面向三网融合的互联网电视关键技术与发展趋势

　　1 引言

　　三网融合引发了终端设备的重大变革。三网融合并非物理网合一，本质上乃是在技术趋同的IP网络上承载广电、电信和互联网业务。三网融合在终端上就表现为多接入方式和多业务支持。在这样的技术背景下，原来附属于三网的终端设备与网络的耦合关系将被彻底打破，一种特定类型的终端，并不一定必然与特定网络和业务绑定。电视机作为电视网络的终端设备已经存在了将近100年，由于技术所限，电视机一直与广播电视网络紧密捆绑，且功能单一。随着互联网无孔不入的渗透进人们的生活，多媒体播放器、游戏机、电话机等各种消费电子都在加速实现网络化，电视机的网络化进程却远远滞后。在三网融合的推进过程中，电视机也将逐渐智能化，具备连接互联网的能力，从而解除与广播电视网络的绑定，成为用户迸入互联网世界的入口。

　　本文首先分析电视屏幕网络化的现状，指出三网融合终端产业发展的重点；接着结合国内外互联网电视产业发展实际情况分析技术发展和标准化现状和出路；阐述了互联网电视技术的发展趋势。

　　2 电视屏幕的互联网化是三网融台终端发展的重点

　　互联网经历了30多年的发展，已经成为支撑社会运行和发展的关键设施，人们的生产生活对互联网的依赖性越来越大。2010年4月，我国网民人数达到4.04亿，互联网业务应用日益丰富，互联网的应用加速向传统产业领域渗透。国家启动三网融合工作，将进一步推进我国电视播出机构的网络化，互联网音视频内容将进一步繁荣，互联网业务也将更趋多元化。业内专家也普遍认为，三网融合的大方向是互联网，广电和电信行业在三网融合推进中应以互联网的发展为基础。

　　在互联网发展的过程中，PC机和手机作为人们最常使用的终端设备相继完成了与互联网的对接，实现了网络化。PC机快速普及并联网是Web业务在 2000左右的爆发式增长的重要动力之一。近年来，智能手机的普及则直接推动了移动互联网和Web2.0的大发展。手机和PC的网络化和智能化，不仅被动适应网络和应用的变化，而且也对推动互联网的发展起到关键的助推作用。

　　相对而言，“电视屏”的网络化程度低，难以适应三网融合过程中家庭娱乐应用向互联网迁移的趋势。调查发现，人们在电视机前消耗的时间仍然多于上网，而且电视受众基数远远大于PC和手机。因此，电视机仍然是人们获取信息的主要设备之一，特别在家庭娱乐中的地位不可替代。然而，在PC，手机和电视机 “三屏”中，“电视屏”却是智能化和网络程度最低的。绝大多数已经销售的电视机仍然只具备基本的显示功能，具备接人互联网功能的“互联网电视”普及率还非常低。2009年，我国彩电销量3450万台，其中互联网电视99.2万台，仅占2.8％。而作为电视屏网络化的替代方案，“网络机顶盒”发展也很缓慢，国内约100万台（含P2P和推送型），与庞大的电视用户基数相比微不足道。此外，广电运营商已经部署的6千多万个数字电视机顶盒大多数都不具备交互功能，难以接入开放互联网。电信运营商部署的440万台IPTV机顶盒也都是面向专网业务设计的。所以总体上，“电视屏”的网络化进程与三网融合对家庭终端的需求存在差距，已经成为三网融合终端发展的短板。

　　可以说“电视屏”的互联网化是三网融合终端产业发展的重点。实际上，就在国内三网融合试点启动前夕，国内外产业界巨头都已经看中了这块空间巨大的“蓝海”，纷纷进入这一领域。2007年，苹果推出AppleTV。2008年Yahoo！提出了ConnectedTV概念，并联手Intel推动基于Widget的开放互联网电视解决方案。2010年5月，Google启动以“把Web的内容引入到TV”为目标的GoogleTV计划，将与 lntel，索尼，罗技等联手打造完整生态链。

　　3 互联网电视的技术方案和标准化分析

　　目前，互联网电视产业正处于起飞阶段，国际上各厂商都在充分利用自身优势全力推广自己的解决方案，谋求树立事实标准。而一些国际标准化组织也在积极开展互联网电视的标准化研究，希望能够建立全球统一的互联网电视开放标准体系。

　　在厂商推动的私有解决方案中，雅虎的ConnectedTV和GoogleTV具有代表性，在业界影响广泛。

　　3.1基于Widget的Yahoo!ConnectedTV

　　YahOO！提出的联网电视解决方案，是在传统电视机上采用基于Web技术的Widget增加互联网功能，其核心是一套TVWidget引擎。它可以运行于基于Linux的电视一体机或机顶盒硬件上，实现在收看传统电视时使用互联网应用的目标。在技术实现上，Yahoo!TVWidget对 Konfabulator桌面Widget的功能进行了扩展，并重新建立JavaScript框架（KONtXFramework）从而大大简化应用开发，最终形成了其第5代Widget引擎，以此作为TVWdget的基础平台。

　　YahooTVWidget的架构如图1所示。KONix提供了一套调用雅虎Widget引擎的JavaScriptAPI，支持标准的DOM2，并部分支持CSS。上层的TVWidget可以通过调用API实现与底层引擎的通信。用户的所有Widget应用有统一的容器管理(Container）。Widget在内容来源上是开放的，基于Widget不仅可以实现基本的网络信息测览，还可以获取互联网上的音视频内容。

图1 Yahoo TV Widget架构

　　虽然任何人都可以开发自己的电视Widget应用，但都需要经过雅虎认证才能正式发布。雅虎实际上通过控制Widget引擎主导网络电视生态链。

　　3.2基于Android的GoogleTV

　　GoogleTV的计划比Yahoo庞大，不仅包含了软件，还包含整合硬件和外围设备，形成一个完整的生态系统（见图2）。其核心思路是充分利用其在Web搜索和浏览方面的优势向电视屏幕进军，因此最关键的仍然是基于Andriod操作系统的软件平台，包括GoogleChrome网页浏览器和 AdobeFlash10等模块。在这个平台上不仅可以运行Android软件，也可以运行基于浏览器或Flash平台的网络应用。终端硬件可以是一体机，或者机顶盒等其他可与电视机连接的嵌入式设备。

图2 Google TV的设计理念

　　GoogleTV希望能够将Web与电视紧密结合，让用户感觉和电脑一样浏览和搜索网页、在线视频和DVR上的节目，能够从 AndroidMarket上下载和购买Android程序，能够使用Android手机控制电视机，从而在电视机上实现基于Web的“三网融合”。

　　雅虎和谷歌推动的两个方案在技术上既有共性，又有差异。共性在于二者都将Web技术放在核心位置，强调开放的互联网（Web）与电视的集成，这也可以认为是互联网电视的实质。两者的差异在于集成层面和范围不同。相对而言，GoogleTV是更深人更广泛的集成，不仅可以支持B/S应用，还可以支持C/S应用，不仅支持Web(W3C）技术，还支持Flash，从而给予开发者更大的灵活性。

　　各种技术方案展开市场竞争之际，一些标准化组织也在积极寻求互联网电视的开放标准之路。其中主要的标准化组织包括：

　　(1)Open IPTV Forum：成立于2007年3月，创始会员包括爱立信、法国电信、索尼、东芝、三星、飞利浦等，主要任务是形成端到端的IPTV解决方案。该组织的范围实际上也已超越专网IPTV，涵盖基于开放互联网的视频业务。2009年10月完成了第一版规范，包括媒体格式、元数据、协议。应用环境、认证和管理等7 个部分，支持直播，点播，PVR等视频业务和即时消息等基本通信业务。应用环境主要定义终端侧的应用编程接口，分为过程型(Procedural ApplicaTIon Environment)和声明型（Declarative Application Environment)两种，前者以DVB定义的GEM为核心，后者以消费电子协会（CEA）定义的CE-HTML(CEA-2014)为基础。

　　(2）消费电子协会（CEA):CEA提出的Web4CE（包括上文CE-HTML）框架，通过对W3C的Web相关标准进行补充和修订，解决在电视机、便携播放器等终端上使用Web应用时的互操作问题。目前，Web4CE框架中采用XML定义了终端能力交换数据格式，提出了扩展HTML标签以支持遥控器操控，提出了新的JavaScriPt对象支持交互通信，并且提出了在不同设备间实现会话迁移的机制等。

　　(3)DVB混合电视HbbTV推进组：欧洲的DVB组织提出的广播通道与宽带网络通道混合使用的方案，终端可以通过DVB机制使用广播电视业务，也可以通过宽带网访问互联网。HbbTV在终端交互式应用环境上与OIPF保持兼容。

　　(4)ITU-T：这方面的工作虽然集中在IPTVGSI议题之下，但在终端应用运行环境方面与是否专网关联不大，其定义了IPTV多媒体应用平台（IPTV.MAFR)和端系统（IPTV.TDES）很大程度上也适用于开放互联网。目前主要是基于W3C的Web技术体系，对 HTML,DOM,CSS进行适当的剪裁，并对EC-MAScript（JavaScript）进行扩充。同时，也参照了广播标记语言（BML）和消费电子协会（CEA）对HTML的剪裁方案。此外，IPTV Widget相关的标准化议题也已启动。相关的12项新建议也在制定过程中。

 　　(5)W3C：实际上就Web如何进入电视问题，标准化方面的探索早已展开。Web标准的主导组织W3C早在1998年左右就曾经成立了 Television and the web标准组，专门研究Web进入电视机的标准化。随着日本提出广播标记语言闭ML）、巴西提出NCL语言、欧洲提出DVB-HTML语言，W3C意识到全球统一的Web面临分裂的危险，在2002年就关闭了这个组。相关工作转入“Ubiquitolls Web App”组，致力于打造覆盖电视、手机和PC各种终端的统一Web。随着Web应用的扩展，XML,HTML,CSS,DOM等Web成熟技术将加速向电视屏幕渗透，新一代Web标准如HTMLS，SVG等对多媒体的支持更加完善，也将在互联网电视中发挥重要作用。

　　国际标准化组织互联网电视的标准化活动，虽然在具体的技术取舍上存在差异，彼此问也缺乏有效协凋，但总体上是以W3C的技术为核心的，为未来互联网电视国际标准化做了很好的铺垫。但各标准化组织如何处理与产业实践之问的关系，是影响未来标准成功推广的关键。

　　从上述分析可以看出，国际上互联网电视技术领域出现了以厂商主导的“垂直整合”和以标准化组织为核心的“水平整合”两条不同的发展路径，究竟事实标准还是开放标准最终获胜难以确定。因此这两种路径将会在市场上长期共存。这种情况就给互联网电视的终端厂商造成困扰：如何选择自己产品的技术策略。在 2010年7月份ITU-TSG9会议上，InteI和思科联合提交的一份提案提出了终端软件架构设计的新思路。在图3所示的架构中，标准化的业务功能（如OIPF, ITU-T,HbbTV等）在终端上作为一个组件，而非一个独占资源的应用，而游戏，AppStore,WidgetEngine等也可以根据需要集成进来，这样就可以既兼顾标准符合性，又能顺应市场实际发展。提案建议对组件的集成进行标准化，受到了与会专家的广泛关注，为互联网电视的标准化指出了一个好的方向。

图3 ITU-T提出的新型软件架构

　　4 互联网电视的发展趋势

　　互联网电视不管在国内还是国际上还处于起步阶段，随着三网融合的深入推进，互联网电视在功能和形态、用户体验、技术架构以及产业链和商业模式等方面将呈现出明显的特点和趋势。

　　（1）互联网电视功能和形态趋向融合。首先，在功能上，互联网电视除了能够接人互联网，还将融合电子商务、语音和视频通信、安全监控、家居控制等多种功能于一身，成为家庭娱乐通信的中心。其次，随着联网和信息处理功能趋于稳定，互联网电视的显示设备和信息处理设备走向融合，五花八门的机顶盒将被集成到电视机中，具备联网功能的彩色电视一体机将大量出现成为主流。

　　（2）互联网电视支持的用户体验大幅提升。一方面，视频体验质量将进一步提高。当前，高清晰度解码和显示正成为三网融合时代终端设备的基本能力，用户体验从标清走向高清时代。未来，三维显示技术将日趋成熟，多媒体信息展现效果将比二维时代空前提高，用户体验质量将经历一次质的飞跃。而宽带网、 CDN等基础设施的完善也将提升多媒体内容的传输性能，从而确保较高的QoS。另一方面，人机界面技术将由长足进步。虽然近年来终端的信息输入和控制方面出现重大提升，运动传感、多点触控等技术已经在游戏机、手机上大量使用，不用遥控器的“空手遥控”技术也已经变为现实，将在未来几年走向实用。然而这些新的UI技术在互联网电视机还未大规模采用。随着产业重心向互联网电视转移，适合Web和电视机的UI技术将在未来出现突破。

　　（3）互联网电视技术架构更加开放。为了屏蔽底层软硬件的差异，使应用可以运行在不同软件和硬件的终端上，机顶盒、手机等终端软件结构已经越来越多地采用基于中间件的架构。未来的互联网电视终端，在技术架构上将更加开放。特别是为了实现与万维网（Web）应用的无缝集成，基于Web技术的中间件有望成为发展的主流，符合W3C标准支持统一的Web将成为互联网电视的主流趋势。

　　(4）互联网电视产业与内容和业务深度整合。出于市场竞争的考虑，在终端（如苹果公司）、业务（如谷歌公司）或内容（如国家网络电视台 CNTV）方面具有优势的企业，倾向于自主建立一条覆盖“终端一业务一内容”的产业链。表现在互联网电视上，就会出现终端设备与特定业务或内容紧耦合的市场运作模式，这有可能成为未来一段时间内三网融合终端产业的主要发展模式。但这种整合也存在开放与封闭之分。2007年，苹果公司推出了AppleTV，将iTunes与AppleTV捆绑，用户只能访问限定的资源。随后国内外厂商也纷纷跟进，出于保证易用性、服务质量和商业利益的考虑，这些互联网电视方案并不提供到任何互联网站点的连接，而是将用户导入特定的合作方网站，也就是所谓的“围墙花园”模式。与此相对，“谷歌(Google)TV”代表着“开放模式”，用户几乎可以不受限制地访问任何互联网内容。虽然短期内对开放与封闭模式的优劣难有定论，但参照移动互联网从封闭走向开放的历史经验，有理由相信，开放模式的互联网电视将是大势所趋。

　　5 结束语

　　三网融合对终端提出了新的要求，而电视屏幕的网络化是三网融合终端发展的重心。从国际上主流的解决方案来看，Web技术将成为互联网电视的核心。各种技术方案展开市场竟争之际，一些标准化组织也在积极寻求互联网电视的开放标准之路，以W3C为核心的标准化实践为未来走向统一标准奠定了基础。互联网电视不管在国内还是国际上还都处于起步阶段，随着三网融合的深入推进，互联网电视的功能和形态将进一步融合，用户体验将大幅度提升，互联网电视的技术架构、产业链和商业模式都将向更开放的方向演变。