IPTV系统架构及主要技术

罗勋勋

摘 要： IPTV系统的实现需要网络技术、计算机技术以及图像处理技术等多种现代技术的共同参与，在系统的构建过程之中对于多种技术都有较高的应用要求。介绍了IPTV系统架构的主要组成部分，之后根据架构的不同介绍了在IPTV系统构建和运行之中使用的主要技术，针对IPTV系统发展中的问题以及发展前景进行了介绍。

关键词： IPTV；系统架构；主要技术

一、系统架构

IPTV指的是在现代智能家庭之中使用的交互式网络电视，其可以实现互联网和传统电视媒体的结合，将互联网信息查询、媒体播放以及通讯等多种功能，在其信息传递和接受的过程之中主要使用的传输渠道是网络宽带资源，其将互联网资源和电视业务相融合，极大方便了现代家庭的网络和电视媒体使用效率。在实际的使用过程之中，IPTV可以实现视频点播、网络查询等多种功能。本文主要针对电信级多媒体流平台IPTV的架构进行了介绍，这种系统的主要特点是可扩展性强，管理便利，运行效率高，在当前IPTV的普及过程之中的使用频率较高。

1、系统网络架构

IPTV系统可以利用宽带网络来实现视频和音频数据的传输，方便人们的观看。该系统通过宽带骨干网络、城域网来接入互联网环境之中，该系统的网络架构如下图所示：

网络结构可以划分为分布式结构和集中式组网结构，在IPTV系统的构建过程之中，其网络结构的设计要通过对用户群体的使用要求进行分析和研究，并根据用户居住范围和使用需求，选择在实际建设之中使用分布式网络结构或是集中式组网结构。分布式结构在使用过程之中主要是应用在大范围的网络部署之中，一般应用在城市中多个居民小区之中。而集中式组网结构用于小规模的网络部署，适合于分布范围较广，但是单个居民区域较小的系统建设。在网络的逻辑上分析，分布式结构可以分为三个主要组成部分：中央流媒体平台层、归宿媒体平台层、边缘媒体平台层。

2、系统功能架构

IPTV系统从系统功能上讲可以划分为运营支撑层、媒体平台层以及终端层，下图为功能架构示意图：

IPTV系统的功能实现过程之中包括媒体内容的制作、视音频内容的存储和加密、内容的传输、内容播放以及终端显示等，各个步骤之间都是通过互联网络来实现链接和管理。在网络广播功能的实现之中，技术人员需要现在因特网上监理向对应的广播服务器，在广播信号的传输和播送时，需要将广播服务器的服务进行开启。该服务器一般为WWW服务器，技术人员会在该服务器的主页上建立对应于每个广播節目的链接，在用户需要进行广播节目的收听时，用户需要对广播服务器发送信号传输请求，广播服务器进程一旦侦听到用户的收听请求，就会将用户要求的节目发送至用户操作客户端，将其进行播放。用户所使用的客户端一般是计算机软件，用户通过网络链接来访问感兴趣的广播节目服务器以选择想听的节目，在这一过程之中可以提高用户的自主性，使得用户对于传统广播节目的印象可以得到改善。网络广播节目的服务器端主要包括广播节目文件的制作和传输工具，节目发布服务器以及用于接收用户的请求的监控模块，节目制作工具可以将已经录制好的音频和视频文件上传，方便用户的选择和收听。

（1）运营支撑层

运营支撑层是IPTV系统的主要组成部分之中，这一组成结构的基本功能是实现电视系统服务的业务管理，用户信息和请求管理、设备的维护和检修、媒体内容的上线和保存等。在运营支撑层的构建过程之中，目前主要使用的实现方式包括DRM系统、数据库存储技术以及网络业务平台对接技术等，运营支撑层主要包括支撑系统、网络管理系统、用户服务系统以及内容管理服务系统等，保证整个媒体系统的正常运行和用户的正常使用。

（2）媒体平台

媒体平台主要负责的是对IPTV系统媒体内容的管理和传输。其主要的工作内容包括对经过压缩和处理的广播电视信号进行传输，对原有信号进行处理，增强其在传输之中的抗干扰能力，由用户端接受信号，并对其解码之后进行播放。

（3）终端层

终端层主要指的是IPTV系统架构的最末端，即用户使用端，其主要的设备包括机顶盒、电视机等，在客户端的视音频播放上，系统一般使用的是通用的由微软开发的Windows Media播放系统，该系统可以实现视频播放的低码率到高码率的视频编码变化内，并自适应调整其清晰度，获得高质量的视频输出和。该播放系统还支持多格式的视频音频播放，方便了用户的需求。Windows Media包含许多新颖的工具，如：Windows Media Rights Manager可以实施端到端的数字版权管理，Radio Tuner可以快速与1500个以上的网络广播频道连接，Media Guide 依托 WindowsMedia.com 网站将每日网上最新的影视、音乐等信息传送给用户。极大方便了用户的日常使用。

二、主要技术

IPTV系统建设和运行的主要目的是提升电视媒体服务的质量，因此在系统的构建过程之中，技术人员的主要建设要求也是提升流媒体的传输质量，在这个过程之中使用的主要技术包括流媒体解码器、流媒体传输、组播技术、媒体内容存储技术等。

1、流媒体编解码技术

流媒体是指当一段视音频数据到达用户的接受客户端时，播放器就会开始播放文件，在播放同时，后续的视频数据会不断的进行加载，这样加快了观看视频所要等待加载的时间，方便了用户观看。流媒体技术的出现极大的方便了网络视音频观看的进行，极大的缩短了视频加载所需要的时间。流媒体技术建设和发展的核心是视音频编码技术，其主要的作用是将不适合当前网络传输使用的大体积视音频文件进行压缩，以便于进行网络传输。文家在传输至用户的客户端处之后需要进行解码，将小体积文家恢复为原先的视音频文件。这种技术的出现减轻了网络视频观看过程之中的网络压力，是实现视频在线观看的关键。

2、流媒体传输技术

在对视音频信号进行编码之后要进行的就是压缩文件的传输，要实现高质量的视频观看就要提升文件传输的高效性。在当前IPTV系统的流媒体文件的传输过程之中主要的传输方式包括单播、组播以及广播。由于IPTV系统的特殊性，一般来说在实际使用之中组播方式应用较多，这种数据传输方式使用的是由一点到多点的数据传输，可以有效节约传输过程之中的网络使用，降低宽带的负载，单台服务器可以同时实现对上万客户机的数据发送。

3、媒体内容存储和分发技术

IPTV系统的媒体内容在进行传输之前都是存储在CMS系统之中，在用户进行点播请求之后，管理系统会通过网络传输将存储的媒体内容传输到HMS和EMS之中。为了提升这个过程之中媒体传输效率，降低传输过程对网络和传输设备的压力，一般技术人员会将媒体内容按照观看的频率进行分类，将观看频率较高的媒体内容存储在HMS和EMS之中，从而降低数据存储压力。媒体内容的存储是一种较为复杂的技术，IPTV系统的存储解决方案可以保证数据传输过程之中存储资源的利用高效化，当前使用的媒体文件管理系统客服了传统的文件拷贝和传输带来的弊端，以流媒体形式进行内容的存储和分发，提升了存储质量。

三、结语

IPTV 为电视业和电信业带来新的业务增长点，它将作为“三网合一”的一个很好切入点。作为一个新兴的产业，也存在一些问题，比如新增业务的开发速度过慢，三大网络标准尚未统一，各行业各部门之间利益冲突问题，政府政策问题等等。■

参考文献

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