中心議題：
- 次世代IPTV技術發(fā)展經(jīng)緯
- IPTV服務概要
- 次世代IPTV播放技術
- 輕量化IP播放技術
日本NTT公司針對數(shù)字電視等家電制品，率先制定次世代IP電視（以下簡稱為IPTV）標準規(guī)格相關技術。本文要探討利用光纖到家（FiberToTheHome）技術，提供影像傳送服務的IPTV技術動向與功能。
發(fā)展經(jīng)緯
繼PC與電話之后被視為第三終端，利用寬頻IP網(wǎng)路提供影像傳送服務是IPTV主要訴求。事實上IPTV服務（service）從2002年至2004年業(yè)者才真正認知它的播放內(nèi)容、品質(zhì)與功能。
IPTV服務的成功范例首推義大利的ISP，它是FASTWEB公司提供IPTV服務，2002年10月開播以后加入者急速增加，IPTV甚至提供地表數(shù)字節(jié)目的轉播服務。
目前各公司採用獨自方式開發(fā)系統(tǒng)與終端提供IPTV服務，隨著事業(yè)規(guī)模的擴大，基于終端的經(jīng)濟化與促進流通考量，一般認為必需實現(xiàn)Interoperability，因此各國開始檢討規(guī)格共通化相關作業(yè)。
2006年4月美國CEA家電廠商與AT&T、Verizon、BellSouth等公司相互締結有關網(wǎng)路與終端連接的方針（Guideline）協(xié)議，試圖通過通信、播放、家電業(yè)擴大IPTV市場，今年4月ITU-I特別針對IPTV標規(guī)范策略啟動IPTVFocusGroup。
IPTV服務概要
目前IPTV提供的服務可以分成3種影像傳送服務，分別如下：
①使用Multicast傳輸技術提供IP節(jié)目
②使用Unicast術提供VOD
③使用檔案發(fā)信下載電影
次世代IPTV服務針對各影像傳送服務，擴大高品質(zhì)（從SDTV一直到HDTV）與擴大數(shù)量龐大的節(jié)目服務區(qū)（servicearea）管理，對多數(shù)加入者提供更經(jīng)濟的節(jié)目傳輸效益（圖1）。
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現(xiàn)行IPTV服務使用besteffort網(wǎng)路，與其它服務同時併用時經(jīng)常發(fā)生品質(zhì)劣化現(xiàn)象，因此次世代IPTV服務要求能夠支援各種條件影下的像像傳輸品質(zhì)。此外有關像像密碼化方式，到目前為止支援SDTV的MEPG-2（~6Mbit/s）一直是主流，不過去年開始HDTV用適用H.264，因此目前支援次世代IPTV服務的H.264HighProfile反而成為主流，它的解析度超過1440×1080Pix。
有關播放與通信具體整合，基本上它是使節(jié)目配信技術、節(jié)目導覽（Navigation）技術、內(nèi)容保護技術共通化。如圖2所示播放與通信利用IP，可以使服務實現(xiàn)共通化，利用IP的播放服務預定2008年開始提供Server型播放服務。
Server型播放服務隨著播放波利用通信線路，在終端下載節(jié)目服務或是從Server以VOD（VideoOnDemand）形式提供視聽服務。此處使用的下載與VOD服務，由于通信業(yè)者透過提供相同服務與共通化，因此可以產(chǎn)生各種相乘效果。例如通信業(yè)者與（節(jié)目）播放業(yè)者的服務，可以輕易切換成Seamless，進而提高使用者的便利性。
上述整合技術透過終端的共通化，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的經(jīng)濟化要求。圖3是播放與模組共通化的收訊機結構范例；圖4是支援次世代IPTV的數(shù)字電視機的實際外觀，它不需要傳統(tǒng)STB就能夠提供IPTV服務。
今年4月召開的首次會合開始討論IPTV的定義，分析目前既有的復數(shù)系統(tǒng)差異、，進行不同系統(tǒng)之間是否可協(xié)調(diào)，同時還檢討新共通規(guī)范，全球各國總共提案46件相關文件，今后IPTV-FG分成以下6大項目進行檢討，分別是：
?Architecture與要求條件
?QoS與功能
?安全與保護內(nèi)容
?網(wǎng)路與控制
?終端系統(tǒng)與Interoperability
?Middleware與application
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實現(xiàn)次世代IPTV服務必需與可作QoS控制的次世代網(wǎng)路（NGN）整合。如圖5所示NGN與次世代IPTV系統(tǒng)整合，藉此建立次世代IPTV全新服務的要件。
如上所述IP網(wǎng)路（Network）服務的寬頻化，與H.264/AVC（AdvancedVideoCoding）等密碼化技術發(fā)展背景下，業(yè)者已經(jīng)可以在IP網(wǎng)路上實現(xiàn)高品質(zhì)影像播放傳輸服務。對消費者而言，透過IP播放服務周邊設備的擴大，可以輕易享受多頻道影像播放傳輸服務，此外VOD（VideoOnDemand）等通信服務，與傳輸周邊設備的共通化，即使服是務應用的水準也能夠與播放、通信進行整合，作更具魅力的服務應用。
2000年與2003年問世的BS數(shù)字播放與地表波等代表性數(shù)字播放，在傳統(tǒng)模擬播放提供的影像與聲音之外，還提供BML（BroadcastMarkupLanguage）的資料播放服務，以及利用EPG（ElectronicProgramGuide）的服務。基于消費者的服務性負擔與降低收訊機供應成本等觀點，它能夠提供標準數(shù)字播放方式下，作最大整合極限的節(jié)目服務。
接著具體介紹次世代IPTV的代表實例，同時說明實現(xiàn)泛用性、經(jīng)濟性IPTV播放技術。
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次世代IPTV播放技術
圖6是次世代IPTV播放系統(tǒng)架構，如圖所示IPTV播放系統(tǒng)透過送出設備的IPMulticast傳送節(jié)目，收訊機端消費者的選臺操作，可以使該傳輸該節(jié)目的MulticastStream收訊再生。
表1是次世代IP電視播放方式的諸元，該方式以標準數(shù)字播放為平臺，同時追加以IP網(wǎng)路傳送數(shù)字播放節(jié)目的內(nèi)容。圖7是IP播放方式的ProtocolStack，如圖所示該ProtocolStack與數(shù)位播放一樣，可以利用TS（TransportStream）使多重化Stream收容在Multicast內(nèi)。
影像格式480i，480p，720p，1080i
影像編碼化MPEG-2Video，H.264/AVC
聲音編碼化MPEG-2ACC，MPEG-1Layer2
多重化MPEG-2Systems
SI密碼化根據(jù)ARIB-B10規(guī)范節(jié)目排列資訊
傳輸協(xié)議RTP/UDP/IPv6
選臺協(xié)議MLD
再生時序控制附TimeStampTS方式
修正錯誤ProPEGFEC
表1次世代IP電視播放方式的諸元
IP播放方式的特征與技術方式分別如下：
?利用附TimeStampTS形式的再生時序控制
儲存再生用的形式是利用ARIBSTD－B24第二篇規(guī)定的附TimeStampTS形式送出Stream。所謂附TimeStampTS形式，是指每隔188byte的TSpacker賦予4byte的TimeStamp資訊（27MHz的計數(shù)值）的形式。收訊機根據(jù)該TimeStamp對解碼進行TS的packer時序控制，同時適當補正IP網(wǎng)路的傳輸延遲使影像再生。
?利用專用頻道送出SI
在數(shù)字播放有關SI的節(jié)目控制與屬性資訊，已經(jīng)被規(guī)格化廣泛應用，因此SI與節(jié)目本身的多重化，可以應用在收訊機控制與節(jié)目內(nèi)容的提示。
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表2是次世代IP電視播放的SI內(nèi)容，表中的EIT（EventInformationTable）記述節(jié)目標題（Title）、內(nèi)容、播放時間與其它屬性等資訊，資料量可以依照節(jié)目數(shù)量增加。類似BS數(shù)位播放利用全頻道使各頻道共通發(fā)佈時，傳輸資料量會大幅增加，此時採取類似地表波播放，以某個頻道將播放節(jié)目的EIT在同一個頻道內(nèi)配信，某種程度可以抑制傳輸資料量。在此同時為取得全頻道的EIT，從收訊機端的MulticastJoint/Leave會有頻發(fā)與集中等問題，因此本方式的SI針對資料量很大卻不要求與節(jié)目作嚴密同步的EIT【schedule】資訊，會在送出系統(tǒng)端集中全頻道份，當作單一的SI專用MulticastStream送出。
資訊名稱內(nèi)容
NIT描述MulticastAddress等網(wǎng)路資訊與編輯等相關資訊
SDT描述頻道名稱、IP播放事業(yè)單位名稱等有關Service等相關資訊
BIT描述IP播放事業(yè)單位相關資訊
EIT描述節(jié)目Title、播放日期、播放內(nèi)容等節(jié)目相關資訊
與播放節(jié)目同步傳送目前節(jié)目資訊與下個節(jié)目資訊的EIT【p/f】
傳送N日份節(jié)目資訊的EIT【Schedule】
表2次世代IP電視播放的SI內(nèi)容
?網(wǎng)路選臺資訊的發(fā)布
如上所述收訊機為了再生接收選臺后的頻道，必需辨識各頻道與IPMulticastStream的對應關系。
以往數(shù)字播放與CATV的規(guī)范，是將頻率、變調(diào)方式等頻道的物理性位置、資訊描述在NIT（NetworkInformationTable），并採取隨著選臺使頻道復調(diào)的方式。因此本方式也比照上述方式擴充NIT的描述內(nèi)容，描述IPMulticastStream的位置資訊，當作網(wǎng)路選臺資訊發(fā)布，使收訊機可以充分掌握服務提供的IP播放頻道與Stream物理位置的對應。在NIT除了Multicast位置以外，它可以記述參數(shù)資訊等IP傳輸時利用的FEC（ForwardErrorCorrection）。
輕量化IP播放技術
次世代IPTV播放方式與傳統(tǒng)數(shù)位播放方式的親和性很高，不過卻必需送出傳統(tǒng)通訊系影像配信服務未提供的以播放方式為準則的Stream。利用專用硬體處理送出Stream時，會面臨服務提供成本增加等問題，為實現(xiàn)次世代IPTV播放服務低成本的要求，必需開發(fā)輕量化IP播放技術，具體內(nèi)容如下：
①以泛用伺服機針對送出IP的播放處理作業(yè)，進行整合送出處理
②進行無依存性輸入影像Stream的SI多重狀態(tài)的送出處理
藉此達成降低送出成本，提高服務運作性。圖8是利用上述技術構成傳送節(jié)目的Server作業(yè)流程，如圖所示它是利用：
?產(chǎn)生播放方式為準則的TS多重化處理
?將Stream送出到網(wǎng)路的TTS化（附TimeStamp）
?可以收容IPpocket處理
等單一泛用伺服機進行通訊系統(tǒng)處理。由于今后播放業(yè)者可能會以IP播放服務提供各種影像內(nèi)容，一般認為輸入至IP播放設備的影像source，可能會與SI已經(jīng)被多重成為播放方式準則物，或是還未被多重化的東西混雜。
由于輕量化IP播放技術并不會與這類輸入source資料差異有依存性，因此它能夠依照共通性次世代IP播放方式，實現(xiàn)節(jié)目送出的要求。例如輸入source內(nèi)的SI未被多重化時，從外部以CSV等泛用格式輸入資訊，就可以進行節(jié)目與多重送出，或是送出SI專用Stream。輸入source內(nèi)的SI已經(jīng)被多重化時，利用該資訊自動執(zhí)行產(chǎn)生SI專用Stream。
系統(tǒng)結構
本系統(tǒng)是由SI送出管理伺服機、節(jié)目送出伺服機、SI專用送出伺服機構成。SI送出管理伺服機執(zhí)行NIT、SDT、BIT、EIT的送出管理與控制。節(jié)目送出伺服機將影像、聲音、字幕構成的節(jié)目，配合節(jié)目多重對象的SI，以IPv6Multicast送出。從節(jié)目送出伺服機與SI送出伺服機送訊的SI，則被當作SI專用Stream再建構，接著再利用IPv6Multicast送出。
在輸入source內(nèi)存有EIT的頻道α，與輸入source內(nèi)無EIT的頻道β的送出處理。頻道α的送出處理是將EIT【schedule】以外的資料當作IP收容送出，來自SI專用送出伺服機者，在節(jié)目送出伺服機進行再構成，接著再將已分離、抽出的EIT【schedule】送出。頻道β的送出處理根據(jù)從外部輸入的資訊，進行從SI送出管理伺服機對節(jié)目送出伺服機與SI專用送出伺服機的SI送訊指示。被指示的各伺服機執(zhí)行、送出SI與節(jié)目的多重處理，或是進行SI專用Stream的構建。
以上介紹利用IP網(wǎng)路與利用光纖到家（FiberToTheHome）技術，提供影像傳送服務的IPTV技術動向與功能。今后基于與內(nèi)容保護、存取控制的CAS（ConditionalAccessSystem）、H.264/AVCTransCoder等外部系統(tǒng)整合的需求，必需開發(fā)安全、高品質(zhì)次世代IP播放服務相關技術。
