IPTV一般泛指通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸音視頻內(nèi)容并用電視機(jī)收看的業(yè)務(wù)。目前電信運(yùn)營商提供的IPTV運(yùn)營在支持組播的可管理的IP網(wǎng)上，其主要業(yè)務(wù)為直播電視(轉(zhuǎn)播電視廣播)、時(shí)移電視、視頻點(diǎn)播(VoD)以及交互信息服務(wù)等。

目前中國的IPTV系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式提供單播和點(diǎn)播(包括VoD和時(shí)移電視)業(yè)務(wù)。由于服務(wù)器輸入/輸出(I/O)“瓶頸”的限制，一臺(tái)服務(wù)器只能支持有限的并發(fā)流(千數(shù)量級(jí)的并發(fā)流)。要解決十萬、百萬用戶同時(shí)收看的問題，不僅需要大量服務(wù)器，還需要極寬的網(wǎng)絡(luò)帶寬。目前的解決方法一是采用組播來提供廣播，二是采用內(nèi)容傳送網(wǎng)絡(luò)(CDN)技術(shù)將服務(wù)器盡量放到離客戶近的地方以減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)要支持組播，需要進(jìn)行改造，這不僅導(dǎo)致成本增加還將損失互聯(lián)網(wǎng)無所不在的通達(dá)能力。因此，IPTV只能在經(jīng)過改造的局部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)提供廣播業(yè)務(wù)。對(duì)于IPTV進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)新媒體演化趨勢，目前的客戶機(jī)/服務(wù)器模式也不能很好地提供支持。

客戶機(jī)/服務(wù)器已經(jīng)成為制約IPTV發(fā)展的“瓶頸”，解決方法是體系結(jié)構(gòu)向?qū)Φ冗B接(P2P)模式演化。

2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演化過程不斷在集中和分布之間擺動(dòng)。早期計(jì)算機(jī)的使用模式是眾多用戶共享大型計(jì)算機(jī)，以后發(fā)展了個(gè)人計(jì)算機(jī)，從集中走向分布。在互聯(lián)網(wǎng)上存在類似情況，開始采用客戶機(jī)/服務(wù)器方式，使用網(wǎng)站上集中的服務(wù)器。進(jìn)一步發(fā)展將走向分布式，集中的服務(wù)器變成分布式的。

P2P技術(shù)將許多用戶結(jié)合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，共享其中的帶寬，共同處理其中的信息。與傳統(tǒng)的客戶機(jī)/服務(wù)器模式不同，P2P工作方式中，每一個(gè)客戶終端既是客戶機(jī)又是服務(wù)器。以共享下載文件為例，下載同一個(gè)文件的眾多用戶中的每一個(gè)用戶只需要下載文件的一個(gè)片段，然后互相交換，最終每個(gè)用戶都得到完整的文件。

實(shí)現(xiàn)P2P的第一步是在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行檢索，找到擁有所需內(nèi)容和計(jì)算能力的結(jié)點(diǎn)地址；第二步是通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)等連接。為了充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)無所不在的優(yōu)勢，不能對(duì)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行任何修改。解決的方法是在基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)上架設(shè)一個(gè)P2P重疊網(wǎng)。

P2P重疊網(wǎng)分為無組織的P2P重疊網(wǎng)、有組織的P2P重疊網(wǎng)和混合型網(wǎng)三大類。目前在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛使用的大多是無組織的P2P重疊網(wǎng)，如BitTorrent(BT)下載。而有組織的P2P重疊網(wǎng)目前還處于學(xué)術(shù)界研究階段，如Tapestry、Chord、Pastry和CAN等網(wǎng)絡(luò)。正在研究的新一代的P2P應(yīng)用包括多播、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等都運(yùn)行在這種有組織的P2P重疊網(wǎng)上。一些實(shí)用系統(tǒng)開始使用混合型結(jié)構(gòu)。

無組織的P2P重疊網(wǎng)已經(jīng)演進(jìn)了幾代。第一代P2P網(wǎng)絡(luò)采用中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。早期的軟件Napster就采用這種結(jié)構(gòu)；第二代P2P采用分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，適合在自組織(Ad hoc)網(wǎng)上應(yīng)用，如即時(shí)通信等；第三代P2P采用混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，這種模式綜合了第一代和第二代的優(yōu)點(diǎn)，用分布的超級(jí)結(jié)點(diǎn)取代中央檢索服務(wù)器，并進(jìn)一步利用有組織網(wǎng)的分布式哈希表(DHT)加速檢索。

廣播影視資料內(nèi)容的分發(fā)主要采用兩種方法：一種方法是先下載，下載后再觀看，這種方法現(xiàn)在被稱為播客(Podcast)；另一種就是用流媒體的方式邊下載邊收看。P2P技術(shù)對(duì)這兩種方式都支持。

P2P共享下載大家比較熟悉。目前常用的P2P軟件BT屬于第三代混合型無組織網(wǎng)。每天全球都有數(shù)以千萬計(jì)的網(wǎng)民用BT軟件下載整部電影、MP3和大型軟件等，其數(shù)據(jù)流量已占全球因特網(wǎng)總數(shù)據(jù)流量的70%以上。在中國情況類似，寬帶用戶大部分流量是P2P應(yīng)用。版權(quán)問題是困擾P2P下載發(fā)展的主要問題，目前一些有合法版權(quán)的播客網(wǎng)站開始健康發(fā)展。

P2P流媒體是近年來才發(fā)展起來的，目前在中國發(fā)展得非常好，有10多家網(wǎng)站采用自主開發(fā)的軟件提供P2P Internet視頻服務(wù)，注冊(cè)用戶達(dá)250萬戶。

3 P2P流媒體直播技術(shù)進(jìn)展

利用P2P技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模流媒體點(diǎn)播和直播的系統(tǒng)Webcast出現(xiàn)于1998年。Webcast利用一棵二叉多播樹在用戶之間進(jìn)行實(shí)時(shí)多媒體數(shù)據(jù)的傳輸和共享。此后由于流媒體直播服務(wù)相對(duì)簡單，首先得到快速發(fā)展。2000年出現(xiàn)第一套P2P視頻直播系統(tǒng)的原型——ESM系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用用戶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)互連構(gòu)造最優(yōu)媒體數(shù)據(jù)多播樹的方法在用戶間傳播實(shí)時(shí)的多媒體內(nèi)容。由于算法限制，這套系統(tǒng)只能擴(kuò)展到幾千人同時(shí)在線，但已經(jīng)標(biāo)志著P2P流媒體直播系統(tǒng)進(jìn)入了系統(tǒng)發(fā)展期。

此后各種原型系統(tǒng)、高度可擴(kuò)展的應(yīng)用層多播協(xié)議大量涌現(xiàn)。其中典型的系統(tǒng)有提供音頻廣播的Standford大學(xué)的Peercast系統(tǒng)和德國的P2PRadio系統(tǒng)，他們均采用開放源代碼。而應(yīng)用層多播協(xié)議有微軟的Coopnet/Splits tream協(xié)議、思科的Overcast協(xié)議、馬里蘭大學(xué)的NICE協(xié)議、伯克利大學(xué)的Gossip協(xié)議等。雖然這些系統(tǒng)和協(xié)議尚不能實(shí)用，但為P2P流媒體直播打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

2004年5月歐洲杯期間，香港科技大學(xué)張欣研博士開發(fā)的CoolStreaming原型系統(tǒng)在Planetlab網(wǎng)上試用獲得成功。這套系統(tǒng)使用Goosip協(xié)議在用戶之間傳播控制信令，使用類似于BT的多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳播協(xié)議在用戶之間傳送媒體數(shù)據(jù)包。CoolStreaming系統(tǒng)是第一次真正將高可擴(kuò)展和高可靠性的網(wǎng)狀多播協(xié)議應(yīng)用在P2P流直播系統(tǒng)當(dāng)中，標(biāo)志P2P直播技術(shù)進(jìn)入準(zhǔn)商業(yè)運(yùn)作階段。在CoolStreaming成功的鼓舞下，中國流媒體直播技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，在世界上獨(dú)樹一幟，目前中國有10多個(gè)網(wǎng)站使用各自發(fā)展的軟件提供P2P流媒體直播業(yè)務(wù)。用戶最多的是PPLive網(wǎng)采用的Synacast系統(tǒng)。Synacast系統(tǒng)的核心是一套完整的網(wǎng)上視頻傳輸和運(yùn)營支持業(yè)務(wù)平臺(tái)。在此平臺(tái)上可以方便地完成節(jié)目采集、發(fā)布、認(rèn)證、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

由于采用了P2P技術(shù)進(jìn)行流媒體內(nèi)容的分發(fā)，Synacast系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器端的要求

目前P2P流媒體直播的主要性能如下：播放的電視節(jié)目的碼率一般為3～500 kb/s，有些頻道已經(jīng)開始提供800 kb/s的碼率，超過VCD的畫面質(zhì)量；在20 s～1 min左右完成數(shù)據(jù)緩沖，并開始播放，可以給用戶提供穩(wěn)定、清晰的電視節(jié)目，一般不會(huì)出現(xiàn)播放停頓的問題；具有內(nèi)網(wǎng)穿越功能，從而保障內(nèi)網(wǎng)用戶的使用；使用5～10 Mb/s服務(wù)器出口帶寬支持百萬級(jí)數(shù)量用戶的同時(shí)在線；具有認(rèn)證、計(jì)費(fèi)平臺(tái)。

P2P流媒體電視直播采用計(jì)算機(jī)終端，在用戶計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的內(nèi)容僅幾分鐘，不需要使用硬盤，目前正開始發(fā)展廉價(jià)的機(jī)頂盒終端。

4 P2P流媒體點(diǎn)播技術(shù)進(jìn)展

與直播領(lǐng)域相比，在流媒體點(diǎn)播領(lǐng)域，P2P技術(shù)的發(fā)展速度相對(duì)較為緩慢。主要是因?yàn)辄c(diǎn)播當(dāng)中的高度交互性需求，使得實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度較高。此外節(jié)目源版權(quán)因素對(duì)P2P點(diǎn)播技術(shù)的應(yīng)用有阻礙。2000年，美國普度大學(xué)實(shí)現(xiàn)的GnuStream系統(tǒng)是在Gnutella網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的第一個(gè)P2P準(zhǔn)點(diǎn)播系統(tǒng)。該系統(tǒng)也使用了網(wǎng)狀多播的策略。由于版權(quán)因素的限制，這套系統(tǒng)沒有能得到大規(guī)模的使用。2000年之后，P2P的點(diǎn)播技術(shù)在適用于點(diǎn)播的應(yīng)用層傳輸協(xié)議技術(shù)、底層編碼技術(shù)以及數(shù)字版權(quán)技術(shù)等方面都有重要進(jìn)展。在應(yīng)用層傳輸協(xié)議方面，比較重要的有2002年提出的P2Cast協(xié)議以及2003年提出的CollectCast協(xié)議(用于PROMISE系統(tǒng))。目前正在發(fā)展實(shí)用的P2P點(diǎn)播系統(tǒng)，開始進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。 美國在線(AOL)和華納兄弟合作將在互聯(lián)網(wǎng)上采用Kontiki公司P2P VoD推出In2TV業(yè)務(wù)，為客戶提供電視劇點(diǎn)播業(yè)務(wù)。有6類電視劇節(jié)目，具有DVD質(zhì)量的視頻效果。In2TV還提供各種交互服務(wù)如游戲等。

與P2P流媒體直播不同，P2P流媒體終端必須擁有硬盤，其成本高于直播終端。

5 P2P Internet TV發(fā)展情況和存在的問題

2004年中國開始出現(xiàn)采用P2P流媒體技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行電視直播的網(wǎng)站。目前中國有10多個(gè)網(wǎng)站使用各自發(fā)展的軟件提供P2P流媒體直播業(yè)務(wù)，掀起了一股P2P Internet TV浪潮。主要Internet TV系統(tǒng)有：

PPLive網(wǎng)絡(luò)(采用Synacast軟件) ppStream網(wǎng)絡(luò) QQ直播網(wǎng)絡(luò)(已與新版QQ進(jìn)行了捆綁) 貓眼網(wǎng)絡(luò)電視(貓撲網(wǎng)) TVKoo網(wǎng)絡(luò)(沸點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)電視) Rox磊客網(wǎng)一些電信運(yùn)營商也開始加入這一潮流，貴州網(wǎng)通采用上海網(wǎng)用公司的技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)運(yùn)營，上海電信也在實(shí)驗(yàn)。

P2P流媒體一方面提高了電視的通達(dá)性，另一方面降低了電視播出的門檻。

目前中央電視臺(tái)網(wǎng)站通過客戶機(jī)/服務(wù)器模式向全世界提供廣播服務(wù)。但是畫面很小，同時(shí)在線人數(shù)也受限制。如果采用P2P模式既可保持互聯(lián)網(wǎng)的通達(dá)性，覆蓋到全球，又可以保證質(zhì)量支持大量用戶同時(shí)收看。P2P流媒體還可以降低廣播電視播出門檻，用很簡單的服務(wù)器就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上流媒體廣播。P2P共享下載可以降低內(nèi)容分發(fā)的門檻。

2006年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)期間，中央電視臺(tái)使用P2P和CDN技術(shù)向全球進(jìn)行同步視頻直播。除在全球布設(shè)CDN服務(wù)，采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式用流媒體技術(shù)提供直播外，還采用清華大學(xué)的Gridmedia系統(tǒng)和天天寬廣公司的UUSee平臺(tái)進(jìn)行P2P流媒體電視直播。2006年1月28日16時(shí)至1月29日1時(shí)，央視網(wǎng)站頁面點(diǎn)擊量達(dá)到2.96億次，頁訪問次數(shù)達(dá)4 792萬次，收看春節(jié)晚會(huì)視頻直播的人次為410萬，其中89萬來自海外；最高同時(shí)在線人數(shù)為46.7萬，其中7.5萬來自海外；最大帶寬超過5.38 Gb/s，其中國際帶寬最大4.9 Gb/s。

2005年湖南衛(wèi)視超女總決賽，PPLive進(jìn)行了網(wǎng)上直播，有50萬人同時(shí)在線收看。2005年12月31日晚，使用PPLive直播軟件看“2005－2006年超女跨年演唱會(huì)”的用戶數(shù)突破百萬大關(guān)。其中30%來自海外。

中國基于E-mail和手機(jī)號(hào)碼的網(wǎng)上收付費(fèi)平臺(tái)——由快錢公司和上海天娛傳媒有限公司合作完成的系統(tǒng)，首次應(yīng)用P2P內(nèi)容版權(quán)保護(hù)技術(shù)于網(wǎng)絡(luò)直播活動(dòng)，用戶需要領(lǐng)取免費(fèi)的門票才可以觀看。

中國已經(jīng)開始P2P流媒體網(wǎng)上新聞直播，如神六升空和返回過程中，搜狐、新浪和網(wǎng)易等門戶網(wǎng)站使用P2P流

山東省三大新聞網(wǎng)之一的山東新聞網(wǎng)與擁有國際領(lǐng)先流媒體技術(shù)的光芒傳媒合作，成功開通了網(wǎng)上視頻新聞欄目。搜狐2006年將推出“我形我秀”的P2P網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)。

P2P流媒體技術(shù)和業(yè)務(wù)在中國的快速發(fā)展受到了資本市場的青睞，如軟銀投資CoolStreaming公司，建立光芒傳媒Roxbeam公司，運(yùn)營Rox磊客網(wǎng)，并且向Yahoo BB提供技術(shù)。此外還有Uusee、Mysee、PPLive、PPstream和千橡等網(wǎng)絡(luò)也都得到了風(fēng)險(xiǎn)投資(VC)公司的投資。

P2P Internet TV在短短的一年多時(shí)間內(nèi)快速發(fā)展，2005年底注冊(cè)用戶已達(dá)到250萬戶。顯示出了巨大的生命力，但另一方面也應(yīng)該看到其還面臨很多困難和問題。

首先是缺乏能夠盈利，可以持續(xù)發(fā)展的運(yùn)營模式和產(chǎn)業(yè)鏈。目前基本上都是免費(fèi)收看爭取提高用戶點(diǎn)擊率，以獲取VC公司的投資。結(jié)果是不能通過健康的產(chǎn)業(yè)鏈，合法地得到內(nèi)容，只能轉(zhuǎn)播現(xiàn)有的電視頻道和以灰色方式得到內(nèi)容。

其次是接入門檻很低，眾多的新興公司進(jìn)入競爭行列，導(dǎo)致競爭加劇。而大多數(shù)創(chuàng)業(yè)者是搞技術(shù)出身，不熟悉媒體業(yè)，資本不足，形成不了規(guī)模，結(jié)果只能導(dǎo)致低水平競爭。

P2P Internet TV的發(fā)展將引發(fā)一系列法律問題。傳統(tǒng)電視是本地服務(wù)的，有一系列監(jiān)管的法律法規(guī)。簡單地將目前用于電視的法規(guī)移植到互聯(lián)網(wǎng)上是不可行的。目前歐洲共同體已經(jīng)開始制訂適用于Internet TV的新法規(guī)。

此外P2P Internet TV將會(huì)引發(fā)利益分配的問題。在中國已出現(xiàn)電信運(yùn)營商要封堵BT和Skype軟件的傳言；在美國一些電信運(yùn)營商推出分兩等級(jí)服務(wù)的計(jì)劃，導(dǎo)致要求國會(huì)立法保持網(wǎng)絡(luò)中性的爭論。

6 P2P IPTV

目前中國IPTV和P2P Internet TV是沿兩條路徑獨(dú)立發(fā)展的，各自遇到一些發(fā)展中的困難。如果將兩者結(jié)合起來，以發(fā)展IPTV的資源和力量發(fā)展P2P Internet TV，或者換句話說以P2P Internet TV的理念和技術(shù)發(fā)展IPTV有可能開創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)媒體演化的新局面。這就是 P2P IPTV。

中國正在建設(shè)創(chuàng)新型國家，發(fā)展基于P2P的IPTV是一次引領(lǐng)世界發(fā)展潮流，實(shí)現(xiàn)世界級(jí)創(chuàng)新的歷史機(jī)會(huì)。目前中國在P2P Internet TV的技術(shù)和應(yīng)用方面居世界領(lǐng)先地位，電信業(yè)在發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)方面有強(qiáng)烈的需求和良好的基礎(chǔ)，有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和有國際競爭力的電信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造業(yè)，可以成功地支持創(chuàng)新。

P2P IPTV運(yùn)行在公共互聯(lián)網(wǎng)上，架構(gòu)P2P重疊網(wǎng)，建立運(yùn)營平臺(tái)，擁有認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，具有互聯(lián)網(wǎng)無所不在覆蓋全球的通達(dá)能力，能夠支持向網(wǎng)絡(luò)新媒體平滑演進(jìn)。

P2P IPTV還面臨技術(shù)、運(yùn)營模式、產(chǎn)業(yè)鏈以及法律法規(guī)等各方面的問題，而解決這些問題為實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新提供了很好的機(jī)會(huì)。發(fā)展P2P IPTV有助于平衡各方面利益，建立可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。

7 結(jié)束語

IPTV的發(fā)展面臨客戶機(jī)/服務(wù)器模式的制約，中國在發(fā)展P2P Internet TV中取得了驕人的進(jìn)展，用P2P Internet TV的思路和技術(shù)發(fā)展IPTV就是P2P IPTV。發(fā)展P2P IPTV有可能使中國實(shí)現(xiàn)頂層創(chuàng)新，引領(lǐng)世界潮流[1-3]。

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[3] 侯自強(qiáng). 在CNGI IPv6上建立誠信安全的P2P環(huán)境和分布管理系統(tǒng)[J]. 中興通訊信技術(shù),2005,11(3):21-24,34.