摘要 IPTV（Intemet Protocol Television）是利用寬帶網(wǎng)基礎設施，以電視機或終端計算機等設備，融合互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術，向用戶提供包括視頻點播、直播及網(wǎng)上瀏覽等功能的多媒體業(yè)務，具有實時性、交互性、可管理等特點，應用于遠程教育具有獨特的優(yōu)勢。本文基于IPTV的關鍵技術與特點，提出了一種基于IPTV的遠程教育系統(tǒng)架構。

關鍵詞 IPTV；遠程教育；系統(tǒng)架構

中圖分類號 TP393 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）122-0118-02

遠程教育，也稱為網(wǎng)絡教育， 是現(xiàn)代信息技術應用于教育后產(chǎn)生的新概念，即運用網(wǎng)絡遠程技術與環(huán)境開展的教育。基于IPTV的遠程教育，將遠程教育的學習環(huán)境通過IPTV來展示。利用寬帶網(wǎng)基礎設施，以電視機或終端計算機等設備，融合互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術，向用戶提供包括視頻點播、直播及網(wǎng)上瀏覽等功能的多媒體業(yè)務，具有實時性、交互性、可管理等特點，應用于遠程教育具有獨特的優(yōu)勢?；贗PTV的網(wǎng)絡學習平臺融合了電視教育與現(xiàn)代網(wǎng)絡教育的優(yōu)點，師生通過學習平臺，利用電視機或計算機，可以進行遠程教育資源共享與互動教學， 實現(xiàn)實時雙向互動的遠程教育。

1 系統(tǒng)架構

IPTV的出現(xiàn)使多媒體服務進入了一個嶄新的階段，它不僅可以為用戶提供基于lP的視頻服務，還具有可交互性、個性化應用架構、可應用于PC，帶有機頂盒的電視機等多種用戶終端的特點。一般來說，IPTV系統(tǒng)主要由五部分組成，分別是中心媒體基站（CMS），歸屬媒體基站（HMS），邊沿媒體基站（EMS），機頂盒（STB）和承載網(wǎng)絡。遠程教育系統(tǒng)主要由媒體服務平臺、頻道產(chǎn)生系統(tǒng)、媒體門戶平臺、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)和運營支撐系統(tǒng)組成。媒體服務平臺提供所有流媒體片源的存儲，直播視頻信號的編碼、轉(zhuǎn)碼、流化、存儲和播放，該部分即為課程內(nèi)容源，包括視頻等教學資源。頻道產(chǎn)生系統(tǒng)主要功能是為系統(tǒng)制作頻道服務，對內(nèi)容進行管理。內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)是通過在現(xiàn)有的Intent中增加一層新的網(wǎng)絡架構將網(wǎng)站的內(nèi)容發(fā)布到最接近用戶的網(wǎng)絡“邊緣”，使用戶可以就最短距離取得所需的內(nèi)容，提高用戶訪問網(wǎng)站的響應速度。運營支撐系統(tǒng)用于媒體管理、用戶管理、內(nèi)容管理、用戶自助服務、計費和網(wǎng)管系統(tǒng)等。用戶通過媒體門戶平臺訪問系統(tǒng)。

基于IPTV的遠程教育系統(tǒng)，設計目標就是要通過學習平臺，使學生能根據(jù)自己的時間安排隨時隨進行遠程學習，能夠通過直播課堂有機會聆聽名校名師輔導。同時，還可更大范圍的整合師資力量、共享學習資源、優(yōu)化課件設計以及借助網(wǎng)絡的互動性，滿足不同層次學生對不同課程的個性化要求。

2 關鍵技術

在IPTV中要解決一些關鍵技術，包括視頻編碼，數(shù)字版權（DRM）管理，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（EPG）技術，電子節(jié)目指南（EPG）技術等技術。

2.1 視頻編碼技術

IPTV的標準中最重要的標準就是編解碼標準。IPTV傳播的主要是視頻等多媒體內(nèi)容，這些內(nèi)容的著特點就是要傳輸?shù)男畔⒘糠浅４螅圆煌木幋a技術對業(yè)務質(zhì)量的影響程度不同，因此視頻編碼技術在IPTV中的地位非常重要。目前，已經(jīng)發(fā)布的有：H.261，H.262，H.263，H.264以及MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開展的IPTV業(yè)務基本上都是使用MPEG-2編碼方式。隨著人們對視頻編碼技術研究的不斷深入，將有更好的編碼技術產(chǎn)生與被利用。

2.2 數(shù)字版權管理技術

由于網(wǎng)絡的開放性和互聯(lián)性，人們可以通過各種存儲設備和互聯(lián)網(wǎng)絡非常方便地進行多媒體內(nèi)容（包括照片，影視，音樂、歌曲、作品等）的存儲、復制和傳播，而且根本不需要物流傳送，盡需要幾個快捷的操作，時間成本極短，非常方便快捷。進入信息化時代，計算機知識的普及，也使得普通大眾對多媒體內(nèi)容進行任意編輯和修改成為了可能。信息話就像一把雙刃劍，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(nèi)容的安全性和真實性產(chǎn)生懷疑；媒體原創(chuàng)者在享受媒體介質(zhì)傳送的快捷性的同時，也承受著盜版問題帶來的經(jīng)濟損失和版權紛爭問題帶來的困擾。數(shù)據(jù)數(shù)字版權管理（Digital Rights Management，簡稱DRM）技術為內(nèi)容提供者保護他們的私有視頻、音樂或其他數(shù)據(jù)的版權提供了一種技術手段，也為這些問題的解決帶來了希望。這種技術的工作原理就是，媒體制作者首先在節(jié)目制作階段通過一定的技術將版權信息嵌入到媒體內(nèi)容之中，并通過加密方式對其加以保護。當需要獲取該媒體時，同時首先要驗證媒體合法性的信息，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。 如今，使用最為普遍的數(shù)字版權技術是數(shù)字水印（Digital Watermark），可以是圖片，也可以是文字。它是使用一定的算法，在被保護的數(shù)字格式的音樂、歌曲、圖片或影片中嵌入某些標志性信息（稱為數(shù)字水?。瑏磉_到證明版權歸屬并能跟蹤侵權行為的目的。數(shù)字水印信息一般包括作者的序列號、公司標志以及一些有特殊意義的文本信息。雖然這些數(shù)字水印一般很難被清除掉，但它們并不影響原內(nèi)容的價值和使用，而且為了不影響用戶觀看正常節(jié)目內(nèi)容，也常常不易被人的感知系統(tǒng)所察覺出來。 數(shù)字多媒體內(nèi)容是IPTV中最為關鍵的節(jié)目來源。有了DRM技術，可使各個平臺（無論是因特網(wǎng)、流媒體還是交互數(shù)字電視）的內(nèi)容提供商們放心地提供更多的內(nèi)容，采取更靈活的節(jié)目銷售方式，同時有效地保護知識產(chǎn)權。

2.3 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡（CDN）技術

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡其目的就是通過內(nèi)容分發(fā)的網(wǎng)絡把互聯(lián)網(wǎng)中視頻和網(wǎng)頁內(nèi)容分發(fā)到靠近用戶端的CDN節(jié)點上，由于相對傳輸距離短，在一定程度上保證端到端的服務質(zhì)量（Qos），提高用戶的響應速度。在互聯(lián)網(wǎng)中，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡承載的數(shù)據(jù)存儲量和流量都不是很大，主要傳送的流媒體文件格式為RM和WMV等。然而，對于IPTV業(yè)務，由于電視觀眾對視頻信號的高質(zhì)量及實時性要求遠比其對互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的要求高得多，所以如果直接使用原來互聯(lián)網(wǎng)中所使用的內(nèi)容，就無法承載完整的IPTV業(yè)務。這就對所提供的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡提出了更高的要求，比如需要存儲海量的數(shù)據(jù)量更大，提供支持流媒體能力越強，支持急劇擴大的客戶數(shù)據(jù)流量，以及提供更高的服務質(zhì)量等。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡網(wǎng)絡除了提高用戶響應速度之外，還有一個更為重要的作用，就是要減輕巨大的數(shù)據(jù)流量對骨干網(wǎng)的壓力。因此，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡的地位越來越重要，甚至已經(jīng)出現(xiàn)了單獨的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡運營商，這樣相應的服務才能到位。

2.4 電子節(jié)目指南技術

電子節(jié)目指南（EPG）也就是電視節(jié)目導航系統(tǒng)，是IPTV的一個門戶系統(tǒng)，提供系統(tǒng)和用戶交互的首要界面，是系統(tǒng)的核心模塊之一。IPTV所提供的各種業(yè)務的索引及導航都是通過EPG系統(tǒng)來完成的。

電子節(jié)目指南是用戶通過機頂盒收看電視節(jié)目和享受信息服務時所使用的導航菜單，是用戶進入交互電視系統(tǒng)的門戶，是構成交互電視系統(tǒng)的重要技術之一。在IPTV業(yè)務中，用戶可通過EPG來了解電視節(jié)目的名稱、播放時間和內(nèi)容梗概等相關信息，并實現(xiàn)對節(jié)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(jié)目的導航之外，還可通過電子節(jié)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(xiàn)各種增值業(yè)務的導航。

2.5 機頂盒技術

IPTV有計算機、手機和電視機這三種基本類型的終端是。IPTV機頂盒的核心成分是CPU和編解碼器。機頂盒功能的強弱與選擇不同檔次的核心器件有直接關系。核心控制單元一般采用嵌入式系統(tǒng)處理器芯片，可以運行實時操作系統(tǒng)。但是，電視機作為終端設備本身并沒有存儲功能，不能安裝各種軟件，也不能像手機那樣加裝流媒體支持功能的軟件，因而無法實現(xiàn)IP等功能，如果要實現(xiàn)，必須加裝一個將IP數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成電視機可以接受的信號的機頂盒設備作為中介才能收看IPTV節(jié)目。因此，為了讓電視機成為普及的遠程教育終端，機頂盒技術就成為開展IPTV業(yè)務的關鍵。

3 結(jié)束語

IPTV是一種全新的業(yè)務，從內(nèi)容制作到終端接收的整個實現(xiàn)過程，涉及到包括編碼技術、數(shù)字版權、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡、電子節(jié)目指南、機頂盒等許多關鍵技術。在IPTV中進行遠程教育并與學生進行互動，達到良好的教學效果更需要考慮這些技術。

基金項目：湖南大眾傳媒職業(yè)技術學院院級科研課題《基于IPTV的遠程教育系統(tǒng)設計與實現(xiàn)》（項目編號：12YJ19）

參考文獻

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