河南廣播電視臺：萬明明

IPTV是指一種交互式的網(wǎng)絡(luò)電視，屬于一種先進的電視業(yè)務(wù)范圍，IPTV可以借助于IP實現(xiàn)對信息內(nèi)容的有效傳輸，可以在電視、計算機等終端展示。IPTV技術(shù)當中具備交互性和創(chuàng)新性的特點優(yōu)勢，可以被作為視頻音頻服務(wù)的集合，可以實現(xiàn)對多種技術(shù)手段進行有效的整合融匯，比如互聯(lián)網(wǎng)、流媒體播放、視頻編碼、數(shù)字通信等技術(shù)手段方式，IPTV技術(shù)對于數(shù)字化多媒體建設(shè)發(fā)展具有一定的促進意義和發(fā)展作用。

1.IPTV技術(shù)

1.1 IPTV技術(shù)組播技術(shù)

對于IPTV節(jié)目來說，用戶對其進行觀看時，其終端可以和視頻的服務(wù)器建立起一個鏈接通道，在IPTV節(jié)目有大容量的用戶觀看時，其視頻服務(wù)器部分就會在內(nèi)部建立對應的大量網(wǎng)絡(luò)鏈接通道。此種模式的服務(wù)，在視頻進行大文件傳輸時會對視頻服務(wù)器造成巨大的壓力?；诖?，需要借助IPTV組播技術(shù)的方式來對服務(wù)器內(nèi)部存在的較大壓力進行緩解。針對用戶而言，終端部分通過IPTV的身份驗證之后，用戶就會自動加入到視頻播放組內(nèi)部，視頻服務(wù)器不會單獨地向用戶來進行數(shù)據(jù)的發(fā)送，而是直接對此用戶組進行數(shù)據(jù)的發(fā)送。用戶量越大，IPTV的組播技術(shù)優(yōu)勢就表現(xiàn)得越明顯。

IPTV的服務(wù)器所產(chǎn)生的視頻或者音頻流可以利用每一個單獨的IP組播地址向IPTV的核心網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)送。IPTV的核心網(wǎng)絡(luò)主要是利用協(xié)議獨立組播的方式對核心路由器之間所傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)流進行分析和研究。在視頻流當中，主要是借助于IPTV的核心網(wǎng)絡(luò)進入到用戶接入網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部。其中接入的網(wǎng)絡(luò)需要利用管理協(xié)議的方式對每個用戶的組進行信號的發(fā)出，最終利用機頂盒進行解碼之后將其在電視屏幕上進行顯示。機頂盒的設(shè)備可以對用戶所發(fā)出的指令進行接收，以此來發(fā)送連接或者離開的消息，對用戶的接收通道進行指示，通道開關(guān)進行轉(zhuǎn)換之后可以作為遷移和通道的離開信息，新通道就可以加入。在這個過程當中，需要避免出現(xiàn)所有組轉(zhuǎn)發(fā)全部客戶的情況，IPTV核心網(wǎng)絡(luò)的交換機一般都是利用IGMP窺探技術(shù)的方式來對數(shù)據(jù)信息進行讀取，且對其中存在的IGMP的信息進行檢索。如果缺乏其信息的窺探，交換機則需要將組網(wǎng)的數(shù)據(jù)包注入到每一個端口內(nèi)部，此種情況就會使得信號廣播傳輸?shù)剿薪M的所有用戶終端部分，形成一個網(wǎng)絡(luò)風暴的產(chǎn)生。借助于此種IGMP的窺探方式，交換機可以對路由器和終端主機之間產(chǎn)生的消息進行交換，實現(xiàn)構(gòu)建請求特定組播的所有端口列表。

1.2 基于CDN的IPTV技術(shù)

基于CDN的IPTV技術(shù)，主要是針對于IPTV中的視頻點播讀物，借助于CDN的方式來完成，對于視頻流來說，可以借助于CDN的方式分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)邊緣距離用戶較近的邊緣服務(wù)器當中，并將其傳輸?shù)接脩舻臋C頂盒內(nèi)部，實現(xiàn)邊下載邊播放的功能。

1.3 IPTV視頻流編碼傳輸技術(shù)

現(xiàn)階段應用比較廣泛的IPTV視頻流編碼傳輸技術(shù)可以分為兩種技術(shù)：互聯(lián)網(wǎng)流媒體聯(lián)盟和PEG-2TS，其中互聯(lián)網(wǎng)流媒體聯(lián)盟即為Internet Streaming Media Alliance。稱之為ISMA，ISMA屬于傳統(tǒng)的C/S模式，借助于協(xié)議將數(shù)據(jù)信號封裝在傳輸層內(nèi)部，在此種模式下，傳輸信號的檢測方式也需要在RTP的基礎(chǔ)上協(xié)議完成。其中MPEG-2TS屬于一種廣泛的視頻壓縮編碼方式，在視頻壓縮編碼方式當中，出現(xiàn)了很多壓縮效率較高的方式，因此此種方式的應用越來越少。ISMA方式下可以借助RTP協(xié)議對音頻和視頻的信號實現(xiàn)同步化操作，以此對其質(zhì)量進行控制，此屬于IPTV節(jié)目信號傳輸質(zhì)量檢測的核心技術(shù)所在。

2.基于ICN的IPTV核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

現(xiàn)階段的IPTV主營業(yè)務(wù)，可以分為電視類、通信類和增值業(yè)務(wù)這三項。其中電視業(yè)務(wù)包含了廣播電視、點播電視和個人視頻錄制等；通信業(yè)務(wù)包含了基于IP的語音業(yè)務(wù)、即時通信服務(wù)和電視短信等；增值業(yè)務(wù)包含了電視購物、互動廣告、在線游戲和遠程教育等。在現(xiàn)階段的IPTV運營情況當中，內(nèi)容的集成和信息的傳輸在符合政策方針和要求方面還存在一定的問題，因此需要對其進行改善，《國家廣播電視總局關(guān)于開展IPTV專項治理的通知（廣發(fā)[2019]45號）》對于其在涉及到的問題進行了分析和研究。一方面，對于違反IPTV的內(nèi)容審查的問題需要進行重點治理，其中涉及到了播出的管理時間等；另一方面，針對違反境外電視節(jié)目的管理規(guī)定的問題也需要進行治理；針對電視頻道的違反行為也需要治理。另外，針對缺乏IPTV內(nèi)容服務(wù)許可、違規(guī)進行IPTV連接公網(wǎng)和其他違背IPTV管理規(guī)定的問題也需要進行重點治理和改善。

在對IPTV的解決方案進行分析的時候需要借助組播技術(shù)解決，借助ICN和IGMP的方式建立起一個組播通道。其中ICN的通信當中需要借助IP的組播，IGMP控制（C）和IP組播數(shù)據(jù)（D）信道屬于兩個子民，與下面的控制以及數(shù)據(jù)的信息通道組成了一個平面的空間。針對發(fā)送IP組播的，可以對通道的訂閱者進行控制，以此來方便相關(guān)的連接信息的告知和信息的預留操作?；诖?，在對IP組播信號的接收方面，需要對于數(shù)據(jù)包的接收任務(wù)進行掌握和了解。對于接收端來說，在接連發(fā)生以及消息離開的時候需要進行通道的發(fā)布和轉(zhuǎn)換，對于數(shù)據(jù)通道需要開展隱式訂閱或者取消訂閱。在收到信息之后，需要對其進行檢查，在檢查的過程當中如果檢查沒有收到信息，就需要進行cNAP發(fā)送隱式訂閱消息，以此來將信息發(fā)送給對應的控制通道，此種方式主要是由于代表相應IP組播發(fā)送方開展信道訂閱活動，其中sNAP屬于接收方。sNAP需要對其接收的組進行檢查，確認收到狀態(tài)。在接收到之后，需要將cNAP添加到組的收件人中。一旦出現(xiàn)此種情況變化，對于底層的ICN來說可以對其自動重新計算，也就是對組播樹的FID進行重新計算，其中需要允許IP數(shù)據(jù)包借助本機組播進行正確的cNAP傳遞。

基于ICN和IGMP技術(shù)的組播通道方面，對于ICN通信存在的所有IP組播信息數(shù)據(jù)交流的過程中經(jīng)常發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)導致鏈路、交換機或路由器故障的現(xiàn)象，需要利用使用冗余鏈路和節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建操作，以此來最大限度地避免此類事情對服務(wù)造成中斷影響。對于現(xiàn)階段的IPTV網(wǎng)絡(luò)，如果存在多條路徑的交換機，對于拓撲就可以創(chuàng)建一個生成樹，禁止一些鏈路進行流量的轉(zhuǎn)發(fā)，以此來避免循環(huán)現(xiàn)象的發(fā)生。IGMP窺探交換機對其消息內(nèi)部進行查看的時候，其本質(zhì)屬于樹中位置的學習，也就是需要對IP組播的消息來源進行了解，對傳播的終點進行了解和掌握。如果發(fā)生了上述的鏈接失敗現(xiàn)象，需要對其網(wǎng)絡(luò)的拓撲變化進行重組，對于IGMP窺探交換機收集的組播轉(zhuǎn)發(fā)樹信息部分來說，部分屬于無效的狀態(tài)?；诖?，在使用交換機停止轉(zhuǎn)發(fā)流量之后需要在接收到新的IGMP消息時才可以允許交換機重新對組播樹進行創(chuàng)建。因此，鏈路故障轉(zhuǎn)移的期間，需要進行服務(wù)中斷操作的預計，計量單位以秒來作為順序，一直到生成樹被重新創(chuàng)建之后，交換機可以從所有的活動機頂盒當中進行報告的接收。如果兩個交換機之間產(chǎn)生的主鏈路發(fā)生了故障，其入口的交換機檢測故障可以將流量自動地切換到主接口配置的輔助接口部分，以此來避免組播樹或者FID的重新計算。在此種情況下，與傳統(tǒng)IP的IPTV網(wǎng)絡(luò)相比較，基于ICN技術(shù)的IPTV網(wǎng)絡(luò)具備的丟包率和服務(wù)中斷故障率比較低，可以提供可靠的傳輸質(zhì)量保證。

3.IPTV視頻傳輸監(jiān)測問題

對于IPTV來說，其網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)中SHE即為Super Head End，可以實現(xiàn)其各地內(nèi)容匯集到廣播電視的內(nèi)容中，實現(xiàn)IP化的交流。此種方式在流經(jīng)了廣域網(wǎng)傳輸之后可以達到VHO端，即為Video Hub Office，利用介入到網(wǎng)絡(luò)將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶的HG內(nèi)部，即為Home Gateway，在家庭網(wǎng)絡(luò)當中可以實現(xiàn)將IP視頻流分發(fā)到機頂盒當中，在這個過程中可以實現(xiàn)在電視上進行視頻的控制播放。在所有的網(wǎng)絡(luò)當中都支持IP組播，對于每一個電視頻道內(nèi)部都可以建立一個組播樹。視頻點播服務(wù)器還可以建立在SHE和VHO中，用戶的點播可以將每一條的視頻從視頻點播服務(wù)器到用戶機頂盒的單播視頻流內(nèi)部。在視頻流傳輸?shù)倪^程當中，核心的網(wǎng)絡(luò)與其城域網(wǎng)絡(luò)結(jié)合下組合成為一個Mesh結(jié)構(gòu)。其中，接入網(wǎng)絡(luò)屬于IPTV的數(shù)據(jù)向用戶進行分發(fā)的一個重要承載網(wǎng)絡(luò)，其中的寬帶接入或者XDSL接入網(wǎng)絡(luò)屬于樹形結(jié)構(gòu)的部分。

IPTV的視頻傳輸質(zhì)量的監(jiān)測呈現(xiàn)出的問題主要集中在兩個方面：其一，廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)屬于其ISP重點運營和保護的網(wǎng)絡(luò)，在可靠性方面都比接入網(wǎng)的可靠性要高，在其傳輸?shù)倪^程當中出現(xiàn)問題的話，IPTV服務(wù)的提供商可以在對應的服務(wù)器當中檢測節(jié)目的質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量下降的現(xiàn)象，則可以及時地使用對應的補救措施。其二，對于其接入網(wǎng)來說，在物理方面的分布比較復雜，傳輸線路和設(shè)備在分布方面都會在園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)和用戶小區(qū)當中實現(xiàn)地段的保護，此種情況下出現(xiàn)的故障概率相對較大，其接入的網(wǎng)絡(luò)故障可能導致IPTV的運營商在檢測到傳輸質(zhì)量下降之前就對用戶自身的QOE產(chǎn)生了一定的影響。

基于本文的樹形結(jié)構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)當中，其視頻的質(zhì)量監(jiān)測過程當中所涉及到的問題需要進行實例化的研究。如果接入網(wǎng)當中，存在一個集中的視頻傳輸質(zhì)量檢測服務(wù)器，被稱為MS，即為Monitoring Server，對在運行過程當中收集每一個用戶的機頂盒的實時反饋的視頻接收所呈現(xiàn)出的質(zhì)量，比如可以對機頂盒內(nèi)部進行類似于TBM的監(jiān)測，如果信號的接收質(zhì)量下降與其預先設(shè)定出的閾值進行對比低的話，需要立刻向MS進行反饋。在這個過程當中需要值得注意的是，IPTV的視頻傳輸質(zhì)量監(jiān)測的操作需要建立在正常的網(wǎng)絡(luò)管理當中，也就是ISP的管理網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)通斷和網(wǎng)絡(luò)性能的科學化管理。在此種程度上，假設(shè)用戶的機頂盒無法和MS取得相關(guān)聯(lián)系，ISP的網(wǎng)絡(luò)管理功能需要對其網(wǎng)絡(luò)運行過程當中出現(xiàn)的故障點進行有效化科學的診斷。在IPTV的適配傳輸質(zhì)量監(jiān)測方面，其MS接收到一個或者多個用戶機頂盒的質(zhì)量下降的報告之后，可以對網(wǎng)絡(luò)當中產(chǎn)生IPTV的傳輸質(zhì)量故障點的影響因素進行定位和分析研究。一般來說，此種類型的故障一般都是由于網(wǎng)絡(luò)視頻當中存在一定的突發(fā)性、背景流量的變化，最終造成了IPTV視頻流可以在傳輸當中產(chǎn)生了丟包或者是延時抖動得以增加的情況和狀態(tài)。

4.發(fā)展趨勢

IPTV屬于一種高新技術(shù)的傳輸服務(wù)形式類型，可以有效地改善傳統(tǒng)模式運行過程當中存在的局限性，由于IPTV自身在交互性能方面相對較強，具備相對較高的靈活性，對于其現(xiàn)階段相關(guān)的產(chǎn)業(yè)可以實現(xiàn)多元化的發(fā)展和促進。與此同時，IPTV的關(guān)鍵技術(shù)可以在諸多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效地應用，比如對酒店進行智能化IPTV系統(tǒng)的應用?；贗PTV的技術(shù)引導，可以實現(xiàn)最大限度且方便快捷地對其內(nèi)部所需要的各類功能進行實現(xiàn)和處理，其中包含了實時點播、在線付費等操作和功能，還可以對私人的個性化定制、預約等人性化的體驗提供良好的服務(wù)，以此來最大限度地為用戶提供一個良好且快捷的體驗。與此同時，社會上其他的專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)都可以借助IPTV系統(tǒng)進行應用，實現(xiàn)社會整體化運行的基礎(chǔ)科學保證，極大地促進信息化和技術(shù)化的整體發(fā)展。在當前的發(fā)展當中，IPTV需要考慮一個網(wǎng)絡(luò)核心承載架構(gòu)的問題，對于未來的IPTV用戶來說，數(shù)量呈現(xiàn)出倍數(shù)增長的趨勢，因此需要確保其核心的架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)處于穩(wěn)定可靠的狀態(tài)當中。除此之外還需要對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣冗M行注重，以此最大限度地保障網(wǎng)絡(luò)傳輸畫面的清晰程度，對于寬帶延伸等多個方面的問題進行及時的解決，以此保證IPTV的系統(tǒng)得以充分科學地運行。

5.結(jié)束語

針對于傳統(tǒng)的電視行業(yè)，IPTV屬于一種技術(shù)的變革，可以說是運營商轉(zhuǎn)戰(zhàn)視頻服務(wù)行業(yè)的一個重要標志?；诋斍暗幕ヂ?lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展和變革，在對應的領(lǐng)域行業(yè)內(nèi)也得到了快速的發(fā)展和運營，在其信號的傳輸帶寬、傳輸?shù)乃俾史矫嬉簿邆淞艘欢ǖ脑黾?，由于網(wǎng)速造成的IPTV業(yè)務(wù)技術(shù)的發(fā)展問題也需要良好的科學化處理和解決，基于此，需要不斷地加強在ICN方面的IPTV傳輸和監(jiān)測技術(shù)，以此來不斷地促進IPTV的發(fā)展和進步。