IPQAM適合廣電運(yùn)營的視頻點(diǎn)播技術(shù)

1、IPQAM 適合廣電運(yùn)營的視頻點(diǎn)播技術(shù)本文先簡述了幾種近年來流行的廣電和電信運(yùn)營商采用的視頻點(diǎn)播技術(shù)， 然后詳細(xì)介紹了廣電運(yùn)營商基于HFC 網(wǎng)絡(luò)的以 IPQAM 為核心設(shè)備的 MEPG-2 視頻點(diǎn)播技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式,指出此點(diǎn)播方式是有線運(yùn)營商值得大力發(fā)展與應(yīng)用的視頻點(diǎn)播技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】 ： VODIPQAMuMG9820開展視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)的必要性和意義1）隨著用戶對(duì)信息需求的逐步增長，已不滿足單向的被動(dòng)的接受信息，交互成為視頻領(lǐng)域的發(fā)展方向。2）隨著衛(wèi)星直播電視，網(wǎng)絡(luò)電視等新的視頻傳輸技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)有線電視的壟斷優(yōu)勢不在，各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在視頻傳輸領(lǐng)域的的競爭加劇。因此網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商尤其是廣電運(yùn)營商需要

2、積極開發(fā) VOD 技術(shù)與應(yīng)用， 由此來增強(qiáng)用戶的忠誠度，減少用戶流失以及提高用戶 ARPU 值（單用戶平均價(jià)值） 。美國有線運(yùn)營商Comcast 對(duì)半年之內(nèi)用戶流失的報(bào)告顯示， 對(duì)于開通視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)的用戶，用戶保持度為96% ，而對(duì)于未開通視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)的用戶，保持度僅為82% 。國內(nèi)杭州等地開展視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)的城市，有線用戶的 ARPU 值從原來的14 元每月提高到 45 元，對(duì)運(yùn)營商來說是屬于“殺手級(jí)應(yīng)用”（killerapplication） 。幾種視頻點(diǎn)播技術(shù)介紹國內(nèi)有線運(yùn)營商因網(wǎng)絡(luò)改造進(jìn)度， 與其他電信運(yùn)營商的合作關(guān)系等情況不一， 一般都采 用 NVOD（ 準(zhǔn)視頻點(diǎn)播 ） ， BVOD

3、（廣播式視頻點(diǎn)播） ，以太網(wǎng) VOD 和 IPQAMVOD 等幾種方 式,它們之間的比較見表1 。NVOD 是將一部片子切成幾個(gè)片段在一個(gè)模擬通道的幾個(gè)邏輯通道中按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行循環(huán)播放，這樣就可以使用戶在點(diǎn)播節(jié)目時(shí)在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)看到 NVOD 的節(jié)目播出。 舉例一部片子的時(shí)長為 80 分鐘， 素材的碼率為 4.5Mbps/s ， 傳輸帶寬使用一個(gè)模擬通道進(jìn)行傳輸。計(jì)算出在38M 的數(shù)字帶寬中可以劃分 4.5M 的邏輯頻道為 8 個(gè)（ 4.5*8=36M ） ，每個(gè)頻道播出的間隔通過計(jì)算為 10 分鐘， 也就是說當(dāng)?shù)谝粋€(gè)頻道開始播出后 10 分鐘第二個(gè)頻道開始播放節(jié)目， 10 分鐘后第三個(gè)頻

4、道開始播放節(jié)目，以此類推在第8 個(gè)頻道播出 10 分鐘后第一個(gè)頻道正好播完 80分鐘的節(jié)目,這樣使用戶在任意時(shí)間內(nèi)點(diǎn)播時(shí)等待的時(shí)間都是在0-10 分鐘。NVOD 的優(yōu)點(diǎn)是在單向的網(wǎng)絡(luò)中即可實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)構(gòu)架簡單，設(shè)備投入少，缺點(diǎn)是比較浪費(fèi)帶寬，用戶可以選擇點(diǎn)播的內(nèi)容數(shù)量也不多。BVOD 技術(shù)是將一部片子按照特定的算法切分成很小的分組，分組的最小單位為一個(gè) Ts 流的包長（ 188 字節(jié)） ， STB 將接收到的分組在硬盤中做緩存，將分組按算法拼裝成片子，這樣邊傳輸邊緩存，邊拼裝邊播放，可以將用戶的等待時(shí)間縮短到很小。BVOD 的優(yōu)點(diǎn)是在單向網(wǎng)絡(luò)中即可實(shí)現(xiàn)，相比 NVOD ，等待時(shí)間小，用戶可以選擇

5、的片子也多，缺點(diǎn)是要增加STB 的成本，非標(biāo)技術(shù)，與 CAS 的集成也是一個(gè)比較突出的技術(shù)問題。NVOD 和 BVOD 都是在沒有上行通道的單向網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，是用戶與STB 之間本地的交互，而真正的點(diǎn)播TVOD 是用戶與遠(yuǎn)端服務(wù)器之間的交互，目前主要有基于以太網(wǎng)的點(diǎn)播和基于HFC 網(wǎng)的 IPQAM 點(diǎn)播兩種技術(shù)，下面將詳細(xì)介紹基于HFC 的 IPQAM 視頻點(diǎn)播技術(shù)。通過 Ipqam 開展視頻點(diǎn)播的系統(tǒng)介紹（ 1）系統(tǒng)原理圖及上下行信號(hào)流程原理圖見圖 1 。下行信號(hào)流程：VODserver響應(yīng)點(diǎn)播請(qǐng)求，將單節(jié)目傳輸流（SPTS）封裝成UDP包經(jīng)IP 骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸至IPQAM ， IPQAM 完成

6、解封裝并將多個(gè)SPTS 流復(fù)用成多節(jié)目傳輸流（MPTS） ,MPTS流經(jīng)IPQAM調(diào)制輸出 RF信號(hào)經(jīng)HFC傳輸?shù)絊TB。上行信號(hào)流程：物理網(wǎng)絡(luò)可以為 HFC 的上行通道，以太網(wǎng)， ADSL 等， STB 端集成相 應(yīng)的上行模塊： DOCSIS 或網(wǎng)卡或 ADSL 解調(diào)模塊。 DSM-CC （ SSP， LSCP） RTSP 等各種 協(xié)議通過上行通道完成與前端服務(wù)器之間的交互。（ 2 ）可行性及系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)?可行性：用 IPQAM 開展視頻點(diǎn)播的條件已經(jīng)具備。?經(jīng)過近幾年的有線網(wǎng)絡(luò)改造，一般大中型的有線網(wǎng)絡(luò)均形成了主前端到各個(gè)分前端的750M 分布式結(jié)構(gòu)，甚至部分網(wǎng)絡(luò)已達(dá)到雙向，主前端與各分前端

7、之間都有光纜環(huán)網(wǎng)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較適合開展IPQAM 點(diǎn)播，如果不是這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，建議先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改造。?前端設(shè)備技術(shù)的進(jìn)步，一般主流設(shè)備，除了 ASI 輸出以外，都有GEIP 輸出，通過骨干 IP 傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以很方便地將前端視音頻節(jié)目送到分前端的 IPQAM 。?用 IP 骨干網(wǎng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)SDH 傳輸 ASI （ TS 流）信號(hào)，效率高，成本低。?2004 年剛推向市場的新設(shè)備IPQAM 將現(xiàn)代 IP 骨干網(wǎng)與傳統(tǒng)有線 HFC 網(wǎng)絡(luò)完美結(jié)合，解決了用傳統(tǒng)CMTS 下行頻道擴(kuò)容開展視頻點(diǎn)播成本高，帶寬有限的問題。? 隨著數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換， HFC 網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)哪M信號(hào)減少，在頻譜規(guī)劃中可以將5

8、50M-750M 中的 25個(gè)頻道用于IPQAM 。相比較以太網(wǎng)的 VOD 點(diǎn)播，這種技術(shù)方式主要有以下優(yōu)點(diǎn) :?點(diǎn)播信號(hào)采用 3.75M 的 MPEG-2TS 流，圖象質(zhì)量大大高于 MPEG-4 的傳統(tǒng)以太網(wǎng) IP 點(diǎn)播。?前端可利用原DVB 平臺(tái)的 MPEG-2 信源，無需進(jìn)行MPEG-2 至 MPEG-4 的轉(zhuǎn)碼。?相比全城全網(wǎng)進(jìn)行I P網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，更換支持IP組播的交換機(jī)，IPQAM方式只需在需要開通業(yè)務(wù)的分前端架設(shè)設(shè)備， 前期投入小， 隨著業(yè)務(wù)的增加，擴(kuò)容相當(dāng)方便，只需在分前 端增加 IPQAM 設(shè)備。?STB 為符合 DVB 標(biāo)準(zhǔn)的通用產(chǎn)品，無需采用目前尚不是很穩(wěn)定且價(jià)格較高的雙模S

9、TB。?點(diǎn)播時(shí)為每個(gè)用戶開通3.75M 的單獨(dú)通道， 相比以太網(wǎng) “盡力而為” 的點(diǎn)播機(jī)制， QoS有保證。?HFC 專網(wǎng)點(diǎn)播， 網(wǎng)絡(luò)安全性能高,相比以太網(wǎng)開放性是它的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)廣電這種特殊的行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用來說，也是它致命的缺點(diǎn)。（3）核心設(shè)備選型VODserver:Concurrent/SeachangeIP骨干網(wǎng)設(shè)備：Cisco/華為/juniper/港灣IPQAM:Cisco/SA/Harmonic;Bigband 和 scopus 也即將推出產(chǎn)品線。STB: 華為 /創(chuàng)維 /同洲關(guān)鍵設(shè)備IPQAM 介紹與配置 （以 ciscoUMG9820 為例 ）設(shè)備總體介紹： 1RU19in1GE

10、口輸入， 6 塊 QAM 板共 24個(gè)頻道輸出。具體配置流程：激活GE 端口設(shè)置GE 端口的 IP 等參數(shù)將VODserver 中的節(jié)目 ID號(hào)映射成 UDP 端口號(hào)配置TS 流（ PSI/SI 信息）-配置QAM 頻率，調(diào)制階數(shù)，輸出電平等參數(shù)。以下是一個(gè)具體配置實(shí)例：配置 G 端口激活 Example EnableGEport 1:uMG9820#configureterminaluMG9820(config)#interfacegigabitethernet0/1uMG9820(config-if)#noshut配置 GE 口 IP 地址Example SetIP address to

11、and subnet mask to for GE port 1:uMG9820#configureterminaluMG9820(config)#interfacegigabitethernet0/1uMG9820(config-if)#映射節(jié)目 Example Mapincomingsession on UDP port 513 to program 10 onslot 1, port 1, QAM channel 2:uMG9820#configureterminaluMG9820(config)#interfaceqam1/1.2uMG9820(config-subif)#videou

12、dp513 program 10配置 QAMExample EnableQAMoutputon slot 1, port 1, QAM channel 2:uMG9820#configureterminaluMG9820(config)#interfaceqam1/1.2uMG9820(config-subif)#noshutExample Setthemodulationrate for all QAM outputs on slot 1, port 1, QAM channel 2 to64QAM:uMG9820#configureterminaluMG9820(config)#inter

13、faceqam1/1.2uMG9820(config-subif)#videoformat64QAMExample Setthecenterfrequency of slot 1, port 1, QAM channel 1 to 554 MHz:uMG9820#configureterminaluMG9820(config)#interfaceqam1/1.1uMG9820(config-subif)#videofrequency0Example Settheoutputpower level of slot 1, port 1, QAM channel 1 to 50 dBmV:uMG98

14、20#configureterminaluMG9820(config)#interfaceqam1/1.1uMG9820(config-subif)#videopower50(5)IPQAM 投資額度估算以一個(gè)中等規(guī)模城市為例，市區(qū)用戶數(shù)為 20 萬戶，假設(shè)有30%用戶 (高端用戶)開通了視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，峰值點(diǎn)播率(即在同一時(shí)間有多少比例的用戶在點(diǎn)播)為50%，那么在同一時(shí)間需要產(chǎn)生的并發(fā)流數(shù)為： 20 萬*30%*50%=3 萬個(gè)， 一個(gè) IPQAM 可以支持的并發(fā)流數(shù)為： 38M*24/3.75M=250 個(gè)， 共需要 120個(gè) IPQAM 設(shè)備， 以每個(gè) 20 萬元計(jì)算，IPQAM 設(shè)備的投入為 2400 萬元。存在的問題和發(fā)展前景利用 IPQAM 開展視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，在美國的各大有線運(yùn)營商中得到了大規(guī)模的應(yīng)用，但是在國內(nèi)的應(yīng)用案例還不是很多， 整個(gè)系統(tǒng)的集成包括后臺(tái)運(yùn)營支撐系統(tǒng)的應(yīng)用都還處于開發(fā)和完善階段。目前國內(nèi)的各大運(yùn)營商以及cisco,華為等大的設(shè)備廠商都在積極跟蹤和研究這方面的技術(shù)，在美國,由前三大有線運(yùn)營商Comcast,Timewarner 和 C