ＩＰＴＶ引发的较量:较量

　　编者按：IPTV的崛起使得电信与广电两大系统的关系变得十分微妙。4月16日，广电系统在厦门召开了“第六届全国因特网与音视频广播发展研讨会”（NWC 2006），中国工程院院士李幼平以《IPTV引发的较量》为主题发表演讲，话题涉及IPTV以及数字电视各自面临的困难、播存结构与IPTV带宽、IPTV的优势能维持多久、如何创造合理的商业模式等内容，强烈呼吁电信与广电从“三网融合”的大局着眼，积极开展合作。为了充分阐明“电信与广电应该、也有可能围绕IPTV进行良好合作”的观点，李幼平院士还专门撰文在本报发表，以期引起更多的关注与讨论。
　　
　　一、电视面临“互动化”变革
　　
　　今年是广播诞生100周年。
　　100年来，从无线电音频广播，到今天的“数字电视”，都是按“现播现用”模式工作的，中间没有内容存储环节。什么时段广播什么内容，完全由电台决定，用户没有选择时间的自由，缺乏以人为本的“按需服务”。
　　科学技术的发展，带来了解决这一问题的契机。
　　电信行业专家提出，可利用互联网协议（IP），实现电视双向互动的“按需服务”，这一方案被称为IPTV解决方案。
　　广播行业专家很快意识到，在数字电视基础上，只要在用户端添加存储（storage）环节，照样可以让广播实现“按需服务”。这种通过广播“广泛存储”的“播存”（Broad-Storage，BS）方案，让用户自由选择身边的存储内容，也是一种双向互动，可称为BSTV。
　　近来一些文章说IPTV引发的这场较量，是电信行业与广播行业的对决（PK），说广播将走向被边缘化的不归之路。我不同意这种说法。我认为，IPTV与BSTV都是科技进步的成果，两者的较量实质上是带宽成本与存储成本的较量，较量的结果，将反而促使广播再次振兴，促使互联方式同播存方式相互融合。
　　不论是IPTV或BSTV，都是把备用的电视内容收藏在某一存储环节中，然后通过读出控制，赋予用户选择的自由。两者的区别仅仅是，IPTV把存储环节放在互联网的前端，通过IP协议对远距离的存储环节实现双向互动;BSTV则把存储环节放在广播网的后端，只需对身边存储环节双向互动。可以说，两者的第一原理没有两样，只是途径不同，成本瓶颈不同。放在互联网前端，可以让成千上万的用户分担存储成本，户均存储成本不成问题；但带宽成本很高，因为任何用户的独立需求，都需要通过IP带宽分配给予满足。BSTV则相反，卫星一次广播，就可以完成全国存储环节的写入，户均传输成本不成问题，但存储装置成本需由用户单独承担。可见，两者成本瓶颈不同，IPTV需要更低的带宽成本，BSTV则需要更低的存储成本。
　　
　　二、IPTV的难点是带宽成本
　　
　　IP协议通过带宽分配兑现用户的双向互动。带宽是一种物质性资源，服从总量守恒定则，用户多了，或每个用户占用的带宽多了，都会引起“带宽瓶颈”的麻烦。不管用什么压缩方法，要在大于20英寸显示屏上呈现标准清晰度的图像，占用带宽不可能很小，大约是宽带上网的几倍或拨号上网的几十倍。TV不仅带宽大，而且流量是连续不断的、非阵发性的，很难通过统计复用有所节省。当IPTV占Web用户的比例超过10%－20%时，电视服务与普通上网服务就会争夺对外带宽，电信设施发生拥堵。结果会顾此失彼：照顾了IPTV新用户，得罪了Web上网的老用户。为了避免拥堵，需要对电信设施的带宽投资升级。且不说融资的困难，即使设施升级了，电信部门仍然很难把“每兆字节的带宽成本”降低到可以同广电行业竞争的水平上。中国的居民很难承受几元/每小时的收视费用。
　　再说，倘若“从头到尾”采用IP“单播”，将造成全社会带宽资源的浪费。因为，完全相同的内容，在完全相同的节点之间，可能成千上万次地重复（冗余）传输。若改用“多播”（Multicast）策略，则IP协议最好由V4升级为V6，并置换所有不支持多播的路由器，代价也很巨大。
　　
　　三、播存方式的难点是存储成本
　　
　　基于播存（BS）的“近互动”，相比互联协议（IP）的“远互动”，优势是没有带宽瓶颈，用户数目可以任意增加，不必因用户增长而频繁改造基础设施，支持信息共享事业可持续发展。但是，需要在终端添加海量存储环节，而且这个成本需要由用户单独负担。
　　在10年之前，存储器价位很高，BS方式无地自容，国内外“视频点播”的纷纷落马就是印证。今天，尽管硬盘、闪存价位大幅度下降，但是要让BSTV的户均成本，下降到普通中国家庭能够承受的程度，仍然是一项严峻的挑战。50个电视台，每台每天大约10GB的非重复内容，存一天需500GB，3天需1500GB。机顶盒和存储器还需要24小时永不离线，耗费电力。可见，如果没有创新思维，BSTV很难获得市场的成功。
　　
　　四、（0,1,n）的和谐融合
　　
　　我们一直在寻觅IPTV与BSTV的某种“融合点”，希望在融合点上，户均带宽成本接近BSTV、户均存储成本接近IPTV。也就是说，通过融合，使两种成本之和最小。如果能找到这种融合点，两类互动电视的成本将出现创新与突破。
　　先引入“互动距离”的概念。它代表用户取到某一内容所需的跳接（hop）数。IPTV把内容库放在网络前端，用户要经过n步IP跳接才能得到它，互动距离为“n”; BSTV把内容库放在本机，无需跳接便能得到它，它的互动距离为“0”。
　　“0”与“n”分别对应互动距离的两个极端。我们建议在介于两个极端的中间，在距离为“1”的地方，设立BS的存储环节，并把它当成融合点，形成（o,1,n）的格局。
　　如表1所示，在融合点上，无需为每一个用户长途跋涉去取电视节目，户均带宽成本很低；存储成本由局域网内许多用户平均分摊，分摊每一个用户头上，份额也不高。
　　
　　对IPTV而言，就是在最靠近用户的LAN或ADSL服务器中,增设来自卫星广播的存储环节，把带宽成本转移为存储成本。
　　对BSTV而言，就是引入公用存储器的概念：在100米的近距离内，为几十个电视机提供存储服务。公用存储器和最终用户之间，构成只有“一跳”的客户机/服务器（C/S）系统，让多个用户分担服务器的存储成本。
　　
　　五、播存结构帮助IPTV节约带宽
　　
　　在电信行业最后一公里的服务器中，设立下载电视广播内容的BS存储环节。最终用户只须“1跳”，便可以同来自广播的存储环节互动操作。
　　电信局域网并不乏内联带宽，紧张的是外联互联网的出入带宽。ADSL的到户带宽是独享的，每个用户可以独立与BS存储环节打交道，互不妨碍。采用百兆、千兆网卡后，LAN的内联带宽也相当富裕，可以把网民对BS存储环节的访问，看成是以太网内的对等交流（P2P），也不会有什么麻烦。因此，增添来自卫星广播的BS存储环节，前面提到的带宽麻烦在很大程度上都得以回避，也不存在TV业务与Web服务抢出口带宽的问题。IPTV服务的总成本可望大幅下降，降到接近广播的水平之上。
　　
　　六、广播开拓Web服务
　　
　　迄今为止，Web服务清一色都是由电信行业完成的。
　　2020年前，中国的网民如何由一亿增加到8亿？如果不包含农村、农民，肯定是不行的。然而，基于有线传输的IP宽带服务，存在“数字鸿沟”：愈是人口稀少的不发达地区，户均成本愈高。解决“愈穷愈贵”的出路是，Web服务走出IP的局限，走出“有线”局限，开拓基于播存的万维网服务BSWeb。
　　只需把上述BSTV的存储内容，由TV节目换成Web网页，就可形成BSWeb。
　　供用户享用一个小时，Web网页所需存储空间大约只有TV的百分之一。家庭只要拥有1GB的闪存（约350元），足以存下十几种报纸、刊物、网站在几个星期内的全部内容。存满后还可以“吐故纳新”。或者说，BSWeb的户均存储成本，只有BSTV的百分之一，不存在障碍。因此，国家只要利用直播卫星并行播送上千个热门网站的内容，让用户自由选择收存，就可以形成“存文化于民间”的宏伟环境。让弱势地区和弱势群体，从电视屏幕上得到先进的数字文化。
　　“十五”期间，我国“广播电视村村通”己获得很大的成功。但内容不含Web网页，缺乏报纸、书籍、期刊、互动课件。电信部门可以主动帮助广电部门，通过电信网，把分散在全国各地的几千种书、报、刊、课聚集一体，形成主流文化的广播资源；再通过卫星广播落地城乡，形成全球最大的播存结构，把“广播电视村村通”，升级换代为“数字文化村村有”。
　　
　　七、IPTV优势能维持多久
　　
　　当前，大家所说的电信与广电的较量，指的是“互动”的IPTV，和“非互动”的有线数字电视（DTV）之间的较量。这种较量能持续多长时间，尚不确定。因为，再过不久，IPTV的较量对象将不再是今天的数字电视，而是互动、非互动共存，TV内容与Web内容兼备的新一代数字电视BSTV。
　　BSTV要过多久才能进入市场，除了与存储价位下降速度有关，还取决广电行业的发展战略。我们提出两点建议：
　　
　　1. 舍弃全面存储的要求
　　舍弃“全面存储”思维，容许“互动”、“非互动”长期并存。没有必要存储所有电视台的所有内容。每个电视台每天确有几小时的非重复内容，但其中有“互动”需求的，仅仅是一部分，甚至是很小的部份。例如，正点新闻、天气预报，有了最新的内容，旧的就可以抹去。几十个电视台中，不少是平日很少打开的，“现播现看”就可大致满足要求，不必追求互动。BSTV的设计者，要把非互动数字电视当成让自已长期共存的“兄长”。非互动服务按月低廉收费，满足一般需求；互动服务按用量逐项收费，满足特殊需求。互动服务是从存储器中提取内容，使用价值得到“时间自由”与“免广告打扰”两项 “增值”。服务增值与收费增加同时出现，比“整体升级”容易被市场经济接受。
　　未来的BSTV，同时提供TV内容与Web内容，两种内容也将长期共存。
　　作为未来BSTV的一种雏形，深圳清华研究院用我国自主创新的DMB-T技术，加上终端1GB的闪存，初步实现了移动式“互动与非互动服务共存”、“TV与Web兼有”，值得大家参考。
　　2. 引入透明计算技术
　　向计算机网学习，采用客户机/服务器（C/S）结构，分担用户存储成本。
　　清华大学张尧学教授等人发明了一种特殊的C/S计算模式，把可复制的资源（操作系统、中间件以及从直播卫星下载的信息内容）统统都收罗在服务器的存储装置里，客户机原则上是成本极低的裸机，通过网卡向服务器临时获取操作系统与信息内容。这种被称为透明计算（用户可以不操心资源来历而得名）的“小世界”，为几十米内的几十个显示屏提供个性化服务。它基本上没有带宽瓶颈，自动运营，户均成本十分低廉，己在解放军连队与不发达地区远程课堂中成功试用。引入C/S结构与透明计算模式，很容易把电视机改造成客户机，并造就用户对存储成本的分担机制。
　　
　　如图2所示，透明计算服务器可包容多种接入。上端通过电信双向接入互联网，下端从广播单向下载TV节目与Web网页。电信信道包容固话、移动；广播信道包容有线、地面与卫星；存储地点包容（0,1,n）。它告诉用户，不必过问您所需的内容是从哪里取来的，是IPTV、IPWeb还是BSTV、BSWeb，透明计算将自动以最低的成本和最快速度向您提供。
　　透明计算是用户的忠实代理（Agent），不计较信息的网络“出身”，只计较哪种网络收费低、响应快、品质高。
　　IPTV确实会比BSTV更早进入市场。但是今后，会不会出现“螳螂捕蝉，黄雀在后”的局面？很难预料。广播天生不会因更多人享用而产生麻烦，卫星、无线广播更是支持弱势人群广泛享用，只要有合适的技术路线，理当不会因为科技进步而失去人口大多数的市场份额。
　　
　　八、创造合理经济模式
　　
　　合理的科技融合，需要有合理的分配模式作为经济基础。
　　1. 亲兄弟明算账
　　融合点是一个具有计算能力的服务器。哪个用户在什么时候、从存储器中取走什么内容，这些内容又是从什么渠道来的，广电部门、电信部门各自做了什么贡献，服务器都一一记录在案，清清楚楚。服务器让运营商走出单纯依靠CA技术收费的局限，为合理计价和公平分配提供科学基础。通过广播下载的，资费更多比例交给广播行业；通过IP网从远处取来的，更多交给电信行业。既“各司其责”，又“各得其所”。
　　2. 落实知识产权
　　电信和广播为流通做贡献，取得回报理所当然。内容的作者（知识产权的拥有者），是信息文化产业的第一劳动者，更应在新的计价方法中得到正比于用户人时总数的回报。一旦建成基于精细计算、“按劳分配”的社会主义文化市场，将有望逐步减少广告对信息文化产业的介入程度。信息文化产业将拥有属于自巳的经济扛杆。
　　不久前召开的全国科技大会把“三网融合”当成是我国在2020年前的一项奋斗目标。融合为了创新，现阶段融合是为了实现两项创新：一.创新互动化的电视服务；二.创新普及型Web服务。
　　IPTV确实是对“现播现用”的数字电视构成了某种威胁，但没有对播存（BS）模式的下一代广播构成威胁。相反，在透明计算的帮助下，IPTV有可能同BSTV、BSWeb整合，带来“三网融合”的大好形势。
　　专家简介：李幼平
　　中国工程院信息与电子工程学部院士、电子工程学家、我国核武器电子学领域的主要学科带头人之一，在无线电遥测、遥控和引爆控制系统的研究领域做出了重要贡献。