IPTV 系统架构及 关键技术. 目录  1. IPTV 系统架构  2. 视频编码技术  3. DRM 技术  4. EPG 简介  5. 机顶盒.

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1 IPTV 系统架构及 关键技术

2 目录  1. IPTV 系统架构  2. 视频编码技术  3. DRM 技术  4. EPG 简介  5. 机顶盒

3 IPTV 系统布局

4 系统架构 接入层 机顶盒（ STB ） /TV ADSL 接入 LAN 接入 电子节目单（ EPG ） 流媒体服务管理 WEB 、 Socket 等服务 电视直播视频点播 视频内容制作和管理 后台支撑层 业务平台层 内容分发网络（ SDP ） 网络承载层 网页 浏览游戏 其他 增值 应用 用户 管理 认证 授权 计费结 算 第三方接口 统计 分析 DNS 数字版 权、平 台管理 EPON 接入

5 IPTV 核心节点

6 用户接入流程

7 直播流程

8 点播流程

9 目录  1. IPTV 系统架构  2. 视频编码技术  3. DRM 技术  4. EPG 简介  5. 机顶盒

10  MPEG2  与 DVD 编码制式一致，产业链成熟，具有丰富的节目源；  成熟的编码方式，在广电和家电行业得到大量应用；  大量解码芯片支持， STB 成本低；  带宽占用较大： 1.5 ～ 6M ，存储空间大，互联网上内容较少。  MPEG4 PART2  带宽较小， 2.5M 左右即可以达到近似 DVD 效果，处理器资源要求较低；  存在多个标准分支，需要考虑相互兼容的问题；  将来过渡到 H.264 （ MPEG4 PART10 ）  MPEG4 PART10 （ H.264 ）  带宽小， 1.5M 左右即可以达到近似 DVD 效果；  相同带宽下图像质量最好，但处理器资源要求最高（ 2 － 3 倍于 MPEG4 ）；  产业链趋于成熟， STB 成本逐渐降低。  WMV9  微软的技术支持能力强，但开放性差，必须采用 MS Widows 系统；  大量网上内容；高编码效率， 1M 左右的带宽可提供 DVD 视频质量；  私有标准，成为国际公开标准 VC1 、 VC9 （芯片商对 VC1/VC9 的态度目 前不明朗）。 视频编码方式 视频编码方式

11 各种编码格式的相关信息 各种编码格式的相关信息 标准成熟度 典型速率 典型速率 编码效率 编码效率 2Mbps(D1) 效 果 典型应用及结论 H.261 H.261成熟512Kbps-2Mbps一般<VHS视频编码基础，目前常用于视频会议 MPEG-1成熟 1.5Mb ps 一般 VCD(< VHS 视频编码基础，常用于 VCD MPEG-2成熟3-50Mbps高DVD(>VHS) TV 广播标准, 用于 DVD/SDTV/HDTV H.263 H.263成熟 384Kbps- 2Mbps 中VHS视频会议和视频电话标准 MPEG-4成熟 64Kbps- 4Mps 更高BroadcastLevel 目前用于 DVD ，视频电话，视频会议， VOD ，并将用于移动视讯 WMV9 WMV9成熟 64Kbps- 4Mbps 更高 >Broadcast Level 用于基于 PC 的互联网，视频邮件和 VOD 点播 H.26 4 H.26 4成熟 64Kbps- 4Mbps 最高 >Broadcast Level 将广泛应用于流媒体, 视频会议, 视频电话, 移动通信

12 H.264/AVC 、 ISO MPEG4 Part 10 名称： H.264/ AVC （ Advanced Video Coding － ITU-T ）、 MPEG4 PART 10 （ ISO ）是不同组织对同一标准的不同命名； 2003 年 11 月发布为标准； 组织： 2001 年 12 月 ITU-T 和 ISO 在泰国 Pattaya 成立 JVT （ Joint Video Team ） 视频联合工作组 ， H.264/AVC 就是 JVT 的工作成果。 基础： H.264/AVC 作为 MPEG-4 标准的扩展（ MPEG-4 Part 10 ） 充分利 用了现有 MPEG-4 标准中的各个环节， H.264/AVC 就在现有 MPEG-4 Advanced Simple Profile 的基础之上进行发展的。 效率：同等的图像质量条件下， H.264 的数据压缩比能比 MPEG-2 高 2-3 倍， 比 MPEG-4 高 1.5-2 倍 应用： H.264/AVC 效率高，网络适应性强，能够制作出各种用途的视频， 传输速率 50-160 Kbps 的 3G 手机视频 ; 传输速率 800-1500 Kbps 的标准清晰度（ SD ）视频 ; 传输速率 5-7 Mbps 的高清晰度（ HD ）（ 1280x720 ， 24p ）视频 ; 传输速率 7-9 Mbps 的 full HD （ 1920x1080 ， 24p ）视频应用。

13 H.264 和 MPEG4 Part2 的比 较 MPEG4 （ Part2 ） H.264 （ MPEG4 Part10 ） 画面质量 画面质量可达到接 近 DVD 画面效果 画面质量可达到接近 DVD 效 果，相同带宽下画面质量更 好 编码速率 标清 3Mbps 标清 1.5Mbps 承载带宽4.2Mbps2Mbps 标准 / 互连互通性 差好 使用范围 中国和东南亚某些 地区使用 在世界上广泛使用 现存问题 标准中存在多个分 支，需要考虑相互 兼容性问题 现处标准产业化初期，芯片、 设备等价格还处于较高水平 线

14 AVS 简介  AVS ： Audio Video coding Standard ，数字音 视频编解码技术标准  面向我国的信息产业需求，联合国内企业和科研 机构，制（修）订数字音视频的压缩、解压缩、 处理和表示等共性技术标准，为数字音视频设备 与系统提供高效经济的编解码技术，服务于高分 辨率数字广播、高密度激光数字存储媒体、无线 宽带多媒体通讯、互联网宽带流媒体等重大信息 产业应用。

15 AVS 特点  AVS 视频标准  高效 与 H.264/AVC 编码效率相当 与 H.264/AVC 编码效率相当 比 MPEG-2 编码效率高 2 倍 比 MPEG-2 编码效率高 2 倍  复杂度低 AVS 编码复杂度，相当于 H.264 的 30% AVS 编码复杂度，相当于 H.264 的 30% AVS 解码复杂度，相当于 H.264 的 70% AVS 解码复杂度，相当于 H.264 的 70%  许可费低 20 元， MPEG-2 20 元， MPEG-2 1 元， AVS 1 元， AVS

16 AVS 与其他编码技术对比 AVS 与其他编码技术对比 视频编码标准 AVS 视频 MPEG-4H.264MPEG-2 复杂度 在 H264 基础上发展起来，是 对现有算法的简化与改进，其技 术复杂度要小于 H264 ，编解码 运算量要小于 H264 。 在 H264 基础上发展起来，是 对现有算法的简化与改进，其技 术复杂度要小于 H264 ，编解码 运算量要小于 H264 。 复杂度较高， 主流国外厂家 芯片支持 复杂度较高， 主流国外厂家 芯片支持 复杂度高， 运算量大，国 外少数厂家芯 片支持 复杂度高， 运算量大，国 外少数厂家芯 片支持 复杂度低， 产业链成熟 复杂度低， 产业链成熟 视频效果 同样码率条件下，在高清编码 方面能达到 H264 的效果。 CIF 、 QCIF 方面则不如 H264 ，所以在 交互式通讯方面，效果不如 H264 。 同样码率条件下，在高清编码 方面能达到 H264 的效果。 CIF 、 QCIF 方面则不如 H264 ，所以在 交互式通讯方面，效果不如 H264 。 好，对码流 有一定要求 好，对码流 有一定要求最好 码流大， 带宽要求高， 片源丰富 码流大， 带宽要求高， 片源丰富 移动领域 AVS 为移动领域专门制订了 AVS-M ，能在低分辨率下达到较 好的效果。 AVS 为移动领域专门制订了 AVS-M ，能在低分辨率下达到较 好的效果。 部分被 3GPP /3GPP2 采用 多领域，多 组织支持 多领域，多 组织支持未采用 专利费能减少专利开销高高低

17 目录  1. IPTV 系统架构  2. 视频编码技术  3. DRM 技术  4. EPG 简介  5. 机顶盒

18 IPTV 系统对 DRM 的需求 IPTV 系统对 DRM 的需求  防止内容被任意分发 该特性要求对内容进行访问限制，如内容加密。内容只有 在客户端被判断为合法使用时，才能被临时解密使用。 该特性要求对内容进行访问限制，如内容加密。内容只有 在客户端被判断为合法使用时，才能被临时解密使用。  防止解密后的内容被任意复制或修改 该特性要求使用终端可靠计算平台，如保密运算处理器。 对于视频输出，要使用防视频拷贝功能，或使用显式或隐 式数字水印等防拷贝技术。 该特性要求使用终端可靠计算平台，如保密运算处理器。 对于视频输出，要使用防视频拷贝功能，或使用显式或隐 式数字水印等防拷贝技术。  防止内容被任意使用 该特性要求客户端通过可靠途径获取内容的使用方式（如 使用次数和使用时间），并被强制执行。 该特性要求客户端通过可靠途径获取内容的使用方式（如 使用次数和使用时间），并被强制执行。

19 DRM 技术与 CA 技术的对比  广电采用 CA （条件接收）系统  对数字电视中的音视频、数据流加密  密钥管理与用户管理结合保证付费用户利益  安全性提高需要增加 CI 模块导致客户端成本提高， 并且客户端多采用智能卡方式保存密钥  IPTV 采用 DRM （数字版权管理）系统  适用于 IP 包封装的流媒体内容  拥有较为完善的密钥传送机制，密钥管理与用户管 理密不可分  管理灵活可定制，可与现有营帐系统对接实现多种 付费服务的内容保护  客户端多采用植入 DRM client 端软件方式

20 DRM 流程图 DRM 流程图

21 目录  1. IPTV 系统架构  2. 视频编码技术  3. DRM 技术  4. EPG 简介  5. 机顶盒

22 EPG 简介 EPG 简介 电子节目指南 EPG （ ElectronicProgramGuide ） 为用户提供一种界面友好、 易于操作、可以快速访问 节目的方式。用户可以通 过 EPG 功能看到所有频道 上近期将播放的电视节目 以及可供用户点播选择的 节目内容索引，主动检索点播。

23 目录  1. IPTV 系统架构  2. 视频编码技术  3. DRM 技术  4. EPG 简介  5. 机顶盒

24 五、机顶盒  机顶盒 STB （ Set-top-box ）是放在电视机上的盒子，源于数字电视。 它是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备。  主要功能：接收数字电视节目，同时具有所有广播、点播和交互式 多媒体应用功能  电子节目指南（ EPG ）  交互式应用：为用户提供视频点播、组播和互动游戏。通过交互功能的应用， 人们在点播时可以像操作家用 DVD 一样进行快进、快退、暂停；在组播时可以 快速切换电视频道。通过交互功能的应用，人们还可以进行互动游戏。  软件在线升级：利用机顶盒中间件插件可以提供机顶盒能力探测，在线安装和 更新机顶盒应用软件。机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软 件，并对保存在存储器中的软件进行更新。  互联网浏览和电子邮件：用户可以通过机顶盒内置的 Internet 浏览器上网，发送 电子邮件。  其它功能（ VoIP, 游戏， Web ， Email… ）  IP 机顶盒的类型  基本型机顶盒具有点播功能、广播功能、 EPG 浏览、 WEB 浏览和小游戏等业务能力  增强型机顶盒是在基本型的基础上增加个人视频存储 (PVR) 、网络游戏、视频通信、 FLASH 等业务能力

25 机顶盒硬件架构

26 机顶盒硬件架构 ● 基于专用芯片的结构（ SOC+ASIC ） 采用专用视频图像处理芯片，内部除了处理器以外，还集成了一些智能模 块，如音视频输入输出等，有些还集成了图像压缩、硬件加速模块。 采用专用视频图像处理芯片，内部除了处理器以外，还集成了一些智能模 块，如音视频输入输出等，有些还集成了图像压缩、硬件加速模块。 ● 基于多媒体数字信号处理器的结构（ DSP ） 采用了高性能数字信号处理器和嵌入式系统芯片作为硬件平台。 DSP 主要 用于视频和音频的解码处理，嵌入式实时操作系统芯片用来控制处理从各 种接口来的数据以及运算需求。 采用了高性能数字信号处理器和嵌入式系统芯片作为硬件平台。 DSP 主要 用于视频和音频的解码处理，嵌入式实时操作系统芯片用来控制处理从各 种接口来的数据以及运算需求。 ● 基于 X86 的结构（类似 PC ） 基于 X86 架构 CPU 的机顶盒有如下优势：首先它可以对不同格式的文件进 行编解码，其次 Windows CE 操作系统有一整套集成的多媒体功能和极为丰 富的应用程序，使得开发 IPTV 机顶盒的周期更短，适用于开发高级的 IPTV 机顶盒。 基于 X86 架构 CPU 的机顶盒有如下优势：首先它可以对不同格式的文件进 行编解码，其次 Windows CE 操作系统有一整套集成的多媒体功能和极为丰 富的应用程序，使得开发 IPTV 机顶盒的周期更短，适用于开发高级的 IPTV 机顶盒。

27 机顶盒软件结构

28 机顶盒操作系统  嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、 面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、 可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专 用计算机系统。 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、 面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、 可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专 用计算机系统。 ◆高可靠性 ◆高可靠性 ◆实时性 ◆实时性 ◆固化在硬件中 ◆固化在硬件中

29 机顶盒操作系统 WinCE 嵌入式 Linux VxWorks 等实时系 统 启动速度慢适中快 内存驻留大较大小 支持应用较丰富丰富较少 代码开放封闭开源较封闭 机顶盒成本高低较低 成本可控不可控可控可控

30 Q&A Time

31 谢谢！