中国科学院声学研究所 侯自强
IPTV一般泛指通过IP网络传输音视频内容并用电视机收看的业务。目前电信运营商提供的IPTV运营在支持组播的可管理的IP网上,其主要业务为直播电视(转播电视广播)、时移电视、视频点播(VoD)以及交互信息服务等。
目前中国的IPTV系统采用客户机/服务器模式提供单播和点播(包括VoD和时移电视)业务。由于服务器输入/输出(I/O)“瓶颈”的限制,一台服务器只能支持有限的并发流(千数量级的并发流)。要解决十万、百万用户同时收看的问题,不仅需要大量服务器,还需要极宽的网络带宽。目前的解决方法一是采用组播来提供广播,二是采用内容传送网络(CDN)技术将服务器尽量放到离客户近的地方以减轻网络负荷。现有网络要支持组播,需要进行改造,这不仅导致成本增加还将损失互联网无所不在的通达能力。因此,IPTV只能在经过改造的局部网络内提供广播业务。对于IPTV进一步向网络新媒体演化的趋势,目前的客户机/服务器模式也不能很好地提供支持。
客户机/服务器已经成为制约IPTV发展的“瓶颈”,解决方法是体系结构向对等连接(P2P)模式演化。
P2P直播优势明显
利用P2P技术实现大规模流媒体点播和直播的系统Web cast出现于1998年。2004年5月欧洲杯期间,香港科技大学张欣研博士开发的CoolStreaming原型系统在Planetlab网上试用获得成功。
目前P2P流媒体直播的主要性能如下:播放的电视节目的码率一般为3~500kb/s,有些频道已经开始提供800kb/s的码率,超过VCD的画面质量;在20s~1min左右完成数据缓冲,并开始播放,可以给用户提供稳定、清晰的电视节目,一般不会出现播放停顿的问题;具有内网穿越功能,从而保障内网用户的使用;使用5~10Mb/s服务器出口带宽支持百万级数量用户的同时在线;具有认证、计费平台。
目前P2P流媒体电视直播采用计算机终端,在用户计算机中存储的内容仅几分钟,不需要使用硬盘,目前正开始发展廉价的机顶盒终端。
与直播领域相比,在流媒体点播领域,P2P技术的发展速度相对较为缓慢。主要是因为点播当中的高度交互性需求,使得实现的复杂程度较高。此外节目源版权因素对P2P点播技术的应用有阻碍。2000年,美国普度大学实现的GnuStream系统是在Gnutella网络基础之上的第一个P2P准点播系统。该系统也使用了网状多播的策略。由于版权因素的限制,这套系统没有能得到大规模的使用。2000年之后,P2P的点播技术在适用于点播的应用层传输协议技术、底层编码技术以及数字版权技术等方面都有重要进展。在应用层传输协议方面,比较重要的有2002年提出的P2Cast协议以及2003年提出的CollectCast协议(用于PROMISE系统)。目前正在发展实用的P2P点播系统,开始进入商业应用阶段。
美国在线(AOL)和华纳兄弟合作将在互联网上采用Kontiki公司P2PVoD推出In2TV业务,为客户提供电视剧点播业务。有6类电视剧节目,具有DVD质量的视频效果。In2TV还提供各种交互服务,如游戏等。
与P2P流媒体直播不同,P2P流媒体终端必须拥有硬盘,其成本高于直播终端。
内容瓶颈有待打破
2004年中国开始出现采用P2P流媒体技术在互联网上进行电视直播的网站。目前中国有十多个网站使用各自发展的软件提供P2P流媒体直播业务,掀起了一股P2P Internet TV浪潮。主要InternetTV系统有:PPLive网络(采用Synacast软件)、ppStream网络、QQ直播网络(已与新版QQ进行了捆绑)、猫眼网络电视(猫扑网)、TVKoo网络(沸点网络电视)、Rox磊客网(原CoolStreaming、光芒传媒Roxbeam)、Uusee网络(悠视网)和Mysee网络(美视网)等。
一些电信运营商也开始加入这一潮流,贵州网通采用上海网用公司的技术开展实验运营,上海电信也在实验。
P2P流媒体一方面提高了电视的通达性,另一方面降低了电视播出的门槛。目前中央电视台网站通过客户机/服务器模式向全世界提供广播服务。但是画面很小,同时在线人数也受限制。如果采用P2P模式既可保持互联网的通达性,覆盖到全球,又可以保证质量支持大量用户同时收看。P2P流媒体还可以降低广播电视播出门槛,用很简单的服务器就可以实现网上流媒体广播。P2P共享下载可以降低内容分发的门槛。
P2P流媒体技术和业务在中国的快速发展受到了资本市场的青睐,如软银投资CoolStreaming公司,建立光芒传媒Roxbeam公司,运营Rox磊客网,并且向YahooBB提供技术。此外Uusee、Mysee、PPLive、PPstream和千橡等网络也都得到了风险投资(VC)公司的投资。
P2P Internet TV在短短的一年多时间内快速发展,2005年底注册用户已达到250万户,显示出了巨大的生命力,但另一方面也应该看到其还面临很多困难和问题。
首先是缺乏能够赢利、可以持续发展的运营模式和产业链。目前基本上都是免费收看争取提高用户点击率,以获取VC公司的投资。结果是不能通过健康的产业链,合法地得到内容,只能转播现有的电视频道和以灰色方式得到内容。
其次是接入门槛很低,众多的新兴公司进入竞争行列,导致竞争加剧。而大多数创业者是搞技术出身,不熟悉媒体业,资本不足形成不了规模,结果只能导致低水平竞争。
P2P Internet TV的发展将引发一系列法律问题。传统电视是本地服务的,有一系列监管的法律法规。简单地将目前用于电视的法规移植到互联网上是不可行的。目前欧共体已经开始制订适用于Internet TV的新法规。
此外P2P Internet TV将会引发利益分配的问题。在中国已出现电信运营商要封堵BT和Skype软件的传言。在美国一些电信运营商推出分两等级服务的计划,导致要求国会立法保持网络中性的争论。
P2P IPTV酝酿颠覆性革命
目前中国IPTV和P2P Internet TV是沿两条路径独立发展的,各自遇到一些发展中的困难。如果将两者结合起来,以发展IPTV的资源和力量发展P2P Internet TV,或换句话说以P2P Internet TV的理念和技术发展IPTV,有可能开创新局面———这就是P2P IPTV。
中国正在建设创新型国家,发展基于P2P的IPTV是一次引领世界发展潮流,实现世界级创新的历史机会。目前中国在P2P Internet TV的技术和应用方面居世界领先地位,电信业在发展宽带业务方面有强烈的需求和良好的基础,有先进的网络基础设施和有国际竞争力的电信和网络设备制造业,可以成功地支持创新。
P2P IPTV运行在公共互联网上,架构P2P重叠网,建立运营平台,拥有认证、授权和计费系统,具有互联网无所不在覆盖全球的通达能力,能够支持向网络新媒体平滑演进。
P2P IPTV还面临技术、运营模式、产业链以及法律法规等各方面的问题,而解决这些问题正是实现创新的机会。发展P2P IPTV有助于平衡各方面利益,建立可持续发展的产业链。
IPTV的发展面临客户机/服务器模式的制约,中国在发展P2P Internet TV中取得了骄人的进展,用P2P Internet TV的思路和技术发展IPTV就是P2P IPTV。发展P2P IPTV有可能使中国实现顶层创新,引领世界潮流。