IPQAM适合广电运营的视频点播技术

1、IPQAM 适合广电运营的视频点播技术本文先简述了几种近年来流行的广电和电信运营商采用的视频点播技术， 然后详细介绍了广电运营商基于HFC 网络的以 IPQAM 为核心设备的 MEPG-2 视频点播技术的实现方式,指出此点播方式是有线运营商值得大力发展与应用的视频点播技术。【关键词】 ： VODIPQAMuMG9820开展视频点播业务的必要性和意义1）随着用户对信息需求的逐步增长，已不满足单向的被动的接受信息，交互成为视频领域的发展方向。2）随着卫星直播电视，网络电视等新的视频传输技术的出现，传统有线电视的垄断优势不在，各网络运营商在视频传输领域的的竞争加剧。因此网络运营商尤其是广电运营商需要

2、积极开发 VOD 技术与应用， 由此来增强用户的忠诚度，减少用户流失以及提高用户 ARPU 值（单用户平均价值） 。美国有线运营商Comcast 对半年之内用户流失的报告显示， 对于开通视频点播业务的用户，用户保持度为96% ，而对于未开通视频点播业务的用户，保持度仅为82% 。国内杭州等地开展视频点播业务的城市，有线用户的 ARPU 值从原来的14 元每月提高到 45 元，对运营商来说是属于“杀手级应用”（killerapplication） 。几种视频点播技术介绍国内有线运营商因网络改造进度， 与其他电信运营商的合作关系等情况不一， 一般都采 用 NVOD（ 准视频点播 ） ， BVOD

3、（广播式视频点播） ，以太网 VOD 和 IPQAMVOD 等几种方 式,它们之间的比较见表1 。NVOD 是将一部片子切成几个片段在一个模拟通道的几个逻辑通道中按一定的时间间隔进行循环播放，这样就可以使用户在点播节目时在响应时间内看到 NVOD 的节目播出。 举例一部片子的时长为 80 分钟， 素材的码率为 4.5Mbps/s ， 传输带宽使用一个模拟通道进行传输。计算出在38M 的数字带宽中可以划分 4.5M 的逻辑频道为 8 个（ 4.5*8=36M ） ，每个频道播出的间隔通过计算为 10 分钟， 也就是说当第一个频道开始播出后 10 分钟第二个频道开始播放节目， 10 分钟后第三个频

4、道开始播放节目，以此类推在第8 个频道播出 10 分钟后第一个频道正好播完 80分钟的节目,这样使用户在任意时间内点播时等待的时间都是在0-10 分钟。NVOD 的优点是在单向的网络中即可实现，系统构架简单，设备投入少，缺点是比较浪费带宽，用户可以选择点播的内容数量也不多。BVOD 技术是将一部片子按照特定的算法切分成很小的分组，分组的最小单位为一个 Ts 流的包长（ 188 字节） ， STB 将接收到的分组在硬盘中做缓存，将分组按算法拼装成片子，这样边传输边缓存，边拼装边播放，可以将用户的等待时间缩短到很小。BVOD 的优点是在单向网络中即可实现，相比 NVOD ，等待时间小，用户可以选择

5、的片子也多，缺点是要增加STB 的成本，非标技术，与 CAS 的集成也是一个比较突出的技术问题。NVOD 和 BVOD 都是在没有上行通道的单向网络中实现，是用户与STB 之间本地的交互，而真正的点播TVOD 是用户与远端服务器之间的交互，目前主要有基于以太网的点播和基于HFC 网的 IPQAM 点播两种技术，下面将详细介绍基于HFC 的 IPQAM 视频点播技术。通过 Ipqam 开展视频点播的系统介绍（ 1）系统原理图及上下行信号流程原理图见图 1 。下行信号流程：VODserver响应点播请求，将单节目传输流（SPTS）封装成UDP包经IP 骨干网络传输至IPQAM ， IPQAM 完成

6、解封装并将多个SPTS 流复用成多节目传输流（MPTS） ,MPTS流经IPQAM调制输出 RF信号经HFC传输到STB。上行信号流程：物理网络可以为 HFC 的上行通道，以太网， ADSL 等， STB 端集成相 应的上行模块： DOCSIS 或网卡或 ADSL 解调模块。 DSM-CC （ SSP， LSCP） RTSP 等各种 协议通过上行通道完成与前端服务器之间的交互。（ 2 ）可行性及系统的优点?可行性：用 IPQAM 开展视频点播的条件已经具备。?经过近几年的有线网络改造，一般大中型的有线网络均形成了主前端到各个分前端的750M 分布式结构，甚至部分网络已达到双向，主前端与各分前端

7、之间都有光缆环网，这种网络结构比较适合开展IPQAM 点播，如果不是这种结构的网络，建议先进行网络改造。?前端设备技术的进步，一般主流设备，除了 ASI 输出以外，都有GEIP 输出，通过骨干 IP 传输网络，可以很方便地将前端视音频节目送到分前端的 IPQAM 。?用 IP 骨干网代替传统SDH 传输 ASI （ TS 流）信号，效率高，成本低。?2004 年刚推向市场的新设备IPQAM 将现代 IP 骨干网与传统有线 HFC 网络完美结合，解决了用传统CMTS 下行频道扩容开展视频点播成本高，带宽有限的问题。? 随着数字电视整体转换， HFC 网络中传输的模拟信号减少，在频谱规划中可以将5

8、50M-750M 中的 25个频道用于IPQAM 。相比较以太网的 VOD 点播，这种技术方式主要有以下优点 :?点播信号采用 3.75M 的 MPEG-2TS 流，图象质量大大高于 MPEG-4 的传统以太网 IP 点播。?前端可利用原DVB 平台的 MPEG-2 信源，无需进行MPEG-2 至 MPEG-4 的转码。?相比全城全网进行I P网络升级，更换支持IP组播的交换机，IPQAM方式只需在需要开通业务的分前端架设设备， 前期投入小， 随着业务的增加，扩容相当方便，只需在分前 端增加 IPQAM 设备。?STB 为符合 DVB 标准的通用产品，无需采用目前尚不是很稳定且价格较高的双模S

9、TB。?点播时为每个用户开通3.75M 的单独通道， 相比以太网 “尽力而为” 的点播机制， QoS有保证。?HFC 专网点播， 网络安全性能高,相比以太网开放性是它的优点，但对广电这种特殊的行业领域应用来说，也是它致命的缺点。（3）核心设备选型VODserver:Concurrent/SeachangeIP骨干网设备：Cisco/华为/juniper/港湾IPQAM:Cisco/SA/Harmonic;Bigband 和 scopus 也即将推出产品线。STB: 华为 /创维 /同洲关键设备IPQAM 介绍与配置 （以 ciscoUMG9820 为例 ）设备总体介绍： 1RU19in1GE

10、口输入， 6 块 QAM 板共 24个频道输出。具体配置流程：激活GE 端口设置GE 端口的 IP 等参数将VODserver 中的节目 ID号映射成 UDP 端口号配置TS 流（ PSI/SI 信息）-配置QAM 频率，调制阶数，输出电平等参数。以下是一个具体配置实例：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)#映射节目 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 投资额度估算以一个中等规模城市为例，市区用户数为 20 万户，假设有30%用户 (高端用户)开通了视频点播业务，峰值点播率(即在同一时间有多少比例的用户在点播)为50%，那么在同一时间需要产生的并发流数为： 20 万*30%*50%=3 万个， 一个 IPQAM 可以支持的并发流数为： 38M*24/3.75M=250 个， 共需要 120个 IPQAM 设备， 以每个 20 万元计算，IPQAM 设备的投入为 2400 万元。存在的问题和发展前景利用 IPQAM 开展视频点播业务，在美国的各大有线运营商中得到了大规模的应用，但是在国内的应用案例还不是很多， 整个系统的集成包括后台运营支撑系统的应用都还处于开发和完善阶段。目前国内的各大运营商以及cisco,华为等大的设备厂商都在积极跟踪和研究这方面的技术，在美国,由前三大有线运营商Comcast,Timewarner 和 C