基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)及其可行性研究

文丨董 融

（臨安華數(shù)網(wǎng)通信息港有限公司，浙江臨安 311300）

基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)是一種專門服務(wù)于應(yīng)用的內(nèi)容，也就是能夠讓離用戶只有“一跳”之遙的網(wǎng)絡(luò)邊緣接收到應(yīng)用內(nèi)容[1]，這樣有利于提高應(yīng)用內(nèi)容的服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗，對網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張和網(wǎng)絡(luò)出口堵塞有一定的緩解。從而可以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用內(nèi)容供應(yīng)商的客戶群體。另外，IPQAM技術(shù)的迅速發(fā)展和普及讓基于HFC+IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模式進(jìn)一步得到推廣。

1 基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)

1.1 EPON技術(shù)

在視頻點播和網(wǎng)絡(luò)游戲以及IPTV高帶寬業(yè)務(wù)的需求中，帶寬的需求越來越大，而且這種需求越來越突出，現(xiàn)有的寬帶接入方式已經(jīng)滿足不了用戶的多樣化需求，越來越多的用戶要求高寬帶和雙向傳輸能力強(qiáng)且安全性能高的網(wǎng)絡(luò)。因為光纖的傳輸距離非常遠(yuǎn)，并且有很強(qiáng)的抗干擾能力，同時具有大容量的特點。目前在骨干網(wǎng)上已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，而且現(xiàn)在光器件成本在不斷降低，接入網(wǎng)傳輸介質(zhì)要實現(xiàn)的目標(biāo)就是讓光纖更快速地運行。另外。還有一種無源光網(wǎng)絡(luò)，它在接入時也有相對低的成本，可以進(jìn)行平滑升級，電信運行商都特別青睞這種網(wǎng)絡(luò)[2]，這就是EPON技術(shù)。

1.2 PON網(wǎng)絡(luò)

PON是一種天然的廣播網(wǎng)絡(luò)，它使用的是單纖波分復(fù)用技術(shù)，這種網(wǎng)絡(luò)能夠把OLT端有線電視信號加入PON網(wǎng)絡(luò)中傳輸。經(jīng)過用戶端在分離器中分離出來，PON不僅能夠傳送數(shù)據(jù)，同時還可以傳送有線電視信號。PON網(wǎng)絡(luò)由三部分構(gòu)成，分別是光線路終端、無源分光器和光網(wǎng)絡(luò)單元。PON可以是一種非對稱的，點到多點的結(jié)構(gòu)形式，PON網(wǎng)絡(luò)中的三部分所扮演的角色不同，光線路終端扮演的是管理的角色，無源分光器扮演的是聯(lián)絡(luò)員的角色，光網(wǎng)絡(luò)單元扮演的是苦工的角色。而且PON的網(wǎng)絡(luò)通常很少使用有源器件。

另外，它的優(yōu)點還表現(xiàn)在其傳輸距離上，以前的那種接入方式的局限性不存在了，運營商的局端部署的靈活性大大增強(qiáng)。這兩種網(wǎng)絡(luò)完全適應(yīng)了將來HDTV在線播放事業(yè)的業(yè)務(wù)需要。另一方面，PON組網(wǎng)模型沒有影響因素，對各種樹型和星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靈活組建，這種網(wǎng)絡(luò)模型對各種用戶的接入信息點都能適用，就是那種一根主干光纖能夠適應(yīng)所有用戶接入信息點的接入[3]。

總的來說，PON技術(shù)的特點主要有以下幾點：一、成本較低，這種技術(shù)能夠節(jié)省很多光纖和光收發(fā)器，相比傳統(tǒng)的光纖接入方案來說，成本節(jié)省比較多；二、運維費用較低，由于使用大量的無源設(shè)備，有很高的可靠性，能夠降低維護(hù)費用；三、便于管理，這種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)簡單，能夠方便運行商管理；四、部署靈活，因為有一定的接入距離，可以實現(xiàn)運營商的局端部署更加靈活的；五、組網(wǎng)方式靈活，這種網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模型不受任何限制，可以靈活組建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型很多；六、應(yīng)用普遍，不單能滿足運營商寬帶接入的要求，還能夠作為廣電視頻的傳輸網(wǎng)絡(luò)等。

2 基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)的可行性

EPON采用的是一種WDM技術(shù)，單纖雙向傳輸可以很好地實現(xiàn)。IPQAM調(diào)制設(shè)備的功能非常多，這些功能有復(fù)用、加擾和頻率變換等，這些傳輸業(yè)務(wù)中，通常是把骨干網(wǎng)輸入的節(jié)目流再次復(fù)用在業(yè)務(wù)多的傳輸流中。然后通過進(jìn)一步的交換實現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)變，對RF進(jìn)行輸出。使用IPQAM后，STB和CDN邊緣服務(wù)器之間的控制信息和視頻流進(jìn)行不同的通路傳輸[4]。

HFC網(wǎng)絡(luò)的視頻點播系統(tǒng)中，HFC網(wǎng)絡(luò)承接的是用戶所點播的視頻內(nèi)容，也就是在運行IPQAM設(shè)備把IP數(shù)據(jù)包調(diào)發(fā)送到HFC網(wǎng)絡(luò)中。因為HFC網(wǎng)絡(luò)具有共享性的特點，因此某個特定的機(jī)頂盒僅僅可以接收規(guī)定的一組IPQAM端口的數(shù)據(jù)，所以，要對服務(wù)區(qū)的區(qū)域有明確的規(guī)劃和管理。通常視頻點播業(yè)務(wù)中使用了一種RegionID來定位機(jī)頂盒用戶，STB在要求上對其進(jìn)行服務(wù)時要向CDN提交這種信息，頭端系統(tǒng)按照這種信息就能夠區(qū)分從哪個區(qū)域以及哪個機(jī)頂盒發(fā)出的請求，達(dá)到對相應(yīng)的路由來提供視頻服務(wù)器傳送視頻數(shù)據(jù)流的目的。

RegionID信息借助IPQAM，然后再經(jīng)過HFC通道傳送給機(jī)頂盒，機(jī)頂盒按照預(yù)設(shè)的規(guī)則可以得到RegionID，對RegionID參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，其參數(shù)設(shè)置的方式有以下幾種：一、是根據(jù)系統(tǒng)的頻段規(guī)劃和部署完成的對IPQAM中每個通道的TSID的設(shè)置，進(jìn)一步確保IPQAM每個流程的TSID的全網(wǎng)上的唯一性，機(jī)頂盒在開機(jī)時對點播業(yè)務(wù)的視頻段掃描的信息進(jìn)行TSID保存。這樣在所有的IPQAM中設(shè)置TSID信息交換，這樣機(jī)頂盒可以通過掃描的方式實現(xiàn)其掃描的信息互助，在所有的IPQAM中設(shè)置TSID，借助IPQAM來進(jìn)行實時的廣播信息下傳TSID信息[5]；二、是非點播頻點的NIT表格插入服務(wù)入口描述符，STB在描述符獲得點播主頻點信息的同時，再在機(jī)頂盒上按照點播主頻點上的NIT信息，那么這個獲取到的NetworkID信息就是RegionID。如果無法對描述中的點播主頻點信息或RegionID信息，可以使用機(jī)頂盒對信息進(jìn)行存儲。

視頻服務(wù)器讀取文件數(shù)據(jù)封裝成一定的包式，這樣IPQAM就能夠借助IP網(wǎng)絡(luò)接收視頻數(shù)據(jù)信息，IPQAM把TS數(shù)據(jù)取出，把其調(diào)制成RF信號，通過IPQAM進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，最后一步是STB接收到TS數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行解碼，于是就能夠進(jìn)行播放了。

對視頻服務(wù)器的讀取文件，首先要改變其格式，把其進(jìn)行封裝，再對其加上TS包裝，再由IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給IPQAM。IPQAM把TS數(shù)據(jù)取出調(diào)制成RF信號，再通過信號使HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

使用IPQAM技術(shù)在HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻點播有一定的流程步驟，一般情況下，先對STB進(jìn)行開機(jī)自檢成功后，可以對DHCP發(fā)出請求，通過DHCP獲取IP地址，把RegionID發(fā)送到CDN上，對解碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理，解碼播放音視頻數(shù)據(jù)。通過機(jī)頂盒訂購服務(wù)狀態(tài)成功后就能夠進(jìn)入瀏覽，對其進(jìn)行點播。用戶被再次定為CSG，經(jīng)過CSG按照本地負(fù)載均衡的策略對服務(wù)引擎進(jìn)行選擇，更好地實現(xiàn)了基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)的運行。

3 結(jié)束語

基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)的可行性的研究有一定的現(xiàn)實意義，EPON主機(jī)板的工作和升級，以及日常的維護(hù)工作的注意事項，還分析了實施的流程，這些內(nèi)容對指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)和視頻的開發(fā)和基于HFC網(wǎng)絡(luò)的IPQAM視頻點播系統(tǒng)的實現(xiàn)有一定的幫助。

作者簡單：董融（1972-），男，總經(jīng)理，主要從事工程技術(shù)管理工作，E-mail：la_dr36@wasu.com.cn

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[4]白龍，曹程.互動電視系統(tǒng)IPQAM調(diào)制器部署設(shè)計方案[J].有線電視技術(shù)，2011（8）：320-322.

[5]陳勇，商彬.設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].電視技術(shù)2008，32（1）：96-99.