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IPTV宽带接入技术

来源：开心麻花

作者：开心麻花

2025-09-18

IPTV宽带接入技术（精选7篇）

IPTV宽带接入技术第1篇

1.1 IPTV系统组成

⑴实时节目收集系统。实时节目主要包括:卫星传输节目、闭路电视传输节目以及实时采编节目。通过卫星接收机接受卫星节目、网络适配器接收闭路电视节目并输出MPEG的TS流, 将卫星接收机和闭路电视输出的MPEG标准TS流, 输入转码设备转换为MPEG标准的压缩码流, 再播出。实时采编的节目, 则通过符合MPEG标准的IP编码器输入流媒体服务器完成节目的播出。

⑵VOD存储播出系统。VOD视频点播是IPTV系统的主要亮点, IPTV可以与目前比较成熟的VOD视频点播系统进行连接, 同时IPTV也可以利用存储播出系统将采集的实时节目进行存储, 以便于那些不方便及时收看节目的观众可以择时收看节目。

⑶用户收视系统。用户可以通过使用联网的计算机和带IP机顶盒的电视机就可以完成节目的收看。

⑷节目输出系统。节目的传输, 可使用节省宽带的IP多点发送方法即“组播”方式通过各级交换机采取“一发多收”方式发送节目, 即为每个节目发送与用户数目无关的数据流, 并不增加宽带的负载。

1.2 IPTV系统的特点

⑴遵循IP网络协议, 包括UDP和TCP上的RTP、RTSP、RTCP等。⑵统一集中的系统管理平台, 真正实现各应用系统之间的无缝结合。⑶支持多种软硬件平台、多种流媒体格式和多种终端的接收、播放。⑷大容量, 高并发性能, 可实现并发流瞬时切换功能。⑸实时网络传输技术, 完善的网络IP点播与网络IP广播功能。⑹灵活智能的内容分发与调度, 网络带宽利用率高, 并可充分满足大规模用户的应用扩展需要。⑺具有良好的扩展性、灵活性和可靠性。

1.3 IPTV系统的相关技术

⑴流媒体技术。流媒体 (Streaming Media, 也称流式视频Streaming Video) 技术, 是一种在互联网上以实时的、无需下载等待的方式播放音、视频等多媒体的技术。支持采用流式传输及流式播放的媒体格式是流媒体的文件格式。将视频、音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成多个压缩包, 由视频服务器向用户computer连续、实时传送的方式是流式传输方式。

⑵组播技术。组播是一种允许一个或多个发送人发送单独的数据包到多个接收人的网络技术。组播能使一个或多个数据源把数据包送到特定的组播网, 能接收到数据包的主机必须加入该组播网。在IPTV里, 运用组播技术的网络, 网络带宽并不随着用户数量成倍的增加而增加, 由于无论目的地址总共有多少个, 整个网络都只传送单一的数据包到任何一条链路上, 即所谓“一次发送, 组内广播”。数据传送效率被组播技术提高了, 主干网降低了拥塞的可能性。

⑶视频编码技术。多媒体通信的信息量非常大, 尤其是vido数据, 其编码技术会非常影响业务质量, 因此是多媒体的一个重要特点。应用于带伴音的数字活动图像的压缩编码是MPEG-1, MPEG-1通常用于VCD, 码率为1.5Mbps;应用于专业级的压缩编码标准是MPEG-2, 其码率一般从3Mbps-80Mbps, 适用于广播级的数字电视的编码和传送的是MPEG-2。MPEG于1990年代末又发布了MPEG-4标准草案, 为适应灵活传输的网上媒体, MPEG-4是基于音、视频对象的可分级编码技术, 其码率可从5Kbps-2Mbps的范围变化, 它的技术功能综合了数字电视、交互图形学和互联网等领域。

2 数字接入技术在IPTV系统中的应用研究

目前四种较为主流的接入方案是:数字用户线 (Digital Subscriber Line, DSL) 、光纤同轴电缆混合网 (Hybrid of Fiber and Coax, HFC) 、千兆以太无源光网络 (Gigabit Ethernet Passive Optical Network, GEPON) 和无线接入方案。

2.1 数字用户环路接入方案

数字用户环路是基于普通电话线的宽带接入技术, 在同一对铜线上分别传送数据和语音信号, 数据信号并不通过电话交换设备, 从而减轻了电话交换机的负担。数字用户环路系统主要由局端设备和用户端设备组成数字用户环路技术中主要包括非对称数字用户线 (ADSL) 、高比特率数字用户线 (HDSL) 、甚高速数字用户线 (VDSL) 等多种, 主要区别在于上下行链路的对称性以及传输速率和有效距离有所不同, 其中ADSL2+的接入范围为6.5km以内, 理论最大下行速率24Mbps, 上行1Mbps;VDSL的接入范围为800m以内, 其传输速率也取决于传输线长度, 理论最大下行速率为52Mbps, 上行2.3Mbps;HDSL的接入范围为4km以内, 其最大上传和下载速率为2.3Mbps, 最小上传和下载速率为1.544Mbps。

2.2 光纤同轴电缆混合接入方案

光纤同轴电缆混合接入技术是以现有的有线电视网络为基础, 采用模拟频分复用技术, 综合应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。同轴电缆不是星型结构, 而是采用树型结构, 通过分支器连接到终端用户。

2.3 千兆以太无源光网络接入方案

在多种网络电视宽带接入方案中, 千兆以太无源光网络是将以太网与无源光网络结合在一起形成的能够很好适应IP数据业务的接入方式。千兆以太无源光网络支持多种速率等级以及不对称速率, 能在无源光网络上传送高速以太数据, 视频和时分复用业务, 同时具有相对较好的性能。

2.4 WMi AX无线接入方案

网络电视网络的终端除了个人计算机 (PC) 终端还包括移动终端, 其中WMi AX技术能够提供2Mbps左右的宽带以满足网络电视的接入要求。同时, WMi AX支持一定速度下 (120km/h) 接入的移动WMi AX (802.16e) 目前也开始逐步受到关注。移动WMi AX终端形式趋向多样化, 包括固定式、便携式和手持式终端, 用户可以支持达120km/h的移动速度下接入。

3 IPTV数字接入技术比较

为了能够根据不同的环境选择合理的接入方式, 下面对上面四种接入方案中的各种性能进行简单的比较, 其中包括上行带宽、下行带宽、理论最高速率、传输方式、传输技术、稳定性等。从多个方面比较, 我们可以看出这些方案都存在各自的优缺点, 这样我们在进行接入方式选择的时候, 需要根据自身的要求以及环境进行综合考虑, 合理的选择接入方式。

对于数字用户环路方案来说, 虽然受到传输距离、干扰以及单点失效等多个方面的约束, 但是由于其采用了星型的网络拓扑结构, 使得采用这种方式接入网络电视的用户能够获得比较好的安全性, 同时由于数字用户环路是目前用户普及率最高的接入手段, 所以数字用户环路方式将是大多数家庭用户的选择。

对于光纤同轴电缆混合接入方案来说, 虽然接入网络电视系统需要对用户线路的改造投资非常小、抗干扰能力强, 同时理论上、下行接入速率比较高, 但是由于光纤同轴电缆方案采用了共享结构, 当用户数量上升之后, 接入的速率会随之下降, 此外这种方案在安全性能以及管理等方面依然存在缺陷, 这样光纤同轴电缆方案并不适用于用户数量大、对保密性要求高的场合。

千兆以太无源光网络方案的各方面性能都比较优越, 但是其投资成本比较大, 从一定程度上限制了这种接入方案的发展。但是随着器件价格的不断下降, 这种方案的优势将会越来越明显。

WMi AX作为无线接入方式的典型代表其特点非常明显, 相比于有线网络, 无线接入的灵活性更高, 并且在WMi AX协议中, 组播以及服务质量等相关的性能也都得到了明显的改善, 使得这种终端能够满足网络电视接入的要求, 作为除了个人计算机之外的另外一种网络电视终端系统, WMi AX将起到很好的补充作用。

4 结论

随着IPTV系统应用的逐渐发展, 各种需要实时双向交互的业务将不断出现, 网络的瓶颈将主要出现在用户的接入端。本文在分析IPTV系统的基础上, 对四种常见的在上下行速率、覆盖范围、可靠性以及稳定性等多个方面对当前常用的接入方式进行了比较。在IPTV系统发展的初期, 将采用光纤传输作为主要传输方式, 同时将其他各种接入方式, 例如局域网等, 与光纤传输进行融合来满足用户的接入带宽;从长期来看, 基于光纤的接入方式将占有主导地位, 而同时无线接入以及其他各种接入方式将作为非常重要并且有效的补充方式。

摘要：数字接入技术是IPTV系统的关键技术。本文对IPTV系统的常见接入方式进行分析和比较, 指出各种方式的优缺点, 并明确IPTV系统接入技术的发展方向。

关键词：IPTV系统,数字接入,应用

参考文献

[1]胡曦.浅谈IPTV宽带接入技术[J].信息技术, 2008, 01.

[2]吴大鹏, 武穆清.IPTV宽带接入方案比较研究[J].中国有线电视, 2007, 8.

IPTV接入网络故障处理解析第2篇

IPTV (Internet Protocol TV) , 是指基于宽带互联网与宽带接入, 以机顶盒或其它具有视频编解码能力的数字化设备作为终端, 以电视机作为显示设备, 通过聚合SP的各种流媒体服务内容和增值应用, 为用户提供多种互动多媒体服务的宽带增值业务。IPTV业务使用户可以不受时间限制, 能根据兴趣随时选择形式多样、操作简单、个性化的互动多媒体服务。

IPTV作为近几年全球迅猛发展的一种新兴业务, 其集IP和TV技术的大成于一身, 不仅为电视业务重新诠释了内涵, 而且为IP技术的发展重新找到了基于应用的原动力。截至2012年5月, 目前中国已经有了将近1700万的IPTV用户, 较2011年年底就增加了27%, 中国目前已经是IPTV发展速度最快的国家。

IPTV可采取多种宽带接入方式 (DSL、LAN、WLAN、CABLE) , 目前国内以DSL和LAN这两种接入方式为主, 而接入网络作为直接面对用户的第一段网络, 由于用户数众多、接入方式复杂和安全性要求高等特点, 所以导致这一段成为IPTV故障的高发点。

在对2012年5月份武汉电信IPTV用户故障投诉分析中, 我们发现由于IPTV接入层面故障原因导致用户根本无法连接上IPTV平台的投诉占48%, 所以在此情况下做好这一部分的故障的判断和处理, 就基本解决了IPTV的一半故障, 对于提升IPTV故障处理的效率是极有帮助的。

但由于电信运行商中处理IPTV接入网层面故障的大多数为外线人员, 而外线人员由于流动性较大, 技术水平有限, 加上这部分故障涉及面广, 对维护人员要求全面, 所以IPTV接入网络层面故障处理已经成为了外线维护人员的重点难题。

1 IPTV接入网络故障分类

IPTV故障可以分为未连接到IPTV电视首页面时出现的故障和已连接到IPTV电视首页面时出现的故障。本文重点讨论的就是未连接到IPTV电视首页面时由于接入网络原因导致的故障。

在中国电信集团公司制定的IPTV2.0技术规范中, 已经将IPTV故障代码进行了规范化, 全国所有机顶盒上的错误代码均进行了统一, 在此前提下, 仅通过机顶盒上显示的错误代码提示就可以进行故障判断。IPTV接入网络故障故障根据用户机顶盒上的错误代码提示来分类, 包括:1404、1403、1302、1901、“用户不存在或密码错误”、“登陆失败:请重新再试”。

2 IPTV接入网络故障处理

本章节将针对各类故障现象的描述、故障原因和故障如何处理来进行解析。

2.1 机顶盒错误提示为“1404”

现象说明:此错误提示为ADSL拨号超时没有响应, 接入帐号未能正常拨号。

可能原因:等同于宽带拨号中的错误678或错误619, 一般是物理层网络的问题, 包括:

(1) 线路问题:检查MODEM能否正常同步;

(2) 端口或上层网络问题:甩开外线, 在配线架上挂MOD-EM用接入帐号来拨号测试;

(3) 用户交换机的问题:换个交换机端口, 或甩开上网线和交换机, 仅接机顶盒的网线;

(4) 机顶盒前有路由器在进行宽带自动拨号导致机顶盒无法连接。

1404是IPTV接入网络中最常见的故障, 下面详细介绍此故障的处理方法:

步骤一:检查Modem是否同步 (判断方法:同步灯是否正常;ADSL是否能上网) , 若不同步, 则按照ADSL的故障处理流程处理, 若同步, 则转入步骤二处理;

步骤二:重启ADSL Modem和机顶盒, 查看故障是否依然存在, 如果故障消失, 则可能是ADSL Modem或机顶盒问题导致无法接入IPTV;

步骤三:若故障依然存在, 请检查Modem与机顶盒之间的网线是否正常, 具体可以查看分别连接到机顶盒和Modem的网口的灯是否亮, 若不亮, 则尝试更换modem上其它的端口, 若有条件的话则更换一根好的网线, 重启机顶盒后询问故障是否依然存在。如果故障消失, 可能由于机顶盒与Modem之间的接线问题导致无法接入IPTV;

步骤四:若故障依然存在, 请检查ADSL和IPTV的网络连接方式, 如果使用了路由器或者具备路由功能的Modem、交换机等, 请先去掉路由, 断开电脑, 单一个机顶盒直接接Modem, 重启机顶盒后询问故障是否依然存在。如果故障消失, 可能由于用户内部的网络使用了路由功能的网络设备, 导致无法正常接入IPTV;

步骤五:如果条件允许, 请用PC机, 用IPTV的拨号账号进行拨号测试, 通过错误代码判断故障原因。

如果PC拨号出现678错误提示, 则表示故障原因为线路不通。如果为普通ADSL接入, 则考虑线路同步是否有问题。如果LAN/EPON等接入方式, 则考虑到LAN交换机/ONU交换机之间的线路是否畅通。

如果PC拨号出现691错误提示, 则表示用户名/密码错误, 或者是账号的精绑参数不正确。至此, 说明网络物理通道已经完全正常, 如果仍然不通, 错误提示肯定不会是1404了, 排除故障请参考相应的代码提示。

2.2 机顶盒错误提示为“1403 (非常抱歉, 宽带接入账号或密码错误, 网络接入失败!) ”

现象说明:此错误提示为接入账号异常导致。

可能原因:接入帐号问题, 类似宽带拨号中的错误691。

(1) 帐号在机顶盒中输入错误 (一定要带上@iptv) ;

(2) 接入帐号挂死在radius上了;

(3) 接入帐号在别处上线, 并处于在线状态;

(4) 接入帐号的密码输入错误;

(5) 帐号停机;

(6) 端口绑定信息不对, 更换过用户接入端口, 解绑即可;

(7) 拨号地址池满 (一般发生在节假日晚上ITV的高峰期, 多次重拨有时可以拨上去) 。

验证用户接入帐号是否正常, 可以在用户电脑上用拨号软件拨一下, 帐号一定要带上@itv, 能拨上去则说明帐号正常。

2.3 机顶盒错误提示为“1302”

现象说明:

(1) EPG主页地址没有通过有效性检测;

(2) 针对EPG主页地址的域名解析失败;

(3) 多次重试连接EPG主页地址失败, 无法与其建立连接。

可能原因:

(1) 检查认证服务器的地址配置是否正确 (注意大小写) ;

(2) 机顶盒实际连接边缘EPG的MTU值的设置是否正确;

(3) 用户实际为pppoe接入方式, 但选成了lan方式或DHCP方式;

(4) 接入帐号输成了没有@iptv域名的普通宽带帐号了;

(5) 认证服务器的8080端口或8082端口处于关闭状态;

(6) 认证服务器返回给机顶盒的EPG地址不可达;

(7) 配置的地址为域名方式, 可以通过Monitor工具连5030端口查看日志, 确认是否域名解释失败;

(8) 用户EPG归属地是否正确;

(9) 认证服务器返回给机顶盒的EPG地址不可达, 需要检查机顶盒中设置的EPG认证地址是否正确。

2.4 机顶盒错误提示为“1901 (连接断开, 请查看网络是否连通) ”

现象说明:网线松动物理链路有问题。

可能原因:

(1) 网线硬件故障;

(2) 网线松动, 没有插好, 特别是RJ45水晶头的簧片断裂的;

(3) 连接网线的用户交换机没有开机。

2.5 机顶盒错误提示为“用户不存在或密码错误”或者“登陆失败:请重新再试”。

现象说明:IPTV的业务账号异常。

可能原因:业务帐号的问题 (此时接入帐号已经成功拨号, 不用检查接入帐号和物理网络)

(1) 业务帐号停机了, 唯一的开机方式只能是缴费后由BOSS发开机通知;

(2) 业务帐号或对应的密码在机顶盒中输入错误;

(3) 对于新开用户, BOSS还没有竣工, 帐号还没有生效;

(4) BOSS系统中录入的业务帐号和ITV平台数据库不符, 平台数据库清理核对时给删除了;

(5) 帐号和机顶盒的绑定信息不对 (更换过机顶盒或该帐号在其它机顶盒中登录过但未解绑) 。

3 结语

IPTV业务是承载在IP网上的一项新型的复杂应用, 而IPTV承载网接入层是整个承载网最关键的环节, 负责IPTV用户的业务接入认证、面向用户组播复制、区分于宽带上网业务的QoS保证等等。如何更好更快地处理这部分故障, 是影响IPTV业务质量体验的关键点。本文就是针对IPTV接入网络主要的“1404、1403、1302、1901、“用户不存在或密码错误”这五类故障进行了故障原因判断和故障处理解析, 以供全国IPTV维护人员参考。

摘要：随着国内IPTV业务的快速发展, 对IPTV故障的快速、高质量的处理已经成为了用户的普遍要求。而IPTV承载网接入层是整个承载网最关键的环节, 负责IPTV用户的业务接入认证、面向用户组播复制、区分于宽带上网业务的QoS保证等等。如何更好更快地处理这部分故障, 是影响IPTV业务质量体验的关键点。本文就是针对IPTV接入网络主要故障进行了原因判断和处理解析。

IPTV宽带接入技术第3篇

此次活动由四川省委宣传部、省委农工委、省发改委、省经信委、商务厅、文化厅、省新闻出版广电局、省通信管理局指导,由中国通信学会、人民邮电报社、中国互联网协会、宽带发展联盟主办,中国网络电视台、中国信息产业网、四川新闻网、中国电信四川公司承办。省通信管理局局长邢海英、省发改委副主任黄河,省信息化工作办公室副主任李建疆等到会致辞。相关企业,合作伙伴、客户代表及媒体记者1000余人参加会议。

国务院发展研究中心高级研究员、中国信息化推进联盟常务副理事长邓寿鹏致开幕辞,他指出,三年多来,四川在“宽带中国”战略中成绩突出,今天四川电信又提出四川“网络强省”行动计划,是有使命感、责任感,有担当、有远见的重要抉择。四川在新一代信息技术产业发展和互联网应用方面处于全国前列,具备了建设“网络强省”的良好基础。希望四川电信在光网宽带服务方面,更加重视信息安全,保护个人隐私,降低使用成本,聚焦远程教育、电子商务、医疗保健、就业培训等行业应用。

邢海英在讲话中表示,以四川电信为代表的通信运营商围绕“宽带中国”战略的实施,科学规划,大力奋战,率先建成全光网省,得到了省委省政府和社会各界的肯定。同时,积极推进信息惠民,大力推广行业信息化应用的普及,深入拓展IPTV、手机电视等三网融合业务,全力打造的“天虎云商”综合电商服务平台,助力“四川造”走向全国。希望四川电信继续发扬高度的社会责任感,勇挑重担,以城乡统筹、高起点、全光网为发展模式,努力打造光网四川样板工程,为四川推进网络强省做出更大贡献。

黄河、李建疆表示,无论是互联网“+政务”、“+产业”还是“+民生”,四川电信推陈出新了一批创新应用,这对于互联网+行动的深入落实具有积极的作用;四川电信的IPTV业务,已成为丰富人民群众生活、传递党的声音的重要渠道,天虎云商作为省经信委“双推工程”、四川生产制造企业应用电子商务的主要承接平台,有力促进“四川造”名优特新产品走向全国;希望四川电信以“精准扶贫·信息先行”工作为契机,加快农村贫困区域网络覆盖,有效降低农村贫困人口信息消费门槛。

中国电信四川公司总经理赵麦庆在致辞中说,光网是家庭和行业信息化的基础,四川在全国率先建成首个“全光网省”,但我们并未止步于此,积极响应国家“网络强国”战略,按照“智能网络强、内容应用强、产业拉动强、安全保障强”的目标,打造以“超宽带·大视频·全智能”为核心的信息服务体系,助力四川加快“网络强省”建设步伐,为四川社会经济发展作出更大贡献。赵麦庆还现场为四川第一千万位光网用户、来自甘孜州康定县新都桥镇的藏族同胞仁青翁加授牌。

开幕式上举行了《全光网之路—中国第一个全光网省的成功秘诀》首发仪式。同时发布了《“互联网+”政策研究报告一从四川建成“全光网省”实践看“互联网+”影响经济的逻辑》、《四川电信用户宽带体验络检测评估报告》。报告指出:截至2016年4月,四川光纤宽带用户超过1000万户,光纤宽带覆盖全川100%城区。四川公众家庭光纤宽带用户平均带宽达到61M。四川城乡光纤宽带网络延时、丢包率,以及下载速率、视频下载速率、固定宽带接入速率符合度等指标,在全国都处于优秀水平。

四川电信副总经理郑成渝发布助力“网络强省”推进行动计划:聚焦一个目标;提升“网络基础能力、网络与信息安全能力”两大能力;开展“互联网+提速、创新创业培育、信息精准扶贫”三项行动;发力“大视频产业、云计算+大数据产业、电子商务产业、物联网产业”四大产业,助力四川打造“网络强省”。到2018年,实现全省85%的行政村具备提供千兆光宽和4G无线服务能力,基本消除城乡数字鸿沟。

大会期间,省图书馆、省文化馆与四川电信联合启动四川省“文化云”建设。省文化馆馆长赵红川表示,将与四川电信联合打造数字文化馆,将全省艺术资源与IPTV深度融合,通过数字电视传播到千家万户。双方还将共同发起“I秀群星,百姓舞台”系列大赛,丰富四川群众文化生活。省图书馆将通过智能云平台和IPTV,实现全省三级以上图书馆和高校图书资源共享,利用电视看图书、手机看图书等新型阅读方式,推进全民阅读。

IPTV网络技术第4篇

1 IPTV的特点

IPTV具有非常鲜明的特点, 可以实现媒体服务者和消费者的互动, 能根据用户的选择提供内容广泛的多媒体服务。利用机顶盒, 用户在电视机前按动摇控器, 就可以通过宽带网络进行影视节目点播, 交互电视, 收听音乐, 信息查询等工作, 进而实现家庭购物, 远程医疗, 电子教育, 电子函件, 旅游指南, 订票预约, 股票交易等服务;极大地提高和改善生活质量和工作效率。IPTV集互联网, 多媒体, 通信等多种技术于一体, 在技术上具有以下特点。

首先, 业务开展主要基于宽带IP网, 与有线网需要进行双向改造相比, 先天就有交互性优势。在传统的广播方式里, 所有的观众只能被动地接收, 无法与节目内容互动, 但IPTV的这一点于多点传播方式不同, 可提供建立在通信网络上的互动性视频服务, 让用户可以有多种选择。例如, 用户可以在任何时间点播那些已经播过但自己又非常感兴趣的节目, 可以对节目进行快进, 慢放等调节。

其次, 除了能提供单向的类似电视的频道制视频直播外, 利用互联网信息资源的优势, IPTV还可以为用户提供包括数字电视节目, 可视电话, VOD, 互联网浏览, 网络游戏, 网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务, 提供丰富的信息。

再次, IPTV平台可开发性强, 能够在改动量小的情况下支持不同的视频编码标准。随着视频压缩技术的发展, 现在视频编码效率已大大提高, 这使得在同样宽带条件下视频质量迅速提升, 有效节省了网络宽带。

当然, 目前国内电信宽带接入主要采用ADSL技术, 速率较低;另外, IP网与Cable网比, 存在丢包率高、安全性低等不足。但随着ADSL2+、VDSL等新技术的采用, 以及IP网QOS的部署, 这些缺陷都将得到弥补。同时, 随着业务的发展IPTV机顶盒成本也会不断降低, 接近CableTV机顶盒的水平。

2 IPTV的典型模型

图1是IPTV系统的一种典型业务模型, 由节目 (内容) 源、业务平台、业务传送平台和用户端组成。

(1) 节目 (内容) 源

可以是各种内容源的生产单位, 如电视传媒、影视制片公司、新闻媒体机构、游戏生产商等。

(2) 业务平台

对内容继续编辑集成, 面向用户提供IPTV业务平台。这个平台的工作包括:内容的编码、编排、存储、分发和管理等。

(3) 内容分发网络

负责把IPTV信息从业务平台传递给用户端。这一部分工作可以细分为“内容无关”和“内容相关”两大部分。“内容无关”部分包括了骨干域域网络、宽带接入网络等。“内容相关”部分包括:内容分发网络 (CDN) 、对等 (P2P) 技术等。

(4) 用户端

用户端设备的主要功能是:接收 (也可能包括发送用户请求) 和处 (也可能包括存储功能) 媒体流, 向用户呈现媒体流。媒体的接收处理设备可以与呈现设备独立, 如像具有IP接入功能的机顶盒 (STB) 与电视机。

3 IPTV的主要技术

(1) 音视频编解码技术

IPTV音视频编解码技术在整个系统中处于重要地位。IPTV作为IP网络上的视频应用, 对音视频编解码有很高的要求。首先, 编码要有高的压缩效率和好的图像质量, 压缩效率越高, 传输占用带宽越小;图像质量越高, 用户体验则越好。其次, IPTV平台能兼容不同编码标准的媒体文件, 以适应今后业务的发展。最后, 要求终端支持多种编码格式或具备解码能力在线升级功能。

目前主流的视频编码格式有以下几种:MPEG2、MPEG4、H.264、微软的WMV9、Real公司的视频格式, 前三者为公开的国际标准, 后两者为企业的私有标准。

MPEG2是DVD标准之一, 编码比较简单, 以TS流方式传输为主。MPEG4Part2标准开放, 同等条件下的编码复杂度是MPEG2的3倍, 图像质量是MPEG2的1.53倍。H.264是3GPP编码标准之一, 也是HDDVD存储格式之一, 同等条件下的编码复杂度是MPEG2的4倍, 图像质量是MPEG2的48倍。微软的WMV9是HDDVD存储格式之一, 同等条件下的编码复杂度是MPEG2的1.53倍。Real公司的视频格式是在窄带[主要的互联网]上进行多媒体传输的压缩编码技术。

H.264具有高的编码效率和图像质量, 代表了编解码技术的发展方向。同时, 由于标准的开放性以及获得了3GPP、DVDForum的支持, H.264已被大多数运营商和产业界看好, 它将成为IPTV乃至互联网上其他视频业务的编码标准。

(2) 流媒体传送技术

a. 点播接收方式下流媒体传送

点播接收具有个性化, 接收的内容和时间取决于用户喜好, 具有实时交互特点。同时, 点播业务对网络宽带的需求也很大, 为了避免大量消耗骨干带宽, 同时保证服务质量, 要求IP网络能有效的把视频流推送到用户接入网络, 使用户尽可能就近访问。内容分发网络CDN就能提供这种支持。

CDN全称是Content Delivery Network、及内容传递网络, 它是构建在IP网络上的一种分布式的内容分发网, 主要是采用中心边缘的服务器分发方式, 它的基本原理就是广泛采用各种Cache服务器, 将这些Cache服务器分布到用户访问相对集中的地区或网络中, 称之为边缘服务器所有的节目都在中心服务器存储, 而通过骨干网把内容分发到边缘服务器, 而边缘网站基本上离用户比较近, 在小区光纤点底下, 实际上用户的服务, 直接由边缘路由器提供, 以缓解骨干网的宽带压力。在用户访问网站时, 利用全局负载均衡技术将用户的访问指向到离用户距离较近的工作正常的边缘服务器上, 由边缘服务器直接响应用户的请求。如果该边缘服务器中没有用户要访问的内容, 它会根据配置自动到中心服务器去抓取相应的内容并提供给用户。

b.广播接收方式下流媒体传送

广播接收在用户看来是被动的, 用户对内容选择只限于所提供的频道是非交互型的。用户收听广播或TV类节目, 所有用户收看的都是同一内容, 所以IPTV的TV类节目用IP组播技术来传输是在也合适不过了。IP组播是利用一种协议将IP数据包从一个源地址传送到多个目的地址, 将信息的拷贝发送到一组地址, 到达所有想要接收它的接收者处。不同用户如果接收同一数据流, 服务器只需发送一份数据, 网络只需传送一数据流, 这样就节省网络的宽带及服务器资源。

(3) 宽带接入技术

快速发展的宽带接入技术, 为媒体流的传送提供了通路。在目前所使用的宽带接入技术中, DSL是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术。大家常用的ADSL[非对称数字用户环路]技术可以提供下行8M的宽带, ITVT的G..992.1中对ADSL的标准已经有详细的定义。而随着技术的快速发展, ITVT又分别在2002年6月和2003年1月推出两个新一代ADSL标准:ADSL2[G.992.3]和ADSL2+[G.992.5]。ADSL2支持的最大上下行速率1.3M/15M而ADSL2+支持的最大上下行速率可达1.3M/24M。更高的带宽为传输大量的流媒体传输成为可能。

(4) IP机顶盒技术

IP机顶盒主要实现3方面的功能:a、与宽带接入网连接, 收发和处理IP数据和视频流;b、对接收的视频流进行解码, 包括对MPEG1、MPEG2、MPEG4、WMV、Real等编码格式的接码, 直持视频点播, 电视屏幕显示, 数字版权管理等功能;c、直持HTML网页浏览、网络游戏等。

IPTV机顶盒所有功能的实现均基于高性能微处理器, 嵌入式操作系统是对芯片实时解码和纯软件实时解码应用的基本直持平台。目前, IPTV机顶盒的嵌入式操作系统基本上分为嵌入式WinCE和嵌入式Linux两类。

IPTV作为跨电信行业与广电行业的新的应用, 有着相当广阔的市场前景。一方面, IPTV的规模性应用能够极大地推动我国宽带应用市场的发展, 使我国的宽带信息化建设走在国际领先的位置, 能够对区域性经济产生巨大的推动作用。另一方面, 媒体内容和应用的丰富从某种程度上直接反映了区域性社会生活的质量, 而IPTV正是一种能够将传统媒体转变成全新的互动式的个性化需求体验的技术。

摘要：主要对IPTV网络技术的特点, 典型模型及其主要技术进行了较详细的介绍。

关键词：IPTV,典型模型,音视频编解码,流媒体传送,IP机顶盒

参考文献

[1]盛志凡.浅谈IPTV系统技术及其在广电的应用[J].计算机学报, 2003, (4) .

[2]张锦力.解密中国电视[M].北京:中国城市出版社, 2000.

IPTV承载网技术分析第5篇

关键词：IPTV,CDN,P2P

1 引言

随着传统话音业务市场份额和利润的逐步萎缩, 宽带数据类业务逐渐成为电信网络运营商最主要的收入来源。IPTV由于其互动的特点和三重播放 (Triple play, 语音、视频、数据) 的功能为运营商们所关注, 并希望通过它来保持企业的客户群, 扩大市场份额和提高企业的ARPU值。

然而, 通过怎样的方式向用户提供IPTV业务又成为运营商们下一个需要思考的问题。既要保证用户对其所提供的业务的质量有较高的满意度, 又要尽可能的降低对现有网络进行改造的投入, 采用合理的网络传送技术成为解决该问题的焦点。

2 现有IPTV承载网技术分析

传统的承载网技术是基于客户端/服务器 (C/S) 模式的, 这种由于受服务器端处理能力和带宽的影响, 在对大规模用户提供流媒体业务时凸显“瓶颈效应”而不适合IPTV业务。为避免“瓶颈效应”, 将源服务器上存储的大量媒体数据, 分发到各个边缘服务器, 边缘服务器将大量的数据缓冲在本地硬盘上, 供最终用户访问, CDN (Content Delivery Network, 内容分发网络) 技术由此而生。举例说明:假如某用户发出一个视频点播的请求, 系统将首先判断边缘服务器中是否具有用户所点播的内容, 如有, 则将用户的点播请求重定向到边缘服务器, 并由边缘服务器完成点播请求。如果边缘服务器上没有用户所点播的内容, 则用户的点播请求由核心服务器完成。

但随着IPTV系统的运行, CDN技术存在的问题也逐步显现出来, 如果用户的数据访问比较集中, 边缘服务器能够将集中访问的数据缓冲到本地, 达到较高的运行效率;但如果用户访问的数据不集中, 边缘服务器会将请求转向源服务器, 源服务器的负荷会加重, 边缘服务器的运行效率也会急剧下降, 负载均衡问题较为突出;另外, 每台边缘服务器上都必须存放很多的相同影片, 系统的存储容量遭到了极大的浪费;核心服务器与边缘服务器之间、各边缘服务器之间的内容都不一致, 系统的维护与管理都非常困难等等。于是, 各种改进的方法被纷纷提出来, 比如去掉原有的边缘服务器, 构建一个由源服务器, 叶子管理服务器和叶子服务器组成的三层树状服务器网络[1]。由叶子管理服务器完成CDN网络中的请求路由功能, 源服务器通过叶子管理服务器查询叶子服务器的各种信息, 包括IP、路由参数、安全参数和性能参数等, 从而实现源服务器对整个IPTV网络的监管, 等等。这些改进方案虽然可以在一定程度上实现对原有CDN网络的优化, 但是并不能从根本上解决其固有的问题, 而随着近年来P2P (Peer to Peer, 对等网络技术) 的广泛应用, 能否将这种技术应用于IPTV系统成为人们争论的焦点。

3 结合P2P技术的CDN架构

P2P (Peer to Peer, 对等网络技术) 是近年来兴起的一种新型网络技术, 它建立的是一种客户端对客户端的直接通信机制, 在对等网络中, 每一节点既作为客户端, 又充当他人的服务器, 网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源, 加入到网络中的节点越多, 节点能贡献的资源也就越多, 其服务质量也就越高。P2P在流媒体系统和多媒体下载业务中的出色表现很好地解决了网络带宽限制以及高并发流下的数据下载等问题。正因为此, 大家希望在IPTV架构中引入这一技术来解决CDN网络存在的问题。

思华科技结合了P2P技术提出了新一代CDN系统的解决方案PCDN, 即“P2P+CDN”[2]。PCDN的网络架构采用三层结构, 分为核心层、骨干层和边缘的P2P自治域。在核心层部署应用及服务中心和管理中心, 实现对PCDN网络的业务管理、运营支撑和业务生成;骨干节点部署节点设备, 核心节点域骨干节点构成内容分发体系实现内容的有序分发和传送。而P2P自治域实现P2P的内容服务, 通过骨干节点的设备进行管理、控制和服务保障。

提出P2P技术与CDN传输网的结合是希望将这两种技术的优点结合在一起, 通过P2P技术减少系统所需代理服务器的数量, 增大系统的容量;同时由于是在一个较小的自治系统范围内, P2P网络性能也会有很大提高。另外, 由于是建立在传统的CDN系统基础之上, 在骨干网层次保留了原有的CDN系统架构和功能, 仅在边缘节点引入了P2P技术来进行文件及流媒体的共享。

但是将P2P技术引入CDN真能达到大家的预期, 带来IPTV承载网技术的变革吗?这里还有许多问题需要考虑。首先, 要在ADSL模式下用P2P去开展IPTV业务, 由于IPTV业务的特殊要求, 节点的上行速率就和下行速率有着同等重要的地位, 显然ADSL无法提供足够的上行带宽, 导致种子的数量和质量得不到保证, IPTV业务难以实施。其次, IPTV业务中包含诸如视频点播, 时移电视等个性化的业务, 在这些业务中, 用户可以根据自己的需要选择自己想收看的节目, 并可以进行快进, 后退, 暂停等操作, 而这样的操作是P2P技术无法完成的。另外, 在P2P模式下, 安全管理也是一个非常突出的问题。

4 共享式的系统解决方案及建设RPR承载专网

共享式点播系统同样是针对传统客户端/服务器 (C/S) 模式的IPTV系统和内容分发网络 (CDN) 的不足提出的改进方案。共享式点播系统通过改进存储系统的结构来为整个IPTV系统提供高效的均衡负载和数据传输, 同时具有易管理, 易扩展和数据稳定性好的特点。

在Rorke Date (柏科数码) 的共享式点播系统[3]中, 所有的点播服务器利用FC光纤通道技术, 接入到存储区域网 (SAN) ;每个点播服务器都能够通过SAN网络同时高速访问所有的媒体数据;通过负载均衡技术, 将所有的点播服务器组成一台虚拟的服务器对外提供服务, 无论系统使用多少台真实的服务器, 对客户端来说, 看到的都只是1个服务器、1个计算机名、1个IP地址, 而系统负载则由全部的点播服务器来均匀承担。在实际使用的过程中, 如果出现某一台服务器死机, 系统会自动把LAN的请求重定向到其它正常工作的服务器上, 如果网络中的站点需要扩充, 只需简单的添加服务器即可, 较好的实现了系统的负载均衡与扩展。

还有一种方法是利用RPR技术为IPTV业务建设专网。弹性分组环RPR是一种基于高可扩展性和弹性技术的光纤环形网, 适用于数据、语音以及视频应用, 它集成了IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率和可靠性, 能很好地满足IPTV业务的需求, 提供较高的Qo S保障。

5 结束语

IPTV是一个极具商业前景的业务模式, 通过现有的CDN网络提供IPTV业务在面临大量用户时将会遇到许多挑战, 现有的P2P技术也还不够成熟且多为企业的私有标准, 我们需要更加开放, 更加成熟的P2P标准, 将其用于提供IPTV业务还有待时日。共享式的IPTV系统和构建专网的解决方案在数据的稳定性, 系统的扩展性和服务器的均衡负载上表现更加出色。随着IPTV大规模商用的临近, 承载网技术也必然会克服种种难关迎来一个崭新的明天。

参考文献

[1]冯建新.IPTV-CDN网络的构建[J].现代通信, 2005:41-42.

[2]基于P2P技术的CDN解决方案[EB/OL].http://www.onewaveinc.com/cn/products/content.p, hp?product_id=52&oq=2, 2007-7-17.

IPTV内容保护技术研究第6篇

IPTV业务是基于电信宽带网络和宽带业务平台, 以机顶盒或其他具有音视频编解码能力的数字化设备为终端, 通过聚合SP的各种流媒体服务内容和增值应用, 为用户提供多种互动多媒体服务的一项业务。从字面上看, IPTV可以视为IP+TV, 即以TV业务为基础, 增加了基于IP的, 以电视机为终端媒介的增值业务;也可认为TV over IP, 即以电信宽带网络来提供视频等互动多媒体业务。DRM的全称是Digita Rights Management, 即为数字版权加密保护技术。

IPTV的业务与3G、互联网上的应用有许多的不同, 所以IPTV DRM与3G、互联网应用的DRM系统也有许多不同。

IPTV DRM需要保护的视频内容价值相对更高, 所以需采用更高的安全措施 (如更高安全性的私钥保护方案) 。

IPTV DRM系统需要支持时移电视等IPTV特有的功能。

IPTV DRM对授权的权利对象与其他DRM应用有所不同。

IPTV运营模式以合作运营为主, 需IPTV DRM适应合适的运营要求, DRM的系统模块需支持分别不同运用商管理及运营。

IPTV DRM规范规定了IPTV内容传输到用户设备 (DRM代理) 过程中的数字版权管理。目的是确保终端能够处理基于IPTV DRM保护的广播或点播内容以及通过下载方式所获取的数字内容, 并按照许可证描述的权利消费所获取的数字内容。图1所示是IPTV采用的3级业务模型。

中央内容商 (COP) 是IPTV内容的来源。

内容运营商 (CDP) 是与消费者的接口, 是COP和消费者之间的中间人。

在IPTV DRM系统中, 消费者设备由DRM代理表示, 在实例中可以是机顶盒 (STB) 设备、终端设备、消费电子设备等。

IPTV模型支持文件下载、视频点播 (单播) , 订阅 (广播、多播) 等。

2 ITU-T IPTV DRM的总体安全架构

ITU-T的IPTV架构主要包括7个部分:终端用户功能、应用功能、业务控制功能、内容分发功能、网络功能、管理功能和内容提供功能。

终端用户功能:终端用户功能用于执行终端用户和IPTV系统间的协调功能。

应用功能:应用功能用于终端用户功能去选择或购买具体的内容项目。

业务控制功能:业务控制功能负责请求和释放网络和业务资源。例如它能够请求内容分功能分配内容分发和存储功能能力并请求网络功能为媒体流预留带宽。

内容分发功能:内容分发功能通过网络功能将内容从应用功能提供给终端用户终端功能。在业务提供过程之前或之中, 内容首先从应用功能发送到内容分发功能, 然后由内容分发功能提供相应的能力来实现终端用户功能和所选择的内容之间的交互, 例如回放控制等。

管理功能:管理功能完成总的系统管理、状态监测和配置。

内容提供者功能:内容提供者功能由拥有或被授权出售内容或内容资产的实体来提供 (即内容、元数据和使用权的拥有者) 。

网络功能:网络功能包括传送和控制功能, 用于提供所需要的服务质量。

IPTV DRM的总体安全架构大致分为4个功能区域:

2.1 内容提供商功能

假定内容提供商向与自己建立了关系的服务提供商提供对内容的访问。在某些情况下, 内容提供商本身也作为服务提供商;此时, 这种关系被认为是内部关系。在向服务提供商提供对内容的访问时, 内容提供商可采用标准机制或专门机制来控制和启动对内容的访问, 不过要注意, 这种机制被认为超出了ITU-T X.1191的范围, 完全属于相关利益方之间的专门协议。

2.2 服务和内容保护 (SCP) 功能

SCP功能在IPTV总体安全架构, 特别是在服务提供商域中起着核心作用。具体地说, 服务保护功能启动对服务基础设施的保护和对服务和其内驻留的内容的访问控制。另一方面, 内容保护功能按照许可的用途启动对服务和内容的使用控制。SCP功能中的这些具体功能和功能模块分成3个子区域:应用功能、服务控制功能和内容传递功能。服务提供商的义务是根据内容提供商的执照只在一定的使用条件下提供内容, 如收看一次但不许录制、录制一次收看多次、录制一次后转让录制权等。SCP功能中内容保护方面的首要目的是让服务提供商以能够得到客观评价的方式完成这些义务。SCP功能中服务保护方面的首要目的是防止未经授权访问被下面各域中的实体认为是机密的服务资源和信息:服务、网络、终端设备和最终用户 (订户) 。SCP功能中服务保护方面的次要目的是避免服务基础设施受到有意和/或无意的资源滥用的损害。

2.3 网络功能

涉及网络域的安全功能的重点是对实体进行认证和对传递或将要传递IPTV服务的网络进行访问授权。次要功能是保护网络本身的完整性采用物理装置、电子装置和运行手段 (例如通过检测和挫败对接入网和承载网的拒绝服务攻击) 完成保护。

2.4 最终用户功能

应用于最终用户 (订户) 的安全方面包括保护在订户住所工作的终端设备的完整性及保护最终用户的隐私。

3 DRM对数字媒体内容类业务带来的影响

数字版权管理技术对下载、彩信、流媒体, 以及IPTV等不同数字媒体内容类业务的影响是相似的。数字版权管理技术使得数字媒体内容的整个生命周期都可以在运营者的掌控之中, 可以实现更精细化的业务运营, 使得数字内容类业务的运营进入了全新的时代。具体表现在以下几个方面:

(1) 提供数字媒体内容全新的营销模式, 提高内容的总体收益。

(2) 推动数字内容类业务产业链的进入良性循环。

(3) 灵活多样的使用模式和计费策略更加满足不同的消费需求。

(4) 带来更完美的用户业务体验。

4 现阶段影响和制约DRM发展的因素

现阶段影响和制约DRM发展的因素有很多, 主要有以下几个方面:

(1) DRM技术标准化程度还比较低, 主流的DRM系统均是基于私有协议的, 相互间无法互通。

(2) 终端的差异导致DRM跨业务应用受限。

(3) 用户隐私的保护。在使用DRM过程中如何不侵犯用户的隐私。

(4) 业务和运营模式的制约。支持多种业务模式, 如IPTV中存在丰富的业务模式。支持多种运营模式, 需要支持运营商和内容商之间的复杂关系。

(5) 专利费用太高。现在DRM的专利费用不光是终端制造商要上缴, 网络运营商也要按营业额的百分比上缴, 这严重地挫伤了运营商和设备制造商的积极性, 而这些费用最后还是会落到消费者的头上, 对DRM系统的普及有一定的阻碍。

参考文献

[1]王剑, 张志勇, 俞卫华, 杨丽君.一种可信计算支持的DRM系统及其安全协议研究[J].计算机科学, 2013, 6.

[2]景瑞霞.基于DRM的安全文档访问控制研究[J].河北省科学院学报, 2012, 01.

IPTV监管技术解决方案第7篇

1 主要技术思路

IP电视是一种利用宽带基础设施, 通过互联网络协议 (IP) 向用户提供数字电视节目、可视电话、VOD视频点播、阳光政务、网络游戏、网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务。

IP电视有两个基本特点:

(a) 与传统电视相比, IP电视最大的特点是交互性, 基于IP技术, 用户可按需获取宽带IP网提供的媒体节目, 实现实质性双向互动。

(b) 与普通互联网视频相比, IP电视的清晰度高。IP电视借助先进高效的视频压缩技术 (MPEG-4、H.264等) , 为用户提供接近DVD质量的数字媒体信息服务, 未来还可以升级到高清电视。

本方案采用一种基于标记识别的内容监管方法, 对IP电视内容流形成一个内容监管标记, 该标记包含一些内容特征信息 (内容散列值、节目内容信息等) , 并通过部署在终端的标记检验设备对标记进行检验, 实现对IP电视系统内容的监管。在系统建设过程中, 分别在运营商端、用户端部署相应的监管设备与节点, 在广电监管中心建立IP电视信息处理平台, 形成一个独立的IP电视内容监管系统。

(1) 通过建立基础信息数据库, 对IP电视牌照许可、运营许可、节目套数设置、节目审批信息、IP电视实际运行情况等进行统一的存储和管理;

(2) 建立电视节目样本库, 通过文本识别引擎对EPG电子节目单数据进行比对、通过IP包特征生成技术和视频智能识别引擎对电视节目数据进行自动比对, 自动发现私自增减直播节目套数、私自增减点播节目以及私自修改节目内容等违规行为;

(3) 通过对IPTV运营网段扫描和对电信门户网站市场推广新闻及业务拓展消息进行实时监控和分析, 发现新增IPTV业务扩展区域;

(4) 通过对各种节目套数信息、节目信息、违规信息等进行统计分析, 对必要的节目内容进行存储, 形成详实的监管报告。

2 IPTV业务运营方式案例分析

以上海文广提供IPTV播控平台构架为例 (见图1、2、3) 。

3 IPTV监管技术方案

3.1 IPTV监管系统结构及特点

为了满足IP电视内容监管的需求, 我们准备了一套完整IP电视内容监管方案, 本方案采取三个步骤对IP电视内容进行识别和监管。

第一步:通过对业务支持平台和客户终端采集的EPG电子节目单内容比对和DRM信息的读取, 识别私增频道和私增点播节目等违规行为。

第二步:采用基于标记的内容监管方法对插播私换节目内容等违规行为进行识别。其主要思想是针对在IP电视内容流 (直播内容) 形成一个内容监管标记, 该标记包含一些内容特征信息 (内容散列值、内容提供商信息等) , 与在终端对内容特征信息提取与内容监管标记进行比对, 最终实现监管的目的。

第三步:通过基于视频内容识别技术对系统配置的违规节目样本进行比对, 识别出广电部门禁播的节目内容。

通过以上三步建成一套独立于IP电视系统的监管平台, 并在运营商端、传输网络、用户端分别部署相应的监管设备与节点, 组成一个独立的IP电视内容监管系统来实现全网的监管。

系统原理如图4所示。

系统分为运营平台端、电信端、用户端三个部分和一个监管中心系统, 监管部门通过该中心对IP电视内容播放直播/点播的整个流程进行监管, 监管中心包括总体信息、数据采集、业务报警、实时监看、系统管理、监管报告等功能模块, 实现监管部门对IP电视内容进行实时监管的需求。

在电信端, 业务运营支撑平台通过采集模块获取视频流信息;在传输网络中, 监管系统在网络的各部分部署一些具有标记提取和节目过滤功能的监管网关, 并向监管中心发送标记数据及相关信息。

在用户端, 监管系统为每一个用户部署一个具有标记提取和节目过滤功能的监管前端, 并向监管中心发送标记数据及相关信息。

3.2 系统逻辑结构

系统采用分层逻辑结构, 采用三层结构分为:数据采集层、数据分析层、系统管理及总控界面层。其中, 信息采集层为整个系统提供最基本的原始采集数据, 数据处理层对采集到的信息进行后台数据分析、处理, 系统管理总控界面层为用户 (系统管理员、普通用户) 接口, 实现各类功能的操作界面。信息采集层与数据处理层之间的功能模块通过接口相互作用, 数据处理的结果反馈信息采集, 使信息采集的准确性、效率大大提高;同样, 数据处理的结果也为用户提供各类有效的信息。该层次结构的各层在系统平台的管理下协调工作, 相邻层之间又相互作用, 通过接口进行有效的信息交互, 使系统可扩展性强, 能根据应用规模、功能变化等因素灵活调整系统布局, 如图5。

3.3 系统拓扑结构

由于系统采用分层逻辑机构和功能模块化结构, 可自由部署不同功能模块。再根据系统中各功能的特点、安全性、可管理性等因素, 系统实施的拓扑结构如图6所示。后续可根据系统运行的数据、性能及功能扩展的需求, 方便地进行扩展, 从而最大化地优化投资。

4 IPTV监管系统功能

4.1 IPTV采集子系统 (见图7、8、9、10)

系统分别对IP电视运营平台EPG信息和用户终端EPG信息进行自动下载和比对, 并对EPG电子菜单中关键词进行识别。发现其中疑似违规节目和差异节目, 进行相应的界面预警, 供监看人员进行审核。

系统在IP电视内容运营平台播控中心 (后简称运营平台) 建立IP电视采集前端, 同时对H.264和MPEG-4两种编码格式的IP电视节目分别进行采集, 同时生成Hash值, 通过广电SDH网, 回传到监管中心系统进行存储。

在用户端, 监管系统部署一个监管前端, 在机顶盒前自动采集节目内容, 并生成Hash值, 向监管中心发送标记数据及相关信息。监管中心可以远程发送命令调整采集节目的信息, 包括采集节目的频道、周期等, 而且监管人员可以监管采集到的历史信息。

在监管中心, 系统对从运营平台和用户端采集的Hash值进行检验, 发现疑似违规的节目将形成报警信息存储下来, 并通知相关监管人员。

同时, 从运营平台和用户端采集回来的视频信息将自动与样本库中提供的样本进行比对, 如果发现疑似违规的节目将存储下来并通知相关监管人员。

DRM版权管理信息读取模块

系统可对用户端采集视频进行DRM数字版权信息进行读取, 发现未经合法授权播出的违规节目。

新增IPTV业务发现模块

系统通过对IPTV运营网段扫描和对电信门户网站市场推广新闻及业务拓展消息进行实时监控和分析, 发现新增IPTV业务扩展区域, 为监管部门提供参考。

4.2 内容分析子系统

IP电视审批信息管理和查询

系统建立IP电视牌照信息数据库, 提供包括人工输入 (系统导入) 、修改和查询获得IP电视牌照的单位信息、IP电视频道和节目设置、IP电视运营情况等。

违规节目信息管理和查询

系统提供违规节目信息数据库, 能够输入、修改和查询违规节目的频道名称、节目名称、开办主体、违规内容等。

节目样本库

系统提供节目样本数据库, 记录节目的相关信息和视频文件, 对节目样本进行管理。

提供节目样本制作界面, 提取节目特征信息, 作为节目识别的基础数据。

节目识别

系统通过智能识别引擎用样本对电视节目数据进行自动比对, 自动发现违规节目, 对必要的节目内容进行存储。监管人员可以对疑似节目进行审核。

录像管理

系统提供IP电视历史节目数据库, 保存部分IP电视频道播出节目、点播节目和需长期保存的重点视听节目、违规视听节目。

通过有效的数据存储管理, 监管人员和用户可以快速查询和访问。

节目安全播出信息分析

系统通过对用户端数据分析是否符合广播电视安全播出的管理要求。

4.3 系统配置和管理子系统

为了保证系统的灵活性、稳定性, 系统需要对于自身的运行状况、运行参数进行管理和配置的功能。根据实际应用系统运行的需要, 从总体上讲, 系统需要具有如下几个方面的功能:系统配置、系统监控、系统用户管理、系统日志管理等四大方面的功能。

各个方面的具体功能分析如下, 其中粗体部分为本系统在基本要求之外新增加的功能。

系统配置

根据用户对于后台抓取系统的应用操作需求, 对后台数据采集与抓取模块进行相应的参数设定, 重点设定抓取周期、抓取深度等参数。

根据用户对于抽查策略的需要, 设定抽查的频道, 时间单位、周期、重大事件提醒中的网站排名变化的阈值范围或者节目下载量的变化阈值范围等参数。

对于系统的分析参数的配置主要采用基于标准XML格式的配置文件的方式加以实现。而不是用户直接采用对于系统配置参数的输入方式。具体的实现原理如图11所示。

如图11所示, 为了实现系统的采集参数和分析参数的配置, 相关的配置信息首先由用户根据实际应用的需要填写在基于XML标准格式的配置文件中;其次, 在系统的启动或者运行过程中如果需要获得相应的配置信息, 则系统的相应功能模块将调用系统内部的XML解析器功能模块, 通过解析器实现对于基于XML标准格式的配置文件的解析, 从而获得相应的系统参数。实现对相关运行模块的配置。

系统状态监控 (如图12)

(a) 实现对于系统的硬件和网络设备运行时的状态参数进行监控:CPU主频、CPU占用率、内存占用率、存储设备状态和容量、搜索机工作压力。

(b) 采用图形化的方式显示网络及关键设备的运行状态信息, 对出现故障的网络及关键设备闪烁显示报警。

系统用户管理

(a) 用户和权限管理。设置不同级别的用户和用户组, 分别赋予不同的权限级别, 可以实现任意的权限级组合及管理, 可以满足不同情况的需求。同时要求设立三级使用权限帐户:一级使用权限帐户可浏览所有密级文件, 二级使用权限帐户可以浏览机密和秘密的视频文件, 三级使用权限帐户可浏览费密级的视频文件。

在用户权限管理实现原理如图13所示, 为了实现对于用户权限的级的组合和多级权限。采用由原子操作定义角色, 在角色这一层面由不同的原子操作就可以组合出相应的权限级别, 在定义出系统所需的角色之后, 并赋予每个系统用户唯一角色来实现相应的权限管理, 由于角色已经实现了操作的分级, 所以相应地用户也就可以实现分级。

(b) 提供标准接口, 方便接入第三方的网络安全、系统身份认证、系统管理授。

系统日志管理

(a) 记录对访问系统的相关操作。

(b) 记录对数据的访问、修改、删除等操作。

监管报告

系统提供对IP电视相关的审批信息、违规信息的分析统计, 自动生成监管报告, 为政府管理提供数据基础。

5 关键功能及技术特点

5.1 视频检索方面的技术优势分析

相似视频片段的检索子系统

本方案中的相似视频片段的检索子系统所采用的镜头检测技术, 利用基于图划分模型的特征和支持向量机的分类模型, 检测的性能和效率都较高。

视频片段静态图像摘要的生成子系统

本方案中视频片段静态图像摘要的生成子系统所采用的镜头语义概念检测技术, 利用rankboost的框架, 融合了多种特征以及多种粒度。

5.2 系统功能

用户管理

(1) 系统登录

系统采用先进的用户-角色-操作授权两级多对多关系进行权限控制管理, 实现角色直接与模块操作相关联, 再将角色赋予指定用户, 不同用户可赋予一个或多个角色, 不同角色可拥有一个或多个模块操作权限, 实现用户权限的完全控制。管理员可根据自身需要定义角色并赋予指定权限。系统提供多种角色, 包括系统管理员、管理员、普通用户等。

(2) 用户类型

系统采用角色授权实现对不同类型用户的操作进行限制, 角色主要为:系统管理员、业务监看人员、工程技术员、特殊用户、临时用户等不同的角色。

系统管理员:可实行对系统的一切管理权利。可查看、维护系统的所有数据, 对系统参数进行配置, 可对系统爬虫进行增加修改等, 能对系统的不同用户进行增加、删除、修改, 可对角色进行授权, 对用户进行角色配置等操作。

业务监看员:可查询相关业务数据和统计分析图, 可根据具体业务生成相应的报告, 对直播/点播数据进行监视, 并可对疑似违规数据进行录制等。

特殊用户:系统管理员可以根据实际需要, 创建新的特殊橘色, 授予其相应的权限, 并将将角色授予给特殊, 可实现特殊用户权限的完全控制。

临时用户:因为某些临时需要创建的用户, 如特殊时期针对特定专项任务需要而设定的具有有限权限范围的帐户, 或者为分中心人员在中心学习期间等情况临时使用的帐户。管理员可根据其具体业务范围授予相应的权限。

日志管理

系统记录用户登陆、增加、修改、删除、查看等所有操作操作日志。系统管理员可对日志进行维护, 如批量删除等。

系统监控及维护

系统通过网络拓扑图将系统各个服务器展现给用户, 通过服务器, 用户可直观看到服务器信息, 如CPU、硬盘、内存使用量等。对于断网或运行异常的服务器, 通过网络拓扑结构可直接给出报警。对于关键程序运行的服务器还提供开启和关闭的操作。主要监测以下服务器:

(a) 网站发现服务器:监测程序运行情况, 监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量等, 提供程序开启和关闭功能。

(b) Web爬行服务器:监测程序运行情况和爬行参数, 监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量等, 提供程序开启和关闭功能。

(d) Web服务器:监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量及网络状态等。

(e) 存储服务器:监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量及网络状态等。

(f) 数据库服务器:监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量及网络状态等。

直播/点播监控

直播/点播监控的主要功能是对直播/点播IP电视节目进行在线监控。目前已实现了基于B/S模式的集成播放界面, 可以自由选择播放的窗口数量, 可以全屏显示一个窗口节目, 集成播放界面的窗口还可以移动位置, 具体实现的主要功能如下:

(a) 对于疑似违规的节目系统会作出预警, 向用户提供疑似违规节目清单, 并可查询相应的详细信息, 用户对违规节目进行确认得到节目黑名单, 并关联至网站黑名单。

(b) 在线播放特定的节目。

(d) 全屏显示集成播放界面的一个窗口节目。

(e) 集成播放界面的窗口可以移动位置。

(f) 对特定节目进行录制。在集成播放节目对特定节目进行录制有一定的难度, 初期采取截屏录制来实现。

5.3 散列函数

散列 (Hash, 也称哈希、杂凑) 函数是一种单向的加密函数, 它是从明文到密文的不可逆函数, 也就是说只能加密不能还原。单向散列函数H作用于任意长度的信息M, 返回一个固定长度的散列值 (也称摘要信息) h=H (M) 。单向散列函数主要用在一些只需加密不需解密的场合, 如验证数据的完整性、口令表的加密、数字签名、身份认证等。好的单向散列函数必须具有以下特性:

(1) 计算单向性:给定M和H, 求h=H (M) 容易, 但反过来给定h和H, 求M=H-1 (h) 在计算上是不可行的。

(2) 弱碰撞自由:给定M, 要寻找另一信息M′, 满足H (M′) =H (M) 在计算上不可行。

(3) 强碰撞自由:要寻找不同的信息M和M′, 满足H (M′) =H (M) 在计算上不可行。

典型的散列函数有MD5、SHA-1、HMAC、GOST等。

5.4 带密钥的散列函数

具体内容的监管采用带密钥的Hash来完成内容的完整性和认证性检验。由于关于内容的保护不是本系统需要考虑的问题, 因此这里设计的密码技术仅仅是适用于本监管系统。

设计的标记必须是安全的、可靠的、防窜改的, 同时必须考虑标记的产生和嵌入在时间和空间上必须是高效的。在时间上, 标记的产生和验证必须是快速的, 能够达到线速;在空间上, 标记的长度应该尽量的小, 保证对媒体流的有效负载的影响最小。

为满足上述要求, 本系统采用带密钥的Hash函数做为标记产生和验证的密码技术。

Hash函数具有运行效率高、防窜改、防碰撞能力很强, 在普通的通信系统中用来做消息的完整性保护。由于标记本身必须具有防窜改的要求, 因此监管系统采用带密钥的Hash函数来进行保护。只有拥有密钥的通信双方──标记生成方和标记验证方才可以生成和验证。

在监管系统中, 保护标记的密钥的产生、分发由通信双方通过身份认证和密钥交换协议完成。

摘要：随着三网融合进入实施阶段, IPTV、手机电视监管工作也随之紧锣密鼓的展开。本文着重介绍了IPTV监管技术解决方案, 手机电视监管技术与之类似, 同样可以参考借鉴。