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摘要：数字接入技术是IPTV系统的关键技术。本文对IPTV系统的常见接入方式进行分析和比较，指出各种方式的优缺点，并明确IPTV系统接入技术的发展方向。
关键词：IPTV系统；数字接入；应用
1、IPTV技术综述
1.1 IPTV系统组成
（1）实时节目收集系统。实时节目主要包括：卫星传输节目、闭路电视传输节目以及实时采编节目。通过卫星接收机接受卫星节目、网络适配器接收闭路电视节目并输出MPEG的Ts流，将卫星接收机和闭路电视输出的MPEG标准TS流，输入转码设备转换为MPEG标准的压缩码流，再播出。实时采编的节目，则通过符合MPEG标准的IP编码器输入流媒体服务器完成节目的播出。
（2）VOD存储播出系统。VOD视频点播是IPTV系统的主要亮点，IPTV可以与目前比较成熟的rOD视频点播系统进行连接，同时IPTV也可以利用存储播出系统将采集的实时节目进行存储，以便于那些不方便及时收看节目的观众可以择时收看节目。
（3）用户收视系统。用户可以通过使用联网的计算机和带IP机顶盒的电视机就可以完成节目的收看。
（4）节目输出系统。节目的传输，可使用节省宽带的IP多点发送方法即“组播”方式通过各级交换机采取“一发多收”方式发送节目，即为每个节目发送与用户数目无关的数据流，并不增加宽带的负载。
1.2 IPTV系统的特点
（1）遵循IP网络协议，包括UDP和TCP上的RTP、RTSP、RTCP等。（2）统一集中的系统管理平台，真正实现各应用系统之间的无缝结合。（3）支持多种软硬件平台、多种流媒体格式和多种终端的接收、播放。（4）大容量，高并发性能，可实现并发流瞬时切换功能。（5）实时网络传输技术，完善的网络IP点播与网络IP广播功能。（6）灵活智能的内容分发与调度，网络带宽利用率高，并可充分满足大规模用户的应用扩展需要。（7）具有良好的扩展性、灵活性和可靠性。
1.3 IPTV系统的相关技术
（1）流媒体技术。流媒体（Streaming Media，也称流式视频Streaming vide0）技术，是一种在互联网上以实时的、无需下载等待的方式播放音、视频等多媒体的技术。支持采用流式传输及流式播放的媒体格式是流媒体的文件格式。将视频、音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成多个压缩包，由视频服务器向用户computer连续、实时传送的方式是流式传输方式。
（2）组播技术。组播是一种允许一个或多个发送人发送单独的数据包到多个接收人的网络技术。组播能使一个或多个数据源把数据包送到特定的组播网，能接收到数据包的主机必须加入该组播网。在IPTV里，运用组播技术的网络，网络带宽并不随着用户数量成倍的增加而增加，由于无论目的地址总共有多少个，整个网络都只传送单一的数据包到任何一条链路上，即所谓“一次发送，组内广播”。数据传送效率被组播技术提高了，主干网降低了拥塞的可能性。
（3）视频编码技术。多媒体通信的信息量非常大，尤其是vido数据，其编码技术会非常影响业务质量，因此是多媒体的一个重要特点。应用于带伴音的数字活动图像的压缩编码是MPEG-1，MPEG-1通常用于VCD，码率为1.5Mbps；应用于专业级的压缩编码标准是MPEG-2，其码率一般从3Mbps-80Mbps，适用于广播级的数字电视的编码和传送的是MPEG-2。MPEG于1990年代末又发布了MPEG-4标准草案，为适应灵活传输的网上媒体，MPEG-4是基于音、视频对象的可分级编码技术，其码率可从5Kbps-2Mbps的范围变化，它的技术功能综合了数字电视、交互图形学和互联网等领域。
2、数字接入技术在IPTV系统中的应用研究
目前四种较为主流的接入方案是：数字用户线（DigitalSubscriber Line，DsL）、光纤同轴电缆混合网（Hybrid ofFiber and Coax，HFC）、千兆以太无源光网络（Gigabit EthernetPassive Optical Network，GEPON）和无线接入方案。
2.1 数字用户环路接入方案
数字用户环路是基于普通电话线的宽带接入技术，在同一对铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换设备，从而减轻了电话交换机的负担。数字用户环路系统主要由局端设备和用户端设备组成数字用户环路技术中主要包括非对称数字用户线（ADsL）、高比特率数字用户线（HDSL）、甚高速数字用户线（vDSL）等多种，主要区别在于上下行链路的对称性以及传输速率和有效距离有所不同，其中ADSL2+的接入范围为6.5km以内，理论最大下行速率24Mbps，上行1Mbps；VDSL的接入范围为800m以内，其传输速率也取决于传输线长度，理论最大下行速率为52Mbps，上行2.3Mbps；HDSL的接入范围为4km以内，其最大上传和下载速率为2.3Mbps，最小上传和下载速率为1.544Mbps。
2.2 光纤同轴电缆混合接入方案
光纤同轴电缆混合接入技术是以现有的有线电视网络为基础，采用模拟频分复用技术，综合应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。同轴电缆不是星型结构，而是采用树型结构，通过分支器连接到终端用户。
2.3 千兆以太无源光网络接入方案
在多种网络电视宽带接入方案中，千兆以太无源光网络是将以太网与无源光网络结合在一起形成的能够很好适应IP数据业务的接入方式。千兆以太无源光网络支持多种速率等级以及不对称速率，能在无源光网络上传送高速以太数据，视频和时分复用业务，同时具有相对较好的性能。
2.4 WMiAx无线接入方案
网络电视网络的终端除了个人计算机（PC）终端还包括移动终端，其中WMiAx技术能够提供2Mbps左右的宽带以满足网络电视的接入要求。同时，WMiAX支持一定速度下（120km/h）接入的移动WMiAX（802.16e）目前也开始逐步受到关注。移动WMiAx终端形式趋向多样化，包括固定式、便携式和手持式终端，用户可以支持达120km/h的移动速度下接入。 3、IPTV数字接入技术比较
为了能够根据不同的环境选择合理的接入方式，下面对上面四种接入方案中的各种性能进行简单的比较，其中包括上行带宽、下行带宽、理论最高速率、传输方式、传输技术、稳定性等。从多个方面比较，我们可以看出这些方案都存在各自的优缺点，这样我们在进行接入方式选择的时候，需要根据自身的要求以及环境进行综合考虑，合理的选择接入方式。
对于数字用户环路方案来说，虽然受到传输距离、干扰以及单点失效等多个方面的约束，但是由于其采用了星型的网络拓扑结构，使得采用这种方式接入网络电视的用户能够获得比较好的安全性，同时由于数字用户环路是目前用户普及率最高的接入手段，所以数字用户环路方式将是大多数家庭用户的选择。
对于光纤同轴电缆混合接入方案来说，虽然接入网络电视系统需要对用户线路的改造投资非常小、抗干扰能力强，同时理论上、下行接入速率比较高，但是由于光纤同轴电缆方案采用了共享结构，当用户数量上升之后，接入的速率会随之下降，此外这种方案在安全性能以及管理等方面依然存在缺陷，这样光纤同轴电缆方案并不适用于用户数量大、对保密性要求高的场合。
千兆以太无源光网络方案的各方面性能都比较优越，但是其投资成本比较大，从一定程度上限制了这种接入方案的发展。但是随着器件价格的不断下降，这种方案的优势将会越来越明显。
WMiAX作为无线接入方式的典型代表其特点非常明显，相比于有线网络，无线接入的灵活性更高，并且在wMiAX协议中，组播以及服务质量等相关的性能也都得到了明显的改善，使得这种终端能够满足网络电视接入的要求，作为除了个人计算机之外的另外一种网络电视终端系统，WMiAX将起到很好的补充作用。
4、结论
随着IPTV系统应用的逐渐发展，各种需要实时双向交互的业务将不断出现，网络的瓶颈将主要出现在用户的接入端。本文在分析IPIV系统的基础上，对四种常见的在上下行速率、覆盖范围、可靠性以及稳定性等多个方面对当前常用的接入方式进行了比较。在IPTV系统发展的初期，将采用光纤传输作为主要传输方式，同时将其他各种接入方式，例如局域网等，与光纤传输进行融合来满足用户的接入带宽；从长期来看，基于光纤的接入方式将占有主导地位，而同时无线接入以及其他各种接入方式将作为非常重要并且有效的补充方式。
关键词：IPTV系统；数字接入；应用
1、IPTV技术综述
1.1 IPTV系统组成
（1）实时节目收集系统。实时节目主要包括：卫星传输节目、闭路电视传输节目以及实时采编节目。通过卫星接收机接受卫星节目、网络适配器接收闭路电视节目并输出MPEG的Ts流，将卫星接收机和闭路电视输出的MPEG标准TS流，输入转码设备转换为MPEG标准的压缩码流，再播出。实时采编的节目，则通过符合MPEG标准的IP编码器输入流媒体服务器完成节目的播出。
（2）VOD存储播出系统。VOD视频点播是IPTV系统的主要亮点，IPTV可以与目前比较成熟的rOD视频点播系统进行连接，同时IPTV也可以利用存储播出系统将采集的实时节目进行存储，以便于那些不方便及时收看节目的观众可以择时收看节目。
（3）用户收视系统。用户可以通过使用联网的计算机和带IP机顶盒的电视机就可以完成节目的收看。
（4）节目输出系统。节目的传输，可使用节省宽带的IP多点发送方法即“组播”方式通过各级交换机采取“一发多收”方式发送节目，即为每个节目发送与用户数目无关的数据流，并不增加宽带的负载。
1.2 IPTV系统的特点
（1）遵循IP网络协议，包括UDP和TCP上的RTP、RTSP、RTCP等。（2）统一集中的系统管理平台，真正实现各应用系统之间的无缝结合。（3）支持多种软硬件平台、多种流媒体格式和多种终端的接收、播放。（4）大容量，高并发性能，可实现并发流瞬时切换功能。（5）实时网络传输技术，完善的网络IP点播与网络IP广播功能。（6）灵活智能的内容分发与调度，网络带宽利用率高，并可充分满足大规模用户的应用扩展需要。（7）具有良好的扩展性、灵活性和可靠性。
1.3 IPTV系统的相关技术
（1）流媒体技术。流媒体（Streaming Media，也称流式视频Streaming vide0）技术，是一种在互联网上以实时的、无需下载等待的方式播放音、视频等多媒体的技术。支持采用流式传输及流式播放的媒体格式是流媒体的文件格式。将视频、音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成多个压缩包，由视频服务器向用户computer连续、实时传送的方式是流式传输方式。
（2）组播技术。组播是一种允许一个或多个发送人发送单独的数据包到多个接收人的网络技术。组播能使一个或多个数据源把数据包送到特定的组播网，能接收到数据包的主机必须加入该组播网。在IPTV里，运用组播技术的网络，网络带宽并不随着用户数量成倍的增加而增加，由于无论目的地址总共有多少个，整个网络都只传送单一的数据包到任何一条链路上，即所谓“一次发送，组内广播”。数据传送效率被组播技术提高了，主干网降低了拥塞的可能性。
（3）视频编码技术。多媒体通信的信息量非常大，尤其是vido数据，其编码技术会非常影响业务质量，因此是多媒体的一个重要特点。应用于带伴音的数字活动图像的压缩编码是MPEG-1，MPEG-1通常用于VCD，码率为1.5Mbps；应用于专业级的压缩编码标准是MPEG-2，其码率一般从3Mbps-80Mbps，适用于广播级的数字电视的编码和传送的是MPEG-2。MPEG于1990年代末又发布了MPEG-4标准草案，为适应灵活传输的网上媒体，MPEG-4是基于音、视频对象的可分级编码技术，其码率可从5Kbps-2Mbps的范围变化，它的技术功能综合了数字电视、交互图形学和互联网等领域。
2、数字接入技术在IPTV系统中的应用研究
目前四种较为主流的接入方案是：数字用户线（DigitalSubscriber Line，DsL）、光纤同轴电缆混合网（Hybrid ofFiber and Coax，HFC）、千兆以太无源光网络（Gigabit EthernetPassive Optical Network，GEPON）和无线接入方案。
2.1 数字用户环路接入方案
数字用户环路是基于普通电话线的宽带接入技术，在同一对铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换设备，从而减轻了电话交换机的负担。数字用户环路系统主要由局端设备和用户端设备组成数字用户环路技术中主要包括非对称数字用户线（ADsL）、高比特率数字用户线（HDSL）、甚高速数字用户线（vDSL）等多种，主要区别在于上下行链路的对称性以及传输速率和有效距离有所不同，其中ADSL2+的接入范围为6.5km以内，理论最大下行速率24Mbps，上行1Mbps；VDSL的接入范围为800m以内，其传输速率也取决于传输线长度，理论最大下行速率为52Mbps，上行2.3Mbps；HDSL的接入范围为4km以内，其最大上传和下载速率为2.3Mbps，最小上传和下载速率为1.544Mbps。
2.2 光纤同轴电缆混合接入方案
光纤同轴电缆混合接入技术是以现有的有线电视网络为基础，采用模拟频分复用技术，综合应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。同轴电缆不是星型结构，而是采用树型结构，通过分支器连接到终端用户。
2.3 千兆以太无源光网络接入方案
在多种网络电视宽带接入方案中，千兆以太无源光网络是将以太网与无源光网络结合在一起形成的能够很好适应IP数据业务的接入方式。千兆以太无源光网络支持多种速率等级以及不对称速率，能在无源光网络上传送高速以太数据，视频和时分复用业务，同时具有相对较好的性能。
2.4 WMiAx无线接入方案
网络电视网络的终端除了个人计算机（PC）终端还包括移动终端，其中WMiAx技术能够提供2Mbps左右的宽带以满足网络电视的接入要求。同时，WMiAX支持一定速度下（120km/h）接入的移动WMiAX（802.16e）目前也开始逐步受到关注。移动WMiAx终端形式趋向多样化，包括固定式、便携式和手持式终端，用户可以支持达120km/h的移动速度下接入。 3、IPTV数字接入技术比较
为了能够根据不同的环境选择合理的接入方式，下面对上面四种接入方案中的各种性能进行简单的比较，其中包括上行带宽、下行带宽、理论最高速率、传输方式、传输技术、稳定性等。从多个方面比较，我们可以看出这些方案都存在各自的优缺点，这样我们在进行接入方式选择的时候，需要根据自身的要求以及环境进行综合考虑，合理的选择接入方式。
对于数字用户环路方案来说，虽然受到传输距离、干扰以及单点失效等多个方面的约束，但是由于其采用了星型的网络拓扑结构，使得采用这种方式接入网络电视的用户能够获得比较好的安全性，同时由于数字用户环路是目前用户普及率最高的接入手段，所以数字用户环路方式将是大多数家庭用户的选择。
对于光纤同轴电缆混合接入方案来说，虽然接入网络电视系统需要对用户线路的改造投资非常小、抗干扰能力强，同时理论上、下行接入速率比较高，但是由于光纤同轴电缆方案采用了共享结构，当用户数量上升之后，接入的速率会随之下降，此外这种方案在安全性能以及管理等方面依然存在缺陷，这样光纤同轴电缆方案并不适用于用户数量大、对保密性要求高的场合。
千兆以太无源光网络方案的各方面性能都比较优越，但是其投资成本比较大，从一定程度上限制了这种接入方案的发展。但是随着器件价格的不断下降，这种方案的优势将会越来越明显。
WMiAX作为无线接入方式的典型代表其特点非常明显，相比于有线网络，无线接入的灵活性更高，并且在wMiAX协议中，组播以及服务质量等相关的性能也都得到了明显的改善，使得这种终端能够满足网络电视接入的要求，作为除了个人计算机之外的另外一种网络电视终端系统，WMiAX将起到很好的补充作用。
4、结论
随着IPTV系统应用的逐渐发展，各种需要实时双向交互的业务将不断出现，网络的瓶颈将主要出现在用户的接入端。本文在分析IPIV系统的基础上，对四种常见的在上下行速率、覆盖范围、可靠性以及稳定性等多个方面对当前常用的接入方式进行了比较。在IPTV系统发展的初期，将采用光纤传输作为主要传输方式，同时将其他各种接入方式，例如局域网等，与光纤传输进行融合来满足用户的接入带宽；从长期来看，基于光纤的接入方式将占有主导地位，而同时无线接入以及其他各种接入方式将作为非常重要并且有效的补充方式。