I ABSTRACT V 致谢 1 2第一章 绪论 随着宽带网络的不断建设，国内外众多的运营商充分感觉到宽带业务 和用户发展的后劲不足，新增用户为运营商带来的收益无法弥补恶性价格 竞争带来的ARPU值下降，很多地方单纯的宽带业务赢利曲线正呈下降趋 势。究其原因，主要集中在以下几个方面， 1.1 宽带用户发展现状 一方面，PC机的年增长量已经远远满足不了宽带用户增长的需要。另 一方面，PC机的价格成为用户享受宽带业务的一个重大障碍，对工薪阶层 来说，用户需要投资一笔不小的数目来购买PC机。最后，PC机的易操作 性仍然将成为大多数人上网的一道门槛，复杂的操作、不稳定的系统，都 使许多非专业人士望而却步。 1.2 宽带增值业务现状 首先，用户上网消费还是以信息咨询、聊天为主，娱乐类的消费由于 消费趋向的问题，虽然呈增长趋势，但还不能形成主流业务。 第二，很多运营商提供给用户的增值类业务由于各种免费业务（如高 速下载、P2P等）的冲击很难给用户提供高质量的服务。 第三，增值业务目前作为接入业务的一个有益补充，没有从运营角度 将其提升到一个新的高度，导致业务与月租的倒挂——国外运营商增值业 务和接入业务（月租）的收入比例一般是1，1的关系，而我们目前的格局 与之相差甚远。 综合上面的分析，我们可以看到，降低用户终端侧的门槛消费、为用 1户提供良好的增值业务体验成为运营商关注的内容，通过长时间的试点和 实践，很多运营商发现宽带视频（IP TV）业务可以很好的解决这一问题 [ 1] 。 IPTV业务是基于宽带网络开展的以媒体为主的业务，主要提供家庭娱 乐、培训咨询和日常生活信息获取、交互方面的应用。IPTV 以ADSL、 FTTB+LAN为主要接入方式，以宽带数字机顶盒+电视机为用户终端，向 用户提供电信级的服务和使用简便的电视式体验。 l 良好的视音频效果，提升用户体验； l 继承传统TV的操作模式，减少用户学习成本； l 承载丰富的增值业务，吸引用户，增加在网时间，扩 大收益范围； l 降低宽带放号的终端门槛，摆脱PC操作和数量的限 制； l 多计费方式、多业务模式为运营提供便利； l 为CP提供多渠道的业务展示平台，推动产业链源头的 发展； l 内容版权的全面控制，实现SP与CP的双赢。 根据国外运营商的案例，视频类的业务将极大的拉动宽带业务的发展。 中华电信hiChannel依靠影视类的宽带流媒体业务已经占据了台湾八成以上 的ADSL市场。其主营业务主要集中在电影类、新闻类和教育类节目。韩 国电信KT也利用VOD和教育类业务极大的拓展了宽带收费空间，截止目 前为止已经拥有了440万以上的用户。 吉林省网通公司目前将IPTV的用户发展对象定位为专网用户，采用统 一核心平台，为全省用户服务。本期拟将平台建设在省会长春，将吉化专 2网作为一个边缘节点，先期为吉化专网用户提供IPTV服务。本期建设规模 为省中心1000并发流，吉化边缘节点500并发流，拟发展用户6000个。本 期将开放50路直播频道，时移滚动保留一周内50套直播节目，7000小时在 线点播节目。 第二章 IPTV相关技术 2.1 音、视频编码技术 中国网通公司IPTV采用MPEG4 part2 或MPEG4 part10 (avc,H.264)作 为IPTV平台采用的视频编码格式同时采用MP3、AAC、HE-AAC作为标准 音频编码格式。[3]同时支持向其他视频音频格式过渡的能力。中国国家标 准的AVS（数字音视频编解码技术）技术就是需要具备过渡能力的一种编 码技术之一。 2.1.1 视频编码技术 尽管IPTV视频编码标准有很多种，但在国内主要采用MPEG4 part2和 H.264两种技术。 Mpeg4 part2 运动图像专家组，英文简称MPEG（Moving Picture Experts Group） 隶属于ISO/IEC的一个专家工作组，主要负责为数字音视频编码算法开发 和制定标准。该组织始建于1988年，并于1992年制定出MPEG0－1标准， 它是将视频数据压缩成1－2Mb/s的标准数据流，工业产品VCD机和MP3播 放器都是以该标准为基础?生出来的。随后的1994年，制定出MPEG－2标 3准，它是为了获得更高的分辨率（720*486），提供广播级视频和CD品质 的音频而产生的高质量音视频编码标准，传输速率在3－10Mbit/s之间，它 也是数字电视、DVB和DVD所遵循的压缩标准。 随着研究工作的深入发展，ISO又公布了 “ 超低比特率活动图像和 语音压缩标准 ” ，排序MPEG－4,1998年10月批准第一版，1994年4月又 公布了第二版及其校验模型（VM），MPEG－4正式编号是ISO/IEC国际标 准14496，它是一种新型的多媒体标准，它与前标准一个重要区别就在于 它是一个基于对象的视编码压缩标准，它所定义的码率控制的目标就是获 得在给定码率下的最优质量，它为互联网上传输高质量的多媒体视频提供 了很好的技术平台。 Mpeg4 part10 AVC& H.264 H.264， 或者 MPEG-4 第十部分，是由ITU-T视频编码专家组（ VCEG）和ISO运动图像专家组（MPEG）联合组成的联合视频组（JVT， Joint Video Team）提出的高度压缩数字视频编解码器标准。ITU-T的H. 264标准和ISO MPEG-4第10部分（正式名称是ISO/IEC 14496-10）在编解 码技术上是相同的，这种编解码技术也被称为AVC,即高级视频编码（ Advanced Video Coding）。该标准第一版的最终草案（FD）已于2003年 5月完成。 H.264/AVC项目最初的目标是希望新的编解码器能够在比相对以前的 视频标准（比如MPEG-2或者H.263） 低很多的码率下（比如说，一半或 者更少）提供很好的视频质量；同时，并不增加很多复杂的编码工具，使 得硬件难以实现。另外一个目标是可适应性，即该编解码 器能够在一个 很广的范围内使用（比如说，即包含高码率也包含低码率，以及不同的视 频分辨率），并且能在各种网络和系统上（比如组播，DVD存储，RTP/IP 包网络，ITU-T多媒体电话系统）工作。 4H.264/AVC包含了一系列新的特征，使得它比起以前 的编解码器不但能够更有效的进行编码，还能在各种网络环境下的应用中 使用。这些新特性包括， 1. 多参考帧的运动补偿； 2. 变块尺寸运动补偿； 3. 为了减少锯齿并得到更锐化的图像，采用六抽头的滤波器来产生 二分之一像素的亮度分量预测值； 4. 宏块对结构允许场模式中采用16x16的宏块(相对于MPEG-2中的 16x8)； 5. 基于上下文的变长编码 (CAVLC)，用于对量化后的变化系数进行 编码； 6. 帧编号，使用该功能支持创建一个视频序列的子序列,可用來支持 实现时域的可伸缩性，还支持对丢失的整帧图像进行检测和隐藏( 丢失可能是由于网络丢包或者信道误码造成的)。 H.264中还有很多优秀特性这里不一一列举。 2.1.2 音频编码技术 Mp3 MP3是一个数据压缩格式。它丢弃掉脉冲编码调制（PCM）音频数据 中对人类听觉不重要的数据（类似于JPEG是一个有损图像压缩），从而达 到了小得多的文件大小。 在MP3中使用了许多技术其中包括心理声学以确定音频的哪一部分可 以丢弃。MP3音频可以按照不同的位速进行压缩，提供了在数据大小和声 5音质量之间进行权衡的一个范围。 MP3格式使用了混合的转换机制将时域信号转换成频域信号， 32波段多相积分滤波器 (PQF)36或者12 tap 改良离散余弦滤波器 ( MDCT)；每个子波段大小可以在0...1和2...31之间独立选择混疊衰减后处 理。 AAC 根据MPEG规范的说法，MPEG-4中的AAC（Advanced audio coding） 将是MP3格式的下一代。AAC出现于1997年，是基于MPEG-2的音频编码 技术。由Fraunhofer IIS、杜比、苹果、AT&T、索尼等公司共同开发，以 取代mp3格式。2000年，MPEG-4标准出台，AAC从新整合了其特性，故 现又称MPEG-4 AAC，即m4a。 作为一种高压缩比的音频压缩算法，AAC通常压缩比为18，1，，远 胜mp3，而音质由于采用多声道，和使用低复杂性的描述方式，使其比几 乎所有的传统编码方式在同规格的情况下更胜一筹。不过直到2006年，使 用这一格式储存音频的并不多，可以播放该格式的mp3播放器更是少之又 少，目前所知仅有苹果iPod，而手机支持AAC的相对要多一些，此外电脑 上很多音频播放软件都支持AAC格式，如苹果iTunes。 [2] HE-AAC HE意思是 "high efficiency"(高效性)。HE-AAC混合了AAC与SBR技 术。SBR代表的是Spectral Band Replication(频段复制)。SBR的关键是在 低码流下提供全带宽的编码而不会产生产生多余的信号。 HE-AAC 是Mpeg4 part10 或者说是H.264 标准采用的音频编码技术。 6目前IPTV可采用的内容分发技术多为内容分发网络技术、P2P网络、 内容分发+P2P技术几种。下面就集中技术进行探讨， 2.2.1 P2P技术 点对点技术（peer-to-peer， 简称P2P）又称对等互联网络技术，是一 种网络新技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚 集在较少的几台服务器上。P2P网络通常用于通过Ad Hoc连接来连接节 点。这类网络可以用于多种用途，各种檔案分享软件已经得到了广泛的使 用。P2P技术也被使用在类似VoIP等实时媒体业务的数据通信中。 P2P网络的一个重要的目标就是让所有的客户端都能提供资源，包括 带宽，存储空间和计算能力。因此，当有节点加入且对系统请求增多，整 个系统的容量也增大。这是具有一组固定服务器的C/S结构不能实现的， 这种结构中客户端的增加意味着所有用户更慢的数据传输。 2.2.2 内容分发网络 中国网通集团 2004年开始大力建设了全国骨干 SCDN网络及各省级 SCDN网络，加上为了建立IPTV而建设的个地市CDN网络。整个网通集团 已经建设成了一个稳定的内容分发网络，该网络可有效的保证各省市内容 的有效共享，并保证把其稳定可靠的送到用户端保证其收看质量。该分发 网络采用的技术是，把80%用户点播的20%热点节目放在用户最近的边缘 节点上，80%用户不常点播的节目放在中心结点上。节目的轮换机制是通 过系统对节目的点播打分，并把分值较高的节目及时推送到用户端的边缘 节点，并删除边缘节点中最低分值得节目。保证80%的点播节目是在边缘 7 2. 2 内容分发技术节点上获得服务。 2.2.3 P2P结合CDN技术 P2P技术可以有效地解决资源传输问题，而CDN技术可以有效保证用 户收看节目时的质量问题。在这个基础上提出了CDN与p2p技术结合的技 术，内容分发网络按照P2P模式来建立，而用户端采用到边缘节点的直接 网络保证用户收看