IPTV流媒体分发和交付技术的新突破(上)

    在2001年的《福布斯》杂志上，迈克.S.马龙(Michael S. Malone)曾经留下著名的预言，随着光纤、半导体、Internet、在线交易、语言和接口、以及信息技术的进步，被称为Internet支柱的万维网(World Wide Web，WWW)将在2004年-2005年被新技术取代，这种新的突破性技术被命名为Internet II：全球网格(Great Global Grid，GGG)。 在文章的最后他警告说，如果美国不能及时抓住这个机遇，就可能要再过十年之后在法兰克福或是上海见到它了！

    网格技术的核心是新的分布式网络计算技术。无论是在美国、欧洲还是在中国，从计算网格、存储网格到业务网格，相关的理论和技术研究近年来取得了巨大的进步。但是，马龙先生预言的两万亿美元成本可以获得二十万亿美元市场的Internet II全球网格商用似乎真的要等到2015年。不过有一点值得庆幸，由IPTV技术推动的网格应用：由UT斯达康公司开发的基于分布式流媒体交换网的分布式流媒体网络文件系统，已经于2005年在上海、哈尔滨和东京等地实现商用了！

    无论在视音频媒体产业，还是在电信产业，IPTV都被看成是一次重大的业务发展机遇。但是在实施中，许多人认为它不过是通过IP网络传送数字电视广播(DVB)的业务，也有一些人将它定义为通过TV上Internet网的一种业务，或是酒店VoD业务的翻版。我们也看到许多关于IPTV的讨论都关注于图像编解码的技术、宽带传送技术和数字版权管理技术，对于十分重要的视音频内容和流媒体的交付，许多方案都仅仅局限于采用Internet流媒体技术或是传统的、基于文件下载的内容分发网(CDN)技术。这些理解和专注都是建立在IPTV对现有的技术、现有的产业链和现有的网络基础设施上进行延伸的前提之下的，没有看到IPTV不仅孕育着整个产业的巨大变革，还推动了分布式计算技术的重大突破，也没有看到IPTV将为网格技术的发展开辟了一条全新的路径。

    通过对IPTV流媒体处理需求的分析，我们发现分布式网络计算是一个核心的问题。我们可以说IPTV是开放分布式计算技术和电信工程技术的结合。之所以强调电信工程是因为IPTV不同于一般计算机的应用，它要求建立一个电信级服务网络、存储网络和电信级传输交换网络之上的一个大规模的、高可靠、高安全、高性能、高伸缩性的，易维护的、低边际成本的提供音视频流媒体服务的业务网络。为了达到这样高的结构要求、性能要求和成本要求，开放分布式计算技术上必须有重大的突破。

    本文将从IPTV流媒体分发和交付的功能原理和电信工程的相关需求，讨论电信级的、基于分布式计算的流媒体服务网络和流媒体文件网络的体系结构，建立了流媒体网络文件系统的概念。这种面向业务的流媒体文件系统体系结构，是分布式计算技术的重要突破，将极大地推动网格技术的发展

    2.IPTV流媒体分发和交付的原理和需求

    IPTV流媒体分发和交付的原理并不复杂。它的复杂性体现在建立大覆盖、大容量、高性能和高可靠的电信级流媒体分发和交付系统。对这样系统的开发实际上是对一个基于分布式计算的、针对流媒体业务的网络文件系统（NFS）的开发。由于这种开发远远超越了传统的内容分发网（CDN）的服务器互连的概念，具有重大的理论意义和技术意义。

    IPTV流媒体分发和交付网络的内容输入是表现为音/视频/数据流形式（目前是直播的音视频节目，或称线性电视）的内容和文件形式（通常是存储的音/视频文件）形式的内容。这个系统的内容输出是网络用户端基于音视频流的播放接口。

    流媒体分发和交付系统的控制接口分成网络端控制接口和用户端控制接口。网络端控制接口是按照IPTV业务层的指令，实现向指定用户播放指定的内容和实现相关的控制。用户端控制接口是按照用户的指令，对该用户的流媒体播放进行控制，实现如启动、停止、暂停、继续、以及快速和慢速的进退等播放功能。