1、IPQAM的VOD低成本解決方案1前言近年來，隨著國家信息化建設的大力開展和三網融合的積極推進，廣電行業加快了有線電視數字化整體轉換工作的步伐。截至2007年底，我國的數字電視用戶已經達到2600萬。然而，數字電視用戶數目的快速增長并沒有為廣電行業的發展帶來實質的推動作用。目前2600萬數字電視用戶可消費的業務絕大多數仍基于單向網絡，并且業務僅限于數據廣播、信息瀏覽、NVOD等缺乏互動性的業務。這些業務中，數據廣播提供的信息量有限，信息瀏覽和NVOD等業務不支持用戶的參與，單純的模擬轉數字帶來的清晰度提高(有限)和同質的頻道增加已很難滿足用戶日益增長的消費需求。因此，單純的數字化轉換意義不大，

2、運營商必須以用戶為本，充分調動用戶參與的積極性，不斷滿足用戶快速增長的精神文化和信息服務需求，并努力提高相關收益。這些就需要運營商加快雙向網絡的改造，大力提供豐富多彩的互動業務。 VOD業務是最基礎的雙向業務之一。一方面VOD業務是用戶迫切需要的業務，另一方面當前VOD業務系統的系統成本和運營成本都很高，運營商很難盈利。如何解決這一矛盾，是運營商普遍關注的熱點。本文試圖從降低系統成本的角度進行分析探索，為解決這一問題提供可行的途徑。由于文中提出的VOD低成本解決方案基于開源項目Darwin Streaming Server實現，而Darwin Streaming Server完全符合ISMA規

3、范，所以該方案完全適用于其它基于IP的網絡環境中。但本文的描述主要以基于IPQAM的廣電網絡環境為例，來說明該方案的實現過程。2廣電行業的VOD業務現狀VOD業務即視頻點播業務，是一種可以按用戶需要點播節目的互動式視頻業務。它的一個重要特點就是需要很高的帶寬來傳送下行的媒體流。廣電的CATV網絡可以提供非常高的下行帶寬，適于媒體流的傳送。因此，廣電行業的VOD業務提供多采用基于IPQAM的VOD解決方案，即利用IP網絡實現流媒體的控制，通過CATV網絡下發媒體流的方式。圖1就是一個簡單的IPQAM VOD業務系統的邏輯圖。目前，基于IPQAM的VOD解決方案的相關規范主要有時代華納提出的ISA

4、(Interactive Services Architecture)和Comcast提出的NGOD (Next Generation On Demand)等。其中ISA架構的流控協議采用基于ISOIEC DSM-CC標準的SSP和LSCP協議，而前端服務器實體之間采用CORBA實現，實現的復雜性相對較高。NGOD則是在RTSP協議的基礎上提出，實體交互基于Web Service實現，目前還很少有相關的商用產品。在現在的國內外市場中，能提供基于IPQAM的VOD解決方案的國內廠商主要有華為，思華等。國外廠商主要有MOTO、CISCO、Tandberg(沒有自己的視頻服務器)等。國外廠商的產品都

5、支持ISA規范，而ISA規范由于本身定義的復雜性，造成整個系統的復雜度提高，也直接導致了系統實現的成本非常昂貴。國內產品中，雖然思華的產品不是基于ISA架構，其點播協議采用RTSP協議，但其商用產品也價格不菲。視頻服務器是VOD解決方案中的核心實體。在基于IPOAM的VOD解決方案中，視頻服務器需要支持TS流格式，并以UDP的方式傳送TS流，以連接IPQAM設備。此外，考慮到VOD業務的可運營性。視頻服務器還需要支持用戶認證、計費接口以及遠程管理等功能。我們認為，降低視頻服務器的開發成本，可以有效地降低整個VOD業務系統的成本。因此，本文基于開源項目實現了一個運行于通用服務器上的純軟件視頻服務

6、器，雖然此類視頻服務器目前還難以被較大的運營商接受并采用，但已可成功地應用于小區、酒店等區域的VOD系統設計。3基于開源項目的VOD低成本解決方案目前，與視頻服務器相關的開源項目有很多，如MPEG4IP，VLS等等。其中live555是免費，開源的，并支持TS流，但live555的設計并不適用于商業運營；DarwinStreaming Server2具備商業運營必須的認證、計費、遠程管理等特性，可以很好地支持商業運營，但是對于廣電系統的應用來說，缺乏對TS流的支持。本文基于可運營性的考慮，選取Darwin Streaming Server作為基礎，通過擴展使之支持MPEG-2TS流，實現低成本

7、的視頻服務器，以支持基于IPQAM的VOD解決方案。3.1 DarWin Streaming Server簡介Darwin Streaming Server(簡稱DSS)是蘋果公司的開源視頻服務器版本，與DSS相對應，APPLE有一個商業版本的視頻服務器QTSS(QuickTime Streaming Server)，兩者采用相同的核心設計。DSS符合ISMA規范，支持多種標準協議和格式，DSS的主要特性如下：完全符合標準，支持各種標準的播放器或者機頂盒。支持MP4、3GPP等文件格式；支持MPEG-4、H.264等視頻編解碼格式；支持RTSP流控協議，支持HTTP協議；支持RTP流媒體傳輸協

8、議；支持單播和組播；支持基于Web的管理；具有完備的日志功能。此外，該服務器版本提供了一個基于模塊的擴展方法。利用DSS提供的API就可以很方便地編寫靜態或動態的模塊，對DSS進行擴展，使其支持其它文件格式、協議或者功能。本文就是利用這種方法對DSS進行擴展，使其支持采用MPEG-2 TS封裝格式的MPEG-2視頻文件。見圖2即DSS系統的邏輯框圖。3.2 DSS模塊的編寫每個DSS模塊必須實現兩個函數：一個是Main函數，服務器在啟動時將調用這個函數進行必要的初始化。另一個是Dispatch函數，通過實現此函數，服務器可調用DSS模塊并完成特定處理。對于編譯到服務器里面的模塊，其主函數的地址

9、必須傳遞到服務器的模塊Main函數中。具體實現細節可參照QuickTime流媒體服務器模塊文檔2的相關章節。具體實現時，Main函數必須命名為MyModule_Main，其中MyModule是模塊的文件名。此函數的實現通常如下所示：每個DSS模塊都必須提供一個Dispatch函數。服務器為了特定的目的需要使用某個模塊時，是通過調用該模塊的Dispatch函數來實現的，調用時必須將任務的名稱及相應的參數傳遞給該函數。在DSS中，使用角色(Role)這個術語來描述特定的任務。Dispatch函數的格式如下所示：void MyModuleDispatch(QTSS_Role inRole，QTSS_

10、RoleParamPtr inParams)；其中MyModuleDispatch是Dispatch函數的名稱；MyModule是模塊的文件名；inRole是角色的名稱，只有注冊了該角色的模塊才會被調用；inParams則是一個結構體，可用于傳遞相應的參數。3.3 DSS對MPEG-2 TS流的支持對DSS進行擴展，以實現對MPEG-2 TS流的支持，主要涉及三個方面的問題：首先，RTSP協議需要支持MPEG-2 TS over DVB-C；其次，能夠通過UDP協議直接發送TS流；最后，發送的速率需要依據PCR1(Program ClockReference，即節目時鐘參考)實現適當的調節。下

11、面針對這三個方面問題的解決進行簡要的說明：為了讓RTSP協議能支持QAM傳輸，需要對標準的RTSP協議做擴展，即在SETUP階段，終端告訴服務器需要QAM傳輸，服務器會為該終端分配傳輸資源，并告訴終端相應的參數(包括頻點和節目號等)。對于IPQAM資源，節目號與UDP端口號是一一對應的，視頻服務器可以維護一個包括UDP端口、節目號、頻點以及UDP端口使用狀況的列表。當使用擴展后的RTSP協議實現一次MPEG-2 TS流點播時，與通常的RTSP交互過程相比，在SETUP階段有所不同。為了實現MPEG-2 TS流通過Cable下發，關鍵點是視頻服務器能夠采用UDP協議將TS流依特定速率發送到IPQ

12、AM設備。采用UDP協議把TS包發送到IPQAM設備，實現相對比較簡單，假定TS包的大小是188字節的，只要遵照一個UDP包不應大于以太網最大傳輸單元的原則，將7個TS包打包成一個UDP包，發送給IPQAM設備即可實現。而依特定的速率發送則要求服務器在發送MPEG-2TS流時，必須保證發送數據的速率與媒體正常播放的速率一致性。考慮到終端會有一個緩沖區來平滑發送數據時可能產生的波動，因此對于發送速率與正常播放速率的一致性的要求并不是絕對的。但發送數據帶來的波動要在IPQAM設備許可的范圍內，否則IPQAM無法正常處理。本文中依特定速率發送是基于PCR來實現的。PCR即節目時鐘參考，是TS包中的一

13、個字段，用于同步解碼器與前端編碼器或者視頻服務器的時鐘。在編碼器進行編碼的過程中，會不斷讀取硬件時鐘并放入TS中PCR字段。解碼器在解碼的過程中會參照一個本地時鐘，確定解碼和顯示的速度。本地時鐘要根據PCR進行修正，以避免時鐘過快造成停幀或者時鐘過慢造成丟幀。我們已經在linux下面按照本文所述方法實現了支持MPEG-2 TS流的視頻服務器，并進行了測試。測試環境基于千兆網環境，服務器采用Dell 2950，IPQAM設備分別采用了Scivo以及Tandberg的產品，用PC模擬若干終端，同時用天柏STB8作為點播終端。測試結果是單個Ge口支持并發250個3.75M碼流的MPEG-2電影。從成

14、本方面考慮，該方案中每個流的成本大約為200元人民幣，而采用通用視頻服務器的成本大致為每個流400元人民幣以上。根據實驗結果和分析，我們認為這科VOD低成本實現方案便于中小型運營商開展VOD業務運營，同樣也可以為公司或研究機構提供一個低成本的研發環境。本文提出方法仍有不少待完善之處，希望感興趣的專家能共同探討這種VOD解決方案的可行性。4結束語進行雙向網絡改造，大力發展雙向業務，是中國廣電行業提高市場競爭力的必經之路。目前中國廣電運營商仍是分而治之的狀態，運營機構極度分散化，缺乏電信行業運營商的統一建制。這種情況下，一些小的廣電運營商很難有財力購買現有的商用VOD業務系統，無法開展VOD這一雙

15、向基礎業務，盈利模式更無從談起。本文主要從VOD業務系統的運營角度出發，提出了一種低成本實現的VOD解決方案，便于VOD業務系統的快速部署，為小型運營商的發展增加一個符合實際的選擇方案。由于該方案基于符合ISMA規范的開源產品來實現，完全適用于其它基于IP的網絡環境，所以對于希望降低運營成本的JPTV運營商來說，也將是一個不錯的選擇。作者：張平張劍寅辛宇   來源：廣播與電視技術*淺談視頻點播（VOD）在遵義的應用 余 暢，趙興海 【摘要】隨著物質生活水平的提高，傳統有線電視已不能滿足人們在精神和娛樂文化方面的需求，傳統的有線電視是廣播方式，人們只能被動的收看單一

16、的電視節目。同時國家提出“三網融合”的要求，使得廣電面臨前所未有的壓力。 【關鍵詞】EPON+EOC；視頻點播（VOD）；CMTS+CM IPQAM 一、前言 遵義有線廣播電視起步與上世紀九十年代初期，至今已有十多年的歷史。2005年12月31日成立的遵義市廣播電視信息網絡總公司和當日的數字電視開播，以及隨后成立的遵義市廣播電視信息網絡有限責任公司，為遵義的有線電視發展掀開了嶄新的一頁。目前，有線電視用戶50萬戶，其中數字電視用戶35萬余戶。經過這些年的發展，網絡已初具規模：市到各縣獨立完成了光纖聯網工程，網絡覆蓋至鄉鎮，有的甚至到村，光纜總量超過6500Km，形成了兩個大的閉合環網（俗稱大環

17、網）；市區管道超過100Km，主干光纜全部下地，設南、北兩個自愈環網（俗稱小環網），共九個分前端；網絡改造全部完成，設計近700個光節點。有了以上的網絡結構和規模，為以后增值業務如寬帶、視頻點播、語音業務的開發和數據專網的承建奠定了良好的基礎。 隨著時機和技術的成熟，遵義市廣播電視信息網絡有限責任公司和當時全國視頻點播發展最好的杭州華數在2006年簽定了合作關系。由杭州華數提供節目源，遵義廣電根據自己具體條件負責本地局端、接入網的建設和維護。 二、交互電視系統配置情況 在剛開始開展互動電視業務的時候，出于用戶量少、好分配給各個分前端互動信號的考慮，把IPQAM放在數字電視總前端機房。互動電視有

18、約500戶，都集中在老城分前端和政府分前端的政府一區、政府二區、南京路留馨花園、天利廣場、湘江河靠老城一帶的近2萬電視用戶，視頻流通過IPQAM發射到以上兩個分前端，再混合到不同的光發射機，點播授權控制信號通過不同接入方式（EPON+EOC和CMTS）回傳數字機房服務器，短期內兩臺IPQAM能帶360戶的并發用戶也能滿足要求。這樣既保留了原有的光1310系統，也能控制成本投入。 遵義現有ATCA節點一個采用思華14槽ATCA服務器，包括：一塊CSG板、1塊MSC板、一塊交換板2G的SAN存儲。 目前系統支持遵義360個并發視頻點播用戶。設 備 名 稱 數 量ContEx7105 1臺 MSC板

19、卡 1塊 CSG板卡 1塊 交換板卡 1塊 磁盤陣列 1套12QAM通道IPQAM設備（ARRIS） 2臺設備連接狀況描述：> ATCA服務器，華為交換機設備構成中心節點，部署在前端機房。> 2臺IPQAM設備部署在數字機房，通過網線與中心節點互連。> 用通過HFC網絡提供DVB，IPTV二項服務。 系統用戶數容量描述：> ATCA系統支持遵義300個并發視頻點播用戶，按照1：10的并發用戶與覆蓋用戶收斂比計算，系統支持3000戶數字電視用戶。> 一臺IPQAM支持并發用戶數：12×15180戶，兩IPQAM共支持360戶。遵義分配12頻點用于數字電視點

20、播。頻點分布： 762MHZ 778MHZ。850MHZ 三、雙向接入網的建設 （一）傳統的CMTS+CM的接入方式。由于受前期設備和技術條件的限制，對剛開始開通的片去采用了CMTS+CM的方式來實現點播授權控制信號的雙向傳輸。遵義廣電網絡下行電視采用1個發射機和一個6分路器對應連接。根據規劃，一個光節點覆蓋用戶250300戶，使用雙向放大器1113臺，濾波數據盒每戶1只。為便于CMTS的上/下行信號混合和考慮到來至網絡的漏斗躁聲，一個CMTS只接入12個光節點覆蓋范圍的用戶。 （二）EPON+EOC的接入方式。 隨著后期設備和技術的成熟，考慮到傳統CMTS+CM方式調試比較復雜且不易維護，它對放大器和光站的回傳輸入電平要求較高：即必須保證光接收機到用戶家的總衰減要符合要求外，還必須以放大器為界分段調試。最重要的是，采用CMTS+CM方式要充分考慮到外部環境的躁聲侵入問題，對網絡中的各種器材質量和接頭施工工藝要求較嚴。遵義廣電采用了EPON+EOC的方