TV的IP化一直是IT業和家電業的夢想，而IP能承載TV也是電信業夢寐以求的目標之一。早在1999年，微軟便力推“維納斯計劃”，試圖將中國龐大的電視機資源與互聯網接軌，最後以失敗告終。然而，勢易時移，時過境遷。從2004年開始，IP電視再次成爲人們關注的焦點，不過與上次相比，結果卻大爲迥異。2004年5月，中國網通與IDG等合資組建的天天在線獲准成爲國內首家播放視頻節目的寬帶門戶網站。2004年8月，繼北京之後，央視網絡電視又在上海落地，110多萬上海電信寬帶用戶可在試驗階段免費上網收看中央電視臺的網絡電視節目，其頻道建設正在加緊實施中，預計今年可擴展到100個。現在，很多高校(北京大學、上海師範大學、中國農業大學等)都已經開始爲大學生提供IP電視服務。雖然，IPTV在技術、運營、政策等方面還存在着諸多疑問，但無論是電信部門還是廣電部門均以高漲的熱情開始了各方面的探索工作。甚至有業內權威人士認爲，2005年將是大發展的IPTV年。
IPTV既可以提供電視節目直播(LTV)、視頻點播(VoD)、準視頻點播(NVoD)、時移電視點播(TSTV)、電視網絡衝浪(Web-TV)等基本業務，又可以提供諸如視頻即時通信、電視短信、互動廣告、在線遊戲、在線購物等各種視頻增值業務，尤其是視頻相關業務更因其成本低廉而被人們普遍看好。然而，目前的IPTV還無法與傳統電視所具有的操作簡單、反映實時、畫面穩定和服務可靠等優點相提並論。在IPTV業務中，從內容製作到終端接收的整個實現過程中，還有許多關鍵技術需要探討，其中包括編碼、數字版權管理(DRM)、內容分發網絡(CDN)、光纖到戶(FTTH)、電子節目指南(EPG)及機頂盒等一系列技術。
二、IPTV關鍵技術
1. 視頻編碼技術
編碼技術是多媒體通信中使用的基本技術之一。多媒體通信的一個顯著特點就是要傳輸的信息量非常大，尤其是視頻數據，其編碼技術甚至會在較大程度上影響業務質量，因此視頻編碼技術在IPTV中的地位非常重要。
隨着人們對視頻編碼技術研究的不斷深入，一些視頻編碼技術成果相繼誕生，有的甚至已經被國際電信聯盟(ITU)和國際標準化組織(ISO)接受爲國際標準。其中，已經發布的有：H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等。目前，國內外已經開展的IPTV業務基本上都是使用MPEG-2編碼方式。
MPEG-2主要目的是提供標準數字電視和高清晰度電視的編碼方案，目前人們所熟知的DVD就是採用的這種格式。MPEG-2在編碼時對圖像和聲音的處理是分別進行的，將圖像看成是一個矩形像素陣列的序列來處理，將音頻看成是一個多聲道或單聲道的聲音來處理。這種處理方式壓縮效率較低，而且不利於傳輸。目前的趨勢是，使用更加適合於流媒體系統的H.264/MPEG-4。MPEG-4將一個場景的視頻、音頻對象綜合考慮，對不同的主體採用不同的編碼方式，再在解碼端進行重新組合。它綜合了數字電視、交互圖形學和Internet等領域的多種技術，在大大提高了編碼壓縮率的同時，亦提高了傳輸的靈活性和交互性。H.264是MPEG-4的第10部分，它不僅能使MPEG-4節約50%的碼率，而且引入了面向IP包的編碼機制，更加有利於網絡中的分組傳輸。
AVS是我國自行開發、具有自主知識產權的新一代編碼方式。目前，我國正在進行AVS的規格制訂工作，AVS視頻主要面向高清晰度電視、高密度光存儲媒體等應用中的視頻壓縮。
除了視頻編碼技術之外，目前互聯網使用較多的流媒體格式主要是美國Real Networks公司的RealMedia，Apple公司的QuickTime，微軟公司的Windows Media以及Macromedia的ShockWave F1ash。
2. 數字版權管理(DRM)技術
隨着計算機技術和網絡的飛速發展及數字化技術的不斷成熟，人們可以通過CD-ROM和互聯網絡非常方便地進行多媒體內容(包括音樂、歌曲、照片和影視作品等)的存儲、複製和傳播。由於網絡的開放性和互聯性，這種傳送方式不受時間和空間的限制，而且根本不需要物流傳送，因此非常方便快捷。不僅如此，由於計算機知識的普及，也使得普通大衆對多媒體內容進行任意編輯和修改成爲了可能。這樣一來，人們在方便快捷地盡情享受視聽愉悅的同時，也不禁對媒體內容的安全性和真實性產生懷疑；媒體原創者在享受媒體介質傳送的快捷性的同時，也承受着盜版問題帶來的經濟損失和版權紛爭問題帶來的困擾。數據數字版權管理(Digital Rights Management，簡稱DRM)技術爲內容提供者保護他們的私有視頻、音樂或其他數據的版權提供了一種技術手段，也爲這些問題的解決帶來了希望。
DRM技術的工作原理是，媒體制作者在節目製作階段將版權信息嵌入到媒體內容之中，並通過加密方式對其加以保護。當需要驗證媒體合法性的信息時，再通過技術方法或手段從媒體之中將版權信息讀取出來，這樣就可以進行版權信息的比對了。
目前，使用最爲普遍的數字版權技術是數字水印(Digital Watermark)。它使用一定的算法，在被保護的數字格式的音樂、歌曲、圖片或影片中嵌入某些標誌性信息(稱爲數字水印)，來達到證明版權歸屬和跟蹤侵權行爲的目的。數字水印信息一般包括作者的序列號、公司標誌以及一些有特殊意義的文本信息。雖然這些數字水印一般很難被清除掉，但它們並不影響原內容的價值和使用，而且爲了不影響用戶觀看正常節目內容，也常常不易被人的感知系統所察覺出來。
數字多媒體內容是IPTV中最爲關鍵的節目來源。有了DRM技術，可使各個平臺(無論是因特網、流媒體還是交互數字電視)的內容提供商們放心地提供更多的內容，採取更靈活的節目銷售方式，同時有效地保護知識產權。
3. 內容分發網絡(CDN)技術
內容分發網絡(CDN)起初只是一個爲了加快用戶的互聯網訪問速度而建立的網絡，一般由各類網站自己建立。其目的是，通過CDN把互聯網視頻和網頁內容分發到靠近用戶端的CDN節點，在一定程度上保證端到端的服務質量，提高用戶的響應速度。在互聯網中，CDN所承載的數據存儲量和流量都不大，主要傳送的流媒體文件格式爲RM和WMV等。然而，對於IPTV業務，如果直接使用原來互聯網中所使用的CDN，就無法承載完整的IPTV業務，因爲電視觀衆對視頻信號的高質量及實時性要求遠比其對互聯網內容的要求高得多。這就對所提供的CDN提出了更高的要求，諸如需要存儲海量數據，提供支持流媒體能力，支持急劇擴大的客戶數據流量，以及提供更高的服務質量等。此時，CDN網絡除了提高用戶響應速度之外，還有一個更爲重要的作用，就是要減輕巨大的數據流量對骨幹網的壓力。因此，CDN網絡的地位越來越重要，甚至已經出現了單獨的CDN網絡運營商。
相對於爲互聯網建立的CDN網絡來講，爲IPTV業務服務的CDN網絡需要針對IPTV業務的特點，引入先進技術來進行建設和管理。例如，針對IPTV需要存儲海量數據的特點，可以利用刀片式服務器、NAS、SAN等以先進的存儲裝備配置、先進的存儲技術和先進的存儲管理方式來對CDN網絡進行改造。針對IPTV實時性和高質量的要求，可採用將原來依靠Internet的網絡傳輸改爲通過專線傳輸和將文件進行切片並利用P2P機制傳輸來解決。對於CDN網絡管理，可以制定一個合理的內容管理方案來提高CDN網絡的效率，變被動管理爲主動管理。例如，可將媒體內容分爲直播內容、點播內容來分別處理，再根據點播率將點播內容分爲冷/熱片來分別對待。
4. 光纖到戶(FTTH)技術
接入帶寬問題一直是互聯網業務發展的瓶頸所在，雖然近年來已經有了很大進步，從窄帶ISDN到寬帶ADSL及VDSL等技術，每一次新技術的飛躍都大大推進了寬帶業務的發展。但是，由於DSL技術固有的傳輸速率低、出線率不高、傳輸距離短等缺陷，效果一直不甚令人滿意。雖然，作爲一種實現低端用戶普遍服務的寬帶接入方式，DSL在近幾年內還會大行其道。不過，作爲IPTV業務的接入方式，似乎還很勉強，很難達到HFC網絡傳輸的質量。因此，這“最後一公里”的重任就責無旁貸地落在了FTTH技術的身上。FTTH是將光纖作爲物理媒介實現用戶和運營商之間網絡連接的一種技術，因其利用了光網絡和光纖通信所固有的大容量、高速率的特點而倍受青睞。現在，日本和韓國的FTTH業務發展得非常快。從2002年7月開始，日本就已經有9家公司提供FTTH業務。韓國通信於2003年11月開始進行實地試驗，爲2006年內開通FTTH商用服務進行準備，並計劃在2010年使FTTH的家庭普及率超過70%。我國運營商也已開始使用部分FTTH產品進行試點工程的建設。
在諸多FTTH技術中，近年來興起的無源光網絡(PON)接入技術尤其引人注目。千兆無源光網絡(GPON)的帶寬下載速度將達到2.4Gbit/s，上傳速率達到1.2Gbit/s，可支持長達20km的傳輸距離，消除了各類銅纜接入的距離限制。應該說，GPON技術已經成爲一種理想的IPTV寬帶接入技術。
5. 電子節目指南(EPG)技術
電子節目指南(EPG)也就是電視節目導航系統，主要用來描述提供給電視觀衆的所有節目的信息，它是構成交互電視的重要技術之一。在IPTV業務中，用戶可通過EPG來了解電視節目的名稱、播放時間和內容梗概等相關信息，並實現對節目的快速檢索和訪問，進行頻道選擇或視頻點播等操作。除了電視節目的導航之外，還可通過電子節目指南向用戶提供由文字、圖形和圖像組成的人機交互界面來實現各種增值業務的導航。
一般來講，一個EPG系統包含兩個主要部分，即發生器子系統和解碼器子系統。發生器子系統負責產生IPTV業務信息(Service Information，SI)，一般由平臺運營商提供。解碼器子系統負責對業務信息進行解析並生成電子節目菜單，一般在接收端機頂盒的綜合接收解碼器(IRD)中實現。這就要求發生器子系統產生的信息，必須能保證被解碼器子系統正確解析。
爲保護廣大收視觀衆的利益，多平臺運營商並存肯定是不可避免的。因此，爲保證IPTV業務的順利開展，必須進行業務信息的標準化。雖然平臺運營商和機頂盒製造商都可以自由選擇EPG生成和顯示方式，但必須保證基本信息的標準性。GY/Z 174-2001《數字電視廣播業務信息規範》中明確規定，EPG基本信息必須使用SI傳送，以保證IRD獲取EPG基本信息的兼容性，對於個性化EPG所需的額外信息，用戶可根據具體情況通過專用數據傳送。因此，可將EPG信息分成基本EPG信息和擴展EPG信息兩部分。對於基本EPG信息，在相同的EPG標準下，只要發生器子系統發送的是標準SI信息，那麼不同廠家生產的機頂盒即可按照同樣的標準對SI信息進行解析。對於擴展EPG信息，各平臺運營商和機頂盒製造商可用來提供自己的特色功能。
6. 機頂盒STB技術
IPTV終端有三種基本類型，分別是計算機、手機和電視機。計算機配備相應的軟件，即可直接用作IPTV的終端；用於移動流媒體平臺的多媒體手機也可以直接使用；但對於電視機來講，情況就不同了。由於電視機本身並沒有存儲功能，不支持軟件安裝，也無法像手機那樣加裝流媒體支持功能，因而無法實現IP的支持功能，必須加裝一個將IP數據流轉換成電視機可以接受的信號的機頂盒設備作爲中介才能收看IPTV節目。這樣，作爲普及面最廣的接收終端——電視機，爲它製作機頂盒就成爲開展IPTV業務的關鍵。
就目前的發展情況來看，作爲用戶接收端設備，STB需要具備包括數據轉換、接入支持、協議支持、業務支持、解碼支持等在內的多種功能。數據轉換是STB最基本的功能，就是要將接收到的IP數據轉換成電視屏幕可以顯示的數據。在接入支持方面，STB一般需要支持目前應用較多的LAN或xDSL或WLAN等多種寬帶接入方式，未來還要提供FTTH接入支持。在協議支持方面，STB需要支持TCP/UDP/IP協議族來完成互操作信息的網絡傳輸，以及IP數據和視頻流媒體數據的接收和處理工作。在業務支持方面，STB一般需要支持目前較爲流行的視頻點播、組播，Internet瀏覽、短消息、可視業務和網絡遊戲等業務。在解碼支持方面，STB需要支持對多媒體碼流的解碼能力，一般需要支持現行的國際標準格式(如MPEG-2，MPEG-4等)以及國產標準格式AVS。除了上述這些功能之外，STB還要支持數字版權管理、內容緩存、交互控制、接入鑑權和業務及網絡管理功能。當然，如果要求在一個機頂盒之內將所有這些功能全部實現，可能也不太現實，很可能會因爲成本太高、價格昂貴而不能爲用戶所接受，但製造商可以考慮將這些功能按照一定的標準分成幾個級別，分別製造高、中、低端產品，供用戶挑選使用。
三、結束語
IPTV是一種全新的業務，從內容製作到終端接收的整個實現過程，涉及到包括編碼技術、DRM、CDN、FTTH、EPG、STB等許多關鍵技術。這些技術中，還有許多問題需要進行研究探討。筆者相信，通過業界人士的努力鑽研，精誠合作，這些技術都將逐漸走向成熟，IPTV業務進入可運營階段的時刻指日可待。