基于IP网络的IPTV技术应用探究

李亮

摘要：IPTV又称交互式网络电视，是一种借助宽带有线电视网络，集现代化信息技术为一体，从而向大众提供包括数字电视在内的多种交互式服务的新型技术。同时，随着现代化技术手段发展进度的不断加快，IPTV技术的发展也受到了一定的限制。本文在阐述IPTV技术的特点、物理结构，以及IPTV的业务服务类型及其对网络承载性要求的基础上，对IP网络下的IPTV技术应用困境进行分析，并结合实际，提出当前基于IP网络的IPTV技术应用探究思路，旨在进一步推进IPTV技术的发展。

关键词：IP网络;IPTV技术;技术应用

引言：2021年9月，国家广播电视总局办公厅发布《国家广播电视总局办公厅关于各省IPTV集成播控分平台2020年度内容安全检查结果的通知》，对各省IPTV集成播控分平台内容达标的上海等20个省市予以公布。由此可见国家对IPTV建设管理水平的重视，以及对IPTV高质量发展的关注程度。随着现代信息技术的不断发展，人民群众越来越依赖对各式各样网络支持下的应用软件的使用。同时，随时数字信息技术的进步，IP网络技术与数字信息技术不断创新与融合，从而创生出更加新型、更符合当下民众需求的服务形式，即当前较为大众所使用的IPTV交互式网络电视的模式。IPTV系统由网络前端、网络传输以及网络终端设备三个环节组成，具有传播效率高等特点，并且可以实现交互式点播的趣味功能。对当前基于IP网络的IPTV技术应用的困境进行探究，进而提出当前基于IP网络的IPTV技术应用探究思路，是一项建设性的研究课题。

1.IPTV的特点和物理结构

1.1.IPTV的特点

IPTV是一种借助宽带网络为基础设施，以实体电视机或实体电脑为终端传输设备的交互式网络电视。当前对IPTV的概念进行阐述的观点有两种。第一种认为IPTV=IP+TV，即在实现IPTV的技术过程中IP业务和TV业务在有线电视电缆中是互不干扰的。第二种认为IPTV=TV over IP，即IPTV的所有技术活动及执行，包括IP业务在内的所有业务都必须建立在IP技术的支持之上。但不论是哪种观点，IPTV技术与IP网络的运用都是分不开的[1]。

IPTV的主要特点有以下几方面，首先，IPTV的技术运用要借助在IP网络上进行，从而为电视网络用户提供更有质量的信息服务。其次，IPTV的互动性非常强，电视网络用户可以自主选择喜欢的内容。再而，IPTV能够为电视网络用户提供实时性及非实时性的业务，丰富电视网络用户的选择。

1.2.IPTV的物理结构

从物理结构的角度对IPTV系统进行分析，其主要可以分为三个板块，分别是网络系统、服务端系统以及用戶端系统。网络系统又被称为网络操作系统，负责IPTV前端部分的业务处理。服务端系统包括节目内容以及对内容进行编辑的业务平台，主要负责向IPTV用户提供丰富多彩的节目内容。用户端系统主要负责的工作内容是对服务端传送来的节目内容进行接收和处理，从而为用户终端提供更有质量的节目内容。当前IPTV系统终端主要有电脑、收集、机顶盒+电视三种形式。

2.IPTV的主要技术及其业务对网络承载性能的要求

2.1 IPTV的主要技术

IPTV技术所需的硬件设备，与传统电视技术所需的设备有所不同。IPTV技术的使用需要搭建一个机顶盒，用以承接网络与终端设备的连接。同时，IPTV技术要实现与广电网络以及互联网的连接，需要多种技术的支持，主要包括宽带接入网络技术、音视频编解码技术、IP单组播技术、IP QoS技术等。首先，在宽带接入网络技术上，对IPTV系统进行接入时，可以将现有的x数字用户线、光纤+局域网、电缆调制解调器等宽带接入技术进行充分利用。在这三种宽带接入技术中，x数字用户线技术中使用频率最高的技术是非对称数字用户线路和甚/超高速数字用户线路[2]。其次，在音视频编解码技术中，因IPTV技术是IP网络下的主流视频应用，因此IPTV对音视频编解码技术有着较高的要求。IPTV当前采用的是国际范围上使用较为广泛的H.264。其与H.263以及MPEC-4、MPEC-2相比较而言，可以节约50%的取样率。再而，在IP单组播技术上，单播主要负责单一数据的传播任务，并且在传播时，要注意在接发方中间建立一条传送通道。当前在单播中使用较多的TCP的分组交换形式进行传送工作。

2.2 IPTV主要业务对网络承载性能的要求

网络电视在当前的使用中，主要面向大众提供机时移电视（Time-shifted TV）、直播电视（（Live TV））、视频点播（VOD）等主流业务。不同的业务类型对其网络传送质量以及承载性都有着不同的要求。

首先，时移电视（Time-shifted TV）业务具有观看时间灵活、观看内容丰富等特别，并且大众在观看Time-shifted TV时，可以根据时间安排自由选择内容前进、内容后退、内容暂停等功能。相比于传统电视观影时间死板、观影内容单一等不足，Time-shifted TV的出现极大地提升了大众的观影质量。并且IPTV在发展前期的主要核心优势便是Time-shifted TV。同时，Time-shifted TV也对网络的承载性能提出了一定的要求，其业务的实施需要网络技术的大流量投入，并且加上并发能力、储存能力等技术支撑，同时需要一定数量的后端电视节目执行团队的服务支持。其次，直播电视业务是IPTV系统的基础业务。直播电视对实时产生的视频信号进行压缩转化，生成为数字信号，进而借助直播的传输形式对每一个发送请求需求的客户端进行传送。再而，视频点播主要是根据观影群众的喜好进行节目内容播放的视频点播系统。视频点播业务是集计算机技术、网络通信技术、多媒体技术以及数字压缩技术等多元技术为一体的多元素结合产物，同时也是近几年在国际范围内，使用热度最高的新型现代化技术项目之一[3]。

3.基于IP网络的IPTV技术应用困境

3.1网络环境缺乏保障

IPTV交互式网络电视的具有实时互动性的特点，同时，网络环境质量的好坏又会直接影响着网络信号传输的稳定性，从而影响IPTV实时互动功能的质量。网络信息数据在传输时，会因为网络环境的波动而产生丢包现象，直接影响用户观影的清晰度。据相关资料显示，当前我国网络环境建设已取得一定的进展和成效，但相比于国际上发达国家而言，网络环境的整体水平又相对落后。但随着信息技术的不断进步，网络环境的建设也越来越引起相关人士的高度重视，国家也加大了对网络环境建设资金投入的比例。

3.2信息稳定性较差

据相关调查报告显示，随着光纤接入速率的快速增大，促使视频通话、家庭式智能网关以及IPTV等新兴服务技术也加快了发展脚步。同时，因2020年国内新冠疫情爆发，民众自觉居家隔离，导致IPTV用户数量在此期间得到了迅速增长，IPTV的业务收入也到了一定的提升。根据相关数据报道，2020年IPTV业务的收入增至335亿元，相比于2019年，IPTV业务收入增加13.%。至2021年8月，IPTV的使用人数也达到了3.4亿，相比于2020年末已增加2469万使用量。因此，面对当前用户量逐年递增的发展趋势，部分网络运营商以及电视厂商没有及时做好对应策略，导致在周末或者晚上等IPTV使用高峰期，发生视频卡顿、视频画面分辨率较差模糊不清等情况，严重影响用户的观影质量[4]。

3.3缺少统一化编解码标准

编解码标准是IPTV中最重要的标准之一，编码的质量直接影响到解码的效率与进程，并且会影响到机顶盒的使用。当前IPTV编解码标准有很多种，例如MPEG-4、H.264，以及中國提出的具有自主知识产权的标准AVS。这些编解码标准虽然各有优势，但从严格意义上而言，指标的标准化是推进产业发展的基础之一。因此，若编解码标准没有得到统一，会直接导致信息传输、信息制作等各方面信息不匹配，从而产生资源浪费的情况。当前缺少大规模生产机顶盒的厂家，也正是因为，厂家若没有统一的编解码标准的支持，需要承担大量的生产风险。因此IPTV技术相关人员，应重视对统一化编解码标准的规范，从而推进IPTV进一步普及。

3.4系统互通性欠佳

IPTV目前已经投入使用在电视客户端、手机客户端、以及电脑客户端上，但因使用的平台不同，导致其使用的传输路径不一致，进而导致IPTV所使用的信号源有较大的差异。并且，手机、电脑、电视等不同的终端生产商，其所使用的编码方式也有所区别，这也在另一程度加重了IPTV的推进难度。

4.基于IP网络的IPTV技术应用探究

4.1纯电路网络

纯电路网络的结构类似于典型的科层制，管理层次较为清晰。并且，纯电路网络中各个级别间所进行的业务服务也比较完善。纯电路网络的应用原理同科层制也有相似之处，不同层级所需的投入金额也有所不同，使用级别越高，其所需的投入金额也相对更高。因此对于各视频运营商而言，可以依据实际情况进行科学合理的使用选择。随着网络信息技术的不断发展，租赁形式的出现更是充分地利用了纯电路网络的结构特征。

4.2 DPT（RFC 2892）/RPR（802.17）

音频传输工作者在对多种IPTV技术使用的过程中，对DPT（RFC 2892）/RPR（802.17）技术的相对而言是比较高的。DPT（RFC 2892）/RPR（802.17）技术在使用过程中具有传输速度快、传输时间短、传输安全性较高，并且传输信息稳定程度较高等优势，同时DPT（RFC 2892）/RPR（802.17）技术在使用过程中，所需的维护程度相对较低，因此，DPT（RFC 2892）/RPR（802.17）技术得到了众多厂商及网络运营商的认可。

4.3 GE/L3SW

GE/L3SW技术在大型局域网中使用时，需要投入较大的管理费用以及设备费用，因此相对而言性价比较低。但在小型局域网使用中，GE/L3SW却拥有投资费用小。维护成本低等优势，具有较高的性价比。因此，GE/L3SW适合在小型局域网中使用，例如小区以及公司等场地。

4.4封装协议

当前在IPTV技术中常用的封装协议有GSE、ULE、MPE等。其中ULE封装协议在运行过程中可以将NPA灵活调控，将其设置为自选字段。GSE封装协议的最大封装长度较低，并且对硬件的支持程度较弱，因此推广范围较小。MPE封装协议是通过48位的硬件地址来进行单组传播，但因MPE封装协议头部较大，因此整体运行时灵活性较弱。

结语

总之，随着互联网技术的不断普及，信息技术的不断发展，IPTV等新型观影形式因其现代化优势而逐渐获得越来越多人的青睐。IPTV具有更丰富的视频内容以及更快速地更新速度，同时也具有较高的性价比和经济优势。本文基于对IPTV技术的特点及其物理结构、业务服务类型以及网络承载性要求等维度进行分析，进而对基于IP网络的IPTV的服务供应商网络架构中纯电路网络、DPT（RFC 2892）/RPR（802.17）、GE/L3SW、封装协议、MPEG-2TS over IP等技术进行探究，从而更好地促进IPTV技术的发展与革新。

参考文献

[1]陈哲，张伟，王菲. 智媒体时代的IPTV发展[J]. 人工智能，2020（02）：13-19.

[2]王劲. 基于IPTV技术与数字电视的比较研究[J]. 卫星电视与宽带多媒体，2020（11）：1-2.

[3]邱达超，李振华，吴强. IPTV业务发展探析[J]. 电信工程技术与标准化，2020，33（10）：53-57.

[4]林清圣，范波，张文美. IPTV业务特点及主要技术概述[J]. 信息与电脑（理论版），2019，31（17）：169-171.