全球寬帶普及率的日益增長,以及更新、更有效的視頻壓縮技術的涌現,使得電信與服務供應商能為消費者提供基于IP的視頻服務。IP-TV及網絡娛樂應用的出現將網絡與音/視頻(A/V)處理融合在一起,并對IP機頂盒(IP-STB)、數字媒體適配器(DMA)、“三網合一”(數據、語音和視頻整合)網關以及類似的IP視頻應用等設備上的軟硬件都提出了新的要求。

諸如DVD播放機、機頂盒及個人錄像機(PVR)等消費類數字視頻設備,主要采用MPEG-2視頻編碼方案；用于這些系統的集成化系統級芯片(SoC),在硬件上已經實現MPEG-2格式。在通過寬帶網絡連接發送媒體內容的IP-TV方案中,MPEG-2格式不能滿足需要。因此要有更新及更有效的壓縮算法來實現消費級寬帶視頻IP服務。例如,WindowsMedia(WMV9)及 part 10(AVC)就是新型的低比特率視頻編解碼器,可提供比MPEG-2更高的壓縮率。

這些新型編解碼器采用比MPEG-2低得多的帶寬,能提供優良的觀賞體驗。要在非對稱數字用戶線路(ADSL)等寬帶連接上實現IP-TV,就有必要采用這些低比特率編解碼器。而針對IP-TV應用的新硬件,除了支持MPEG-2等原有編解碼格式外,還必須支持、WMV9及MPEG-4等多種新型壓縮技術。有幾種方法可用來處理這種多格式A/V編解碼,包括硬件與可編程的方法。

以往MPEG-2系統通常采用硬件實現。一些解決方案供應商正試圖將同樣的基于硬件的方法運用到及WMV9等新型視頻編解碼器中。但是這種方法存在許多問題與挑戰。首先,它要求每種編解碼器都采用專用硬件；其次,一些新型編解碼器還不能很好地用于基于硬件的實現,因為它們仍處于變化中——眾多標準還在繼續發展,無論是在編解碼層還是在傳輸流層,都經常有修訂版標準出現。

基于硬件的實現方法具有有限的靈活性和可升級性,因此它們并不適合這些新出現的視頻標準,以及受服務供應商驅動的IP-TV部署的不斷變化的要求。一些硅供應商已開始嘗試混合方法,用軟件來完成某些視頻處理工作。不過這類方法大多數都是近硬件層的實現,在本質上還是與完全基于硬件的部署具有相同的有限可升級性和靈活性。

可編程平臺

用來處理多格式音視頻的完全可編程的解決方案是迄今唯一經驗證的方法,它既可滿足WMV9和等更新、更有效的低比特率視頻編解碼器的要求,同時又能支持MPEG-2等原有編解碼格式。許多編解碼格式(如WMV9等),都有多個變量,包括Main Profile, Advanced Profile及VC-9(SMPTE標準)l等。可編程能力提供了最大程度的靈活性和可升級性,而這正是電信及受其他服務提供應供商驅動的IP-TV部署苛求中極為重要的特性。IP機頂盒和DMA需要與視頻端口配合使用,處理遇到的任何內容。不同情況下,內容編碼或壓縮方式可能會有很大變化。

盡管完全可編程平臺是實現多格式A/V解決方案的最好方法,但它也面臨自身的挑戰。直到近來,可編程解決方案實際上還只是被嵌入PC或是一些冗長指令字的昂貴架構中。基于多種原因,例如系統成本、設計復雜性及功耗等,這兩種類型都不能很好地適用于消費類IP-TV解決方案。不過,最近出現了一些具有突破性的新型可編程方案,能夠克服上述局限。可編程解決方案需要有用于A/V處理的優化軟件,包括對多種音、視頻編解碼器及后處理功能的支持。

聯網要求

IP-TV應用需要有線或無線網絡連接,典型的連接為10/100以太網、、HNPA、電力線或MOCA。簡單的IP-TV客戶(例如IP機頂盒或DMA),可以通過IP連接來接收媒體內容,需要將壓縮視頻解碼成NTSC/PAL音/視頻,輸出給電視。這種基本的IP機頂盒可融合許多其它功能,例如網關、VoIP、視頻會議及PVR。需要支持哪些網絡協議,則取決于集成到系統中的功能。受服務供應商驅動的IP-TV應用一般還要求支持實況電視組播,以及對許多視頻點播(VoD)協議的支持。對于VoD應用,IP-TV客戶端需要與VoD服務器進行通信。有許多協議可用于這方面,包括RTP、RTCP、RTSP及HTTP。這些協議用來控制媒體流及內容流送。除了基于標準的協議外,大多數VoD服務器廠商還擁有自己的專利服務質量(QoS)擴展。

當將IP-TV功能與VoIP、虛擬專網(VPN)及防火墻等其他業務一起集成到網關中時,一種更為成熟的網絡處理器就變得非常重要,它可以支持線速轉發引擎、IP-QoS以及基于硬件的加密與認證。

IP-TV需要支持數字版權管理還是條件接入,或者兩者兼備,要取決于應用。

作者:Roshan Gudapati

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媒體平臺與服務部、網絡媒體平臺產品戰略總監

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