淺析雙向數(shù)字電視網(wǎng)個(gè)性化視頻點(diǎn)播設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)

摘 要：該文主要對現(xiàn)有VOD系統(tǒng)今后的發(fā)展進(jìn)行了初步的討論和探索，為數(shù)字電視雙向互動(dòng)業(yè)務(wù)技術(shù)應(yīng)用提出一個(gè)新的方向，以提高有線電視運(yùn)營商的競爭力。

關(guān)鍵詞：個(gè)性化EPG 視頻點(diǎn)播 雙向互動(dòng)業(yè)務(wù)

中圖分類號(hào)：TN943文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-00-02

VOD系統(tǒng)，全稱Video on Demand，即按需要的視頻流播放系統(tǒng)，是一種互動(dòng)式點(diǎn)播系統(tǒng)，即視頻點(diǎn)播。VOD系統(tǒng)將多媒體圖文、視頻、音頻素材等存儲(chǔ)于媒體服務(wù)器中，客戶可隨時(shí)地通過網(wǎng)絡(luò)義互式查詢點(diǎn)播服務(wù)器中的多媒體文件。每當(dāng)一個(gè)用戶向服務(wù)器提出請求，就有一個(gè)視頻流從服務(wù)器端以流式傳輸?shù)娇蛻魴C(jī)，在客戶機(jī)通過軟硬伯解壓，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的視頻回放。[1]

個(gè)性化視頻點(diǎn)播是在VOD應(yīng)用上的一個(gè)拓展，利用現(xiàn)有的交互式高清機(jī)一體機(jī)（STB+CM合而為一），不占用頻道資源的前提下，根據(jù)用戶的需求為集團(tuán)用戶打造他們自已的個(gè)性化視頻點(diǎn)播，構(gòu)建集團(tuán)內(nèi)部的電視臺(tái)。

1 個(gè)性化視頻點(diǎn)播設(shè)計(jì)方案構(gòu)建

1.1 基于IP技術(shù)的雙向網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)

在雙向數(shù)字電視網(wǎng)中，內(nèi)容的發(fā)布者和終端用戶之間存在兩條傳輸信道，一條信道為HFC單向傳輸信道，另一條是經(jīng)過雙向網(wǎng)絡(luò)改造后的IP信道，如圖1所示。[2]它的傳輸流程為：廣電網(wǎng)絡(luò)公司把節(jié)目源打包成MPEG TS流，通過SDH網(wǎng)絡(luò)送達(dá)各地前端機(jī)房，經(jīng)過QAM調(diào)制，混合，放大，經(jīng)HFC網(wǎng)以廣播的方式到達(dá)用戶終端機(jī)頂盒（STB）；終端用戶通過CM（cable modem）掃描下行通道，獲取上行參數(shù)，經(jīng)過頭端設(shè)備CMTS進(jìn)行會(huì)話，建立IP連接，中心機(jī)房通過IPQAM把用戶的需求推流到用戶終端設(shè)備，完成對話。

針對廣電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況和目前用戶的需求，CMTS+CM模式基本能很好滿足用戶實(shí)際的帶寬需求，但在改造過程中需嚴(yán)格按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)范來實(shí)施。以美國卡薩系統(tǒng)公司的CMTS設(shè)備為例，其最大下行速度可以達(dá)到1.6 G，支持16個(gè)上行通道綁定，最大上行速度可以達(dá)到480 m，目前與支持4個(gè)通道綁定的modem測試的結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了下行150 m，上行100 m，突破傳統(tǒng)CMTS的帶寬瓶頸，能夠提供等同于光纖接入的帶寬。

1.2 基于web服務(wù)平臺(tái)的個(gè)性化VOD

電子節(jié)目菜單，英文是Electronic

ProgramGuide，簡稱EPG。EPG系統(tǒng)的界面與Web頁面類似，在EPG界面上一般都提供各類菜單、按鈕、鏈接等可供用戶選擇節(jié)目時(shí)直接點(diǎn)擊的組件；EPG的界面上也可以包含各類供用戶瀏覽的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的多媒體內(nèi)容。

個(gè)性化的實(shí)質(zhì)是針對性，即不同的用戶采取不同的服務(wù)策略，提供不同的服務(wù)內(nèi)容。個(gè)性化分為初級(jí)及高級(jí)兩種，初級(jí)由系統(tǒng)在電視菜單提供選項(xiàng)，由用戶通過選擇對菜單的內(nèi)容或形式進(jìn)行定制，高級(jí)則是系統(tǒng)具有主動(dòng)學(xué)習(xí)功能，通過分析概括用戶行為，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)某種程度的個(gè)性，其最直接的實(shí)現(xiàn)方式是用戶通過機(jī)頂盒瀏覽菜單時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)向用戶推薦相關(guān)的內(nèi)容或用戶感興趣的的頁面，主動(dòng)為用戶導(dǎo)航。該文主要針對第一種情況進(jìn)行闡述，即初級(jí)形式。

個(gè)性化電子節(jié)目菜單是運(yùn)營商專為客戶制作的機(jī)頂盒播放畫面。通過個(gè)性化頁面生動(dòng)形象地將客戶提供的相關(guān)內(nèi)容直觀、清晰地展現(xiàn)出來，滿足客戶對企業(yè)文化展現(xiàn)、信息服務(wù)提供及對外宣傳的需求。個(gè)性化電子節(jié)目菜單由運(yùn)營商負(fù)責(zé)制作提供，客戶負(fù)責(zé)提供頁面素材。

1.3 業(yè)務(wù)運(yùn)營支持系統(tǒng)

業(yè)務(wù)運(yùn)營支持系統(tǒng)，簡稱BOSS系統(tǒng)（Business Operation Support System），它融合了業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)（BSS）與運(yùn)營支撐系統(tǒng)（OSS），是一個(gè)綜合的業(yè)務(wù)運(yùn)營和管理支撐平臺(tái)，同時(shí)也是真正融合業(yè)務(wù)的綜合管理平臺(tái)。

個(gè)性化EPG制作完成后，需在BOSS系統(tǒng)后臺(tái)對頁面數(shù)據(jù)進(jìn)行配置封裝，把原來定義好的集團(tuán)號(hào)頁面與BOSS系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，并對上傳的頁面進(jìn)行測試，測試通過后即可在前臺(tái)進(jìn)行授權(quán)。

目前，廣電網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)能完成廣電網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)電視業(yè)務(wù)的營業(yè)受理、用戶管理、計(jì)費(fèi)管理、賬務(wù)管理、工單管理以及內(nèi)容服務(wù)訪問控制等功能，是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“可運(yùn)營、可管理”的關(guān)鍵。

1.4 本地服務(wù)系統(tǒng)

1.4.1 CMTS+CM系統(tǒng)

CMTS，是英文Cable Modem TerminationSystem 的縮寫。它是電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)，是連接有線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備系統(tǒng)，通常放置在有線網(wǎng)絡(luò)的前端設(shè)備里。CM，是Cable Modem的縮寫。安是線纜調(diào)制解調(diào)器，CMTS 通過HFC發(fā)送和接收數(shù)字線纜調(diào)制解調(diào)器信號(hào)，接收從用戶的線纜調(diào)制解調(diào)器發(fā)來的信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成IP 包，然后將信號(hào)按一定路由發(fā)送給運(yùn)營商，連接Internet。CMTS還能將信號(hào)下行發(fā)送到用戶的線纜調(diào)制解調(diào)器。線纜調(diào)制解調(diào)器之間不能互相直接通信，必須通過CMTS 才能溝通。[3]

廣電網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)改造技術(shù)主要有兩類，一類是CMTS+CM，一類是EPON技術(shù)。

CMTS+CM的優(yōu)勢：高度集中，除了前端的CMTS和用戶端的CM外，沒有其他的有源器件，因此，管理和維護(hù)上來說相對比較簡單。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品較成熟，在低開通率的情況下，前期投入

較少。

CMTS+CM的劣勢：由于HFC星-樹形結(jié)構(gòu)，造成上行噪聲匯聚，給網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)造成較大的難度，同時(shí)HFC網(wǎng)絡(luò)上行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和同軸電纜接頭質(zhì)量要求較高，而維護(hù)和運(yùn)行故障排除需要的技術(shù)支撐在短期內(nèi)也難一一解決。

通過CMTS+CM系統(tǒng)能及時(shí)處理用戶點(diǎn)播、時(shí)移電視、互動(dòng)游戲等上傳信號(hào)，從而向用戶提供全方位的個(gè)性化視頻點(diǎn)播、互動(dòng)游戲、IP 語音電話及其他寬帶服務(wù)。

1.4.2 視頻服務(wù)器

視頻服務(wù)器是一種對視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、存儲(chǔ)及處理的專用計(jì)算機(jī)設(shè)備，它在廣告插播、多通道循環(huán)墊播、延時(shí)播出、硬盤播出及視頻節(jié)目點(diǎn)播等方面都有廣泛的應(yīng)用。視頻服務(wù)器采MPEG—2等壓縮格式，在符合技術(shù)指標(biāo)的情況下對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，以滿足存儲(chǔ)和傳輸?shù)囊蟆Ｋ褂肧CSI接口硬盤或FC接口硬盤作為視音頻數(shù)據(jù)的在線存儲(chǔ)器。具有多通道輸入輸出、多種視音頻格式接口。可配備SCSI、FC等網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的傳輸和共享。

1.4.3 FTP 服務(wù)器

FTP的全稱是File Transfer Protocol（文件傳輸協(xié)議）。是TCP/IP 協(xié)議組中的協(xié)議之一。

FTP就是完成兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的拷貝，從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)拷貝文件至自己的計(jì)算機(jī)上，稱之為“下載（download）”文件。若將文件

從自己計(jì)算機(jī)中拷貝至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，則稱之為“上載（upload）”文件。

FTP服務(wù)器能比較有效地把用戶訂制的個(gè)性化EPG頁面、視頻文件快速地上傳至流服務(wù)器中，用戶在家中通過機(jī)頂盒（STB）就能看到訂制的頁面。

1.4.4 DHCP

DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol 之縮寫，它分為兩個(gè)部份：一個(gè)是伺服器端，而另一個(gè)是客戶端。所有的IP網(wǎng)路設(shè)定資料都由 DHCP伺服器集中管理，并負(fù)責(zé)處理客戶端的 DHCP要求；而客戶端則會(huì)使用從伺服器分配下來的IP環(huán)境資料。DHCP 透過“租約”的概念，有效且動(dòng)態(tài)的分配客戶端的 TCP/IP設(shè)定。

DHCP 的分配形式：首先，必須至少有一臺(tái) DHCP工作在網(wǎng)路上面，它會(huì)監(jiān)聽網(wǎng)路的 DHCP請求，并與客戶端搓商 TCP/IP 的設(shè)定環(huán)境。它提供兩種 IP 定位方式：自動(dòng)分配（Automatic Allocation），其情形是：一旦 DHCP 客戶端第一次成功的從DHCP 伺服器端租用到IP位址之后，就永遠(yuǎn)使用這個(gè)位址。動(dòng)態(tài)分配（Dynamic Allocation），當(dāng) DHCP第一次從 HDCP伺服器端租用到IP位址之后，并非永久的使用該位址，只要租約到期，客戶端就得釋放（release）這個(gè)IP位址，以給其他工作站使用。

DHCP的操作可以歸結(jié)為4個(gè)階段，即IP租用請求、IP租用提供、IP租用選擇、IP 租用確認(rèn)。

1.4.5 數(shù)字電視機(jī)頂盒（STB）與邊緣QAM（IPQAM）

交互式數(shù)字機(jī)頂盒（STB）是個(gè)性化視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中與電視機(jī)連接的網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，基本功能是接收數(shù)字電視節(jié)目，同時(shí)具有交互式多媒體應(yīng)用功能，通過內(nèi)嵌的瀏覽器為用戶提供一個(gè)版塊清晰，可以快速訪問電子節(jié)目菜單（EPG），針對不同的網(wǎng)絡(luò)用戶，版塊功能設(shè)置菜單不同，即個(gè)性化EPG，是新一代數(shù)字業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵。

IPQAM調(diào)制設(shè)備集“復(fù)用、加擾、調(diào)制、頻率變換”功能為一體，它將DVB/IP自IP骨干網(wǎng)輸入的節(jié)目流重新復(fù)用在指定的多業(yè)務(wù)傳輸流中，再進(jìn)行QAM調(diào)制和頻率變換，輸出RF。

1.5 視頻點(diǎn)播的實(shí)現(xiàn)

（1）客戶端通過互動(dòng)機(jī)頂盒終端，登錄視頻節(jié)目點(diǎn)播界面，向用戶認(rèn)證和計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)申請點(diǎn)播請求。

（2）用戶認(rèn)證和計(jì)費(fèi)子系統(tǒng)把用戶提供的信息（如用戶名、密碼），和數(shù)據(jù)庫內(nèi)已有用戶信息進(jìn)行比較，若正確，用戶就通過了用戶認(rèn)證，并記錄用戶登錄的信息。

（3）用戶通過認(rèn)證后，即可測覽、查詢和點(diǎn)播節(jié)目。

2 個(gè)性化EPG制作

（1）收集用戶信息

收集用戶信息是個(gè)性化電子節(jié)目菜單和第一步，收集用戶信息的好壞將影響到用戶最終的顯示頁面。

（2）建立用戶集團(tuán)號(hào)

以電視網(wǎng)站的建設(shè)為基礎(chǔ)，需在廣電網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)為需要該項(xiàng)服務(wù)的企業(yè)建立相應(yīng)的集團(tuán)號(hào)，以方便機(jī)頂盒在眾多的面面中識(shí)別該企業(yè)的頁面。

（3）HTML技術(shù)簡介

HTML（HyperTextMark-upLanguage）即超文本標(biāo)記語言，是SGML（標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言）定義下的一種描述性語言。HTML非常簡單，只是由文字及標(biāo)記組合而成，易于掌握和使用并容易實(shí)現(xiàn)。HTML的結(jié)構(gòu)包括頭部（Head）、主體（Body）兩大部分，其中頭部描述瀏覽器所需的信息，而主體則包含所要說明的具體內(nèi)容。通過HTML技術(shù)，各個(gè)行業(yè)能夠定義自身特征的標(biāo)記語言，為以WEB2.0為基礎(chǔ)的電視用戶追求先進(jìn)功能提供了容易實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

3 意義

當(dāng)前廣電的VOD點(diǎn)播系統(tǒng)，片源內(nèi)容的獲取與發(fā)布均由廣電網(wǎng)絡(luò)來主導(dǎo)，廣電網(wǎng)絡(luò)需花費(fèi)大量的資金來購買片源，引入第三方媒資，以出租服務(wù)器容量的方式，把Web2.0特征的VOD系統(tǒng)將web2.0的相關(guān)概念引入VOD系統(tǒng)中，強(qiáng)調(diào)在有線電視運(yùn)營商主導(dǎo)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)的同時(shí)，適度加入普通大眾的參與，開辟專屬的用戶區(qū)域或服務(wù)，使有線電視網(wǎng)絡(luò)從單純的“閱讀式的有線電視”變成用戶適度參與的“可讀寫式的有線電視網(wǎng)絡(luò)”。[4]

任何技術(shù)的應(yīng)用都是手段，如果離開了應(yīng)用的目的而討論是沒有任何意義的。廣電網(wǎng)絡(luò)公司通過個(gè)性化EPG這個(gè)項(xiàng)目，針對不同的集團(tuán)用戶，給客戶提供一個(gè)虛擬頻道，在不占用有限的頻道資源，以出租VS服務(wù)器容量的方式，為集團(tuán)構(gòu)建自已內(nèi)部電視臺(tái)。其次，隨著個(gè)性化EPG集團(tuán)用戶的增加，能方便地?cái)U(kuò)大自已的IDC，把企業(yè)的視頻網(wǎng)站放在廣電網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，極大地減少了廣電運(yùn)營成本。最后，在現(xiàn)有的雙向網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過個(gè)性化EPG業(yè)務(wù)的開展是和 IPTV進(jìn)行直接抗衡的一個(gè)有效手段。

參考文獻(xiàn)

[1]周榮波，李峰雨.VOD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].北京：開發(fā)研究與設(shè)計(jì)技術(shù)，2007（5）：1332-1333.

[2]齊志峰，王蜀洪.雙向數(shù)字電視網(wǎng)安全解決方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國數(shù)字電視，2010，7（68）：67，68.

[3]康晉峰.淺談?dòng)芯€互動(dòng)電視及其業(yè)務(wù)應(yīng)用[J].山西科技，2010，25（4）：140-141.

[4]孫鑫.Java Web開發(fā)詳解[M].北京：電子工業(yè)出版計(jì)，2006，4.