dāng)于H.264的30%AVS解碼復(fù)雜度，相當(dāng)于H.264的70%許可費(fèi)低20元，MPEG-21元，AVSAVS與其他編碼技術(shù)對(duì)比視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)AVS視頻MPEG-4H.264MPEG-2復(fù)雜度在H264基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，是對(duì)現(xiàn)有算法的簡(jiǎn)化與改進(jìn)，其技術(shù)復(fù)雜度要小于H264，編解碼運(yùn)算量要小于H264。復(fù)雜度較高，主流國(guó)外廠家芯片支持復(fù)雜度高，運(yùn)算量大，國(guó)外少數(shù)廠家芯片支持復(fù)雜度低，產(chǎn)業(yè)鏈成熟視頻效果同樣碼率條件下，在高清編碼方面能達(dá)到H264的效果。CIF、QCIF方面則不如H264，所以在交互式通訊方面，效果不如H264。好，對(duì)碼流有一定要求最好碼流大，帶寬要求高，片源豐富移動(dòng)領(lǐng)域AVS為移動(dòng)領(lǐng)域?qū)ｉT制訂了AVS-M，能在低分辨率下達(dá)到較好的效果。

部分被3GPP/3GPP2采用多領(lǐng)域，多組織支持未采用專利費(fèi)能減少專利開(kāi)銷

高高低目錄1.IPTV系統(tǒng)架構(gòu)2.視頻編碼技術(shù)3.DRM技術(shù)4.EPG簡(jiǎn)介5.機(jī)頂盒IPTV系統(tǒng)對(duì)DRM的需求

防止內(nèi)容被任意分發(fā)該特性要求對(duì)內(nèi)容進(jìn)行訪問(wèn)限制，如內(nèi)容加密。內(nèi)容只有在客戶端被判斷為合法使用時(shí)，才能被臨時(shí)解密使用。防止解密后的內(nèi)容被任意復(fù)制或修改該特性要求使用終端可靠計(jì)算平臺(tái)，如保密運(yùn)算處理器。對(duì)于視頻輸出，要使用防視頻拷貝功能，或使用顯式或隱式數(shù)字水印等防拷貝技術(shù)。防止內(nèi)容被任意使用該特性要求客戶端通過(guò)可靠途徑獲取內(nèi)容的使用方式（如使用次數(shù)和使用時(shí)間），并被強(qiáng)制執(zhí)行。DRM技術(shù)與CA技術(shù)的對(duì)比廣電采用CA（條件接收）系統(tǒng)對(duì)數(shù)字電視中的音視頻、數(shù)據(jù)流加密密鑰管理與用戶管理結(jié)合保證付費(fèi)用戶利益安全性提高需要增加CI模塊導(dǎo)致客戶端成本提高，并且客戶端多采用智能卡方式保存密鑰IPTV采用DRM（數(shù)字版權(quán)管理）系統(tǒng)適用于IP包封裝的流媒體內(nèi)容擁有較為完善的密鑰傳送機(jī)制，密鑰管理與用戶管理密不可分管理靈活可定制，可與現(xiàn)有營(yíng)帳系統(tǒng)對(duì)接實(shí)現(xiàn)多種付費(fèi)服務(wù)的內(nèi)容保護(hù)客戶端多采用植入DRMclient端軟件方式DRM流程圖目錄1.IPTV系統(tǒng)架構(gòu)2.視頻編碼技術(shù)3.DRM技術(shù)4.EPG簡(jiǎn)介5.機(jī)頂盒EPG簡(jiǎn)介電子節(jié)目指南EPG（ElectronicProgramGuide

）為用戶提供一種界面友好、易于操作、可以快速訪問(wèn)節(jié)目的方式。用戶可以通過(guò)EPG功能看到所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目以及可供用戶點(diǎn)播選擇的節(jié)目?jī)?nèi)容索引，主動(dòng)檢索點(diǎn)播。目錄1.IPTV系統(tǒng)架構(gòu)2.視頻編碼技術(shù)3.DRM技術(shù)4.EPG簡(jiǎn)介5.機(jī)頂盒五、機(jī)頂盒機(jī)頂盒STB（Set-top-box）是放在電視機(jī)上的盒子，源于數(shù)字電視。它是一種將數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的變換設(shè)備。主要功能：接收數(shù)字電視節(jié)目，同時(shí)具有所有廣播、點(diǎn)播和交互式多媒體應(yīng)用功能電子節(jié)目指南（EPG）交互式應(yīng)用：為用戶提供視頻點(diǎn)播、組播和互動(dòng)游戲。通過(guò)交互功能的應(yīng)用，人們?cè)邳c(diǎn)播時(shí)可以像操作家用DVD一樣進(jìn)行快進(jìn)、快退、暫停；在組播時(shí)可以快速切換電視頻道。通過(guò)交互功能的應(yīng)用，人們還可以進(jìn)行互動(dòng)游戲。軟件在線升級(jí)：利用機(jī)頂盒中間件插件可以提供機(jī)頂盒能力探測(cè)，在線安裝和更新機(jī)頂盒應(yīng)用軟件。機(jī)頂盒能識(shí)別該軟件的版本號(hào)，在版本不同時(shí)接收該軟件，并對(duì)保存在存儲(chǔ)器中的軟件進(jìn)行更新?；ヂ?lián)網(wǎng)瀏覽和電子郵件：用戶可以通過(guò)機(jī)頂盒內(nèi)置的Internet瀏覽器上網(wǎng)，發(fā)送電子郵件。其它功能（VoIP,游戲，Web，Email…）IP機(jī)頂盒的類型

基本型機(jī)頂盒具有點(diǎn)播功能、廣播功能、EPG瀏覽、WEB瀏覽和小游戲等業(yè)務(wù)能力增強(qiáng)型機(jī)頂盒是在基本型的基礎(chǔ)上增加個(gè)人視頻存儲(chǔ)(PVR)、網(wǎng)絡(luò)游戲、視頻通信、FLASH等業(yè)務(wù)能力機(jī)頂盒硬件架構(gòu)機(jī)頂盒硬件架構(gòu)●基于專用芯片的結(jié)構(gòu)（SOC+ASIC）

采用專用視頻圖像處理芯片，內(nèi)部除了處理器以外，還集成了一些智能模塊，如音視頻輸入輸出等，有些還集成了圖像壓縮、硬件加速模塊?！窕诙嗝襟w數(shù)字信號(hào)處理器的結(jié)構(gòu)（DSP）采用了高性能數(shù)字信號(hào)處理器和嵌入式系統(tǒng)芯片作為硬件平臺(tái)。DSP主要用于視頻和音頻的解碼處理，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)芯片用來(lái)控制處理從各種接口來(lái)的數(shù)據(jù)以及運(yùn)算需求?！窕赬86的結(jié)構(gòu)（類似PC）基于X86架構(gòu)CPU的機(jī)頂盒有如下優(yōu)勢(shì)：首先它可以對(duì)不同格式的文件進(jìn)行編解碼，其次WindowsCE操作系統(tǒng)有一整套集成的多媒體功能和極為豐富的應(yīng)用程序，使得開(kāi)發(fā)IPTV機(jī)頂盒的周期更短，適用于開(kāi)發(fā)高級(jí)的IPTV機(jī)頂盒。機(jī)頂盒軟件結(jié)構(gòu)機(jī)頂盒操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式計(jì)