ipqam技术规范整理

'莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈肂薄螅羁芈蒀螄肃肁莆袃螃芆节袂袅聿薁袂肇芅薇袁膀膇蒃袀衿莃荿蒆羂膆芅蒅肄莁薃蒅螄膄葿薄袆荿莅薃羈膂芁薂膀羅蚀薁袀芁薆薀羂肃蒂蕿肅艿莈蕿螄肂芄薈袇芇薃蚇罿肀葿蚆肁芅莅蚅螁肈莁蚄羃莄芇蚄肆膆薅蚃螅莂蒁蚂袈膅莇蚁羀莀芃螀肂膃薂蝿螂羆蒈螈羄膁蒄螈肆肄莀螇螆芀芆螆袈利用CDN和IPQAM技术在HFC网络上实现视频点播数字化革命带来了HFC的变化，媒体和网络的双重融合在今后将彻底改变现有广播电视系统结构和运营模式，对广电传输网络提出了新的挑战。现在已形成共识的是在主干线上采用IP技术和光纤传输技术建设广电宽带骨干网络。内容分发网络CDN是在现有的广电宽带骨干网络中增加一层新的网络架构，专门服务于应用内容，把应用内容发布到离用户仅有“一跳”之遥的网络“边缘”，从而提高应用内容的服务质量和用户体验，缓解网络带宽紧张和网络出口拥塞，进而扩大网络应用内容供应商的客户群体。另一方面IPQAM技术的迅速发展和普及使得基于HFC＋IP网络的业务模式得以全面推广。1、内容分发网络CDN简介CDN是构建在IP网络上的一种分布式的内容分发网，主要采用“中心—边缘”的存储与服务分布方式。它的基本原理就是在分布的地区或网络中部署边缘服务器，所有的节目都在中心服务器存储，而通过骨干网把用户访问相对集中的内容分发到边缘服务器，直接由边缘路由器提供用户服务。一个CDN包含的基本组件有（1）CDN集中式的认证接口，位于CDN中心节点，将分布式的MSC、第三方Cache有机的与流媒体后台建立纽带，实现认证、计费、日志中继功能，作为集中的接口组件，支持分布式的认证计费业务，实现对认证计费信息的透明转发。（2）内容路由导向器CRD(ContentRoutingDirector)负责全局负载均衡根据一组设定的导向策略（用户静态就近性、动态就近性、各节点权重等），将用户的流媒体内容请求通过重定向命令导向到最佳子节点，实现分布式、全网智能化负载均衡；与各子节点保持通信，检查各子节点的健康状态；作为用户请求的入口处，当用户请求到达时，通过一组设定的导向策略，将用户的内容请求导向到最佳的访问节点；动态检测离用户最近的子节点以便于就近分配；监控设备和应用状况，统计访问规则和应用访问情况；支持个性化分配策略设置。（3）内容服务网关CSG(ContentServiceGateway)位于分布式内容服务边缘点，负责本地负载和本地流量控制，通过缺省或自定义导向策略将用户内容请求导向到最佳的内容引擎，实现本地智能化负载均衡；负责检查内容是否存在，并指导其控制的内容引擎MSC下载；动态维护本节点内容映像表；当用户请求导向到CSG时，按照内容映像表检查，如果存在该内容，将用户的内容请求导向到最佳的内容引擎；如果没有该内容，则发送请求到启用代理功能的MSC或第三方策略，同时通知一台MSC到预设原始内容服务器抓取内容与其控制的内容引擎进行流量信息交流以及内容状况同步，检查其健康状态；指导其控制的内容引擎进行内容操作：内容下载/删除、内容更新；直播支持；监控设备和应用状况，统计访问规则和应用访问情况。（4）媒体服务控制器MSC(MediaServiceController)位于分布式内容服务边缘点 ，控制流媒体服务，为最终用户提供实际流媒体边缘服务---根据预定策略（包括并发用户数、并发流量和对存贮的占用空间的控制）对访问内容服务引擎进行控制；支持当前用户访问的查询；同本节点内容服务网关CSG保持通讯，提供流量信息；接受本节点CSG指导，对本节点缓存内容进行操作，包括取得、删除、更新，以及到就近的映像内容服务器或原始内容服务器抓取内容；监控设备、应用和在线用户状况，统计访问规则和应用访问情况；支持灵活的广告和直播功能；支持认证中继，与后台认证管理系统建立认证联系。第二部分2、IPQAM简介IPQAM调制设备集“复用、加扰、调制、频率变换”功能为一体，它将DVB/IP自IP骨干网输入的节目流重新复用在指定的多业务传输流中，再进行QAM调制和频率变换，输出RF。在使用IPQAM之后，STB和CDN边缘视频服务器之间的控制信息和视频流分别通过不同的通路传输：STB的接入认证、EPG信息浏览等流程通过双向回传通道交互；CDN边缘视频服务器收到用户的请求后将音视频流以恰当的封包形式输出至IPQAM设备，IPQAM将音视频流调制为RF信号后通过HFC网络传输给STB，STB对音视频流进行解调和解码。在HFC的视频点播系统中，用户所点播的视频内容下行是由HFC网络承载的，通过IPQAM设备将IP数据包调制发送到HFC网络中。由于HFC网络的共享特性，某个特定的机顶盒只能接收到来自特定的一组IPQAM端口的数据，因此需要对服务区域有明确的规划和管理，通常将这样的服务区域定义为Region，即预先定义的一组频率资源，或者为一个IPQAM通道资源规划单元。在不同物理节点所覆盖的服务区域，可全部或部分重复使用该网的VOD频率规划单元，对拥有相同路径的服务区域即为一个Region。为识别不同的Region，每一个Region都有一个唯一的ID号，即RegionID。视频点播业务中采用RegionID来进行机顶盒用户的定位，STB请求服务时需要向CDN提交该信息，头端系统根据此信息就可以区分是哪个区域的哪个机顶盒发出的请求，从而分配对应的路由来供视频服务器传送视频数据流。机顶盒可以通过固定分配或网络自动下载的方式获取RegionID，固定分配的方式实施较为简单，但当机顶盒在跨区域漫游或者头端网络结构调整时需要重新绑定RegionID。RegionID信息通过IPQAM经HFC通道下送给机顶盒，具体发送方式可以通过设置并实时广播DVB网络参数至机顶盒，机顶盒根据预设的规则解析得到RegionID。设置RegionID的相关参数可以有TSID方式或NID方式。（1）TSID方式：按照系统的频段规划和部署完成对IPQAM中每个通道TSID的配置，确保IPQAM每个流的TSID在全网内是唯一的，机顶盒在开机后在划分为点播业务的频段扫描获得能够接收到的TSID并保存。在所有的IPQAM中设置TSID，由IPQAM通过实时广播PAT表来下传TSID信息。这样机顶盒将能够通过扫描方式，探测到能够到达该机顶盒所有的IPQAM的TSID信息。机顶盒可能获得属于一个Region的多个TSID，机顶盒按照设定的规则解析TSID获得RegionID。（2）NID方式：在每个非点播频点的NIT表格插入服务入口描述符，STB通过该描述符获得点播主频点信息，然后机顶盒根据点播主频点上的NIT信息，获取到的NetworkID信息即为RegionID。当无法读到描述符中的点播主频点信息或RegionID信息时，采用机顶盒存储的信息。第三部分经过路由选择和资源分配后，CDN的边缘视频服务器将向IPQAM以UDP封装方式输出视频流数据，IPQAM解封装后将多个单节目传输流复用成多节目传输流，通过HFC网络传输到STB根据IPQAM设备的传输特性，需要考虑合适的数据封包和码率控制。目前主流的视频编码格式有MPEG-2、MPEG-4、H.264。MPEG2文件播放的封包解包流程如下：（1）文件以MPEG2的文件格式存放（2）视频服务器读取文件数据封装成TS包方式，加上TCP/IP包头，通过IP网络发送给IPQAM设备；（3）IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；（4）STB接收到TS数据后对其进行解码播放。MPEG4/H264封包流程基于实时流传输协议RTSP传输的MPEG4/H264文件播放封包解包流程如下图所示：（1）文件以MPEG4/H264文件格式存放;（2）视频服务器读取文件，先封装成RTP格式，然后加上TS的包头，再加上TCP/IP包头，通过IP网络发送给IPQAM；(3)IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；(4).DVB解码芯片接收到TS数据后，将TS包头数据去掉，将TS的Payload信息也就是RTP数据传递给MPEG4/H.264解码器(5)MPEG4/H.264解码器对RTP数据信息处理，对音视频数据进行解码播放。3、利用CDN和IPQAM技术在HFC网络进行视频点播流程： (1)STB开机自检通过后，发起DHCP请求，从DHCP获取IP地址，并将RegionID发送至CDN(2)成功获取IP地址后，STB内嵌浏览器会访问视频点播导航页面，经过机顶盒定购服务状态认证后可进入浏览，点播（3）用户的点播请求被重定向到CRD，由CRD根据全局负载均衡策略分配最佳节点，如果认证未通过则返回原界面（4）用户被重定向到CSG,由CSG根据本地负载均衡策略选择服务引擎，当本地节点没有用户所点的媒体时，CSG根据本地MSC负载及健康状况选择服务引擎（5）用户被重定向到MSC，MSC则连到认证管理系统去进行用户资费状态认证，认证通过后就对用户提供服务，若本地没有视频信息，则MSC向OCS发送RTSP请求，并起RTSP透明代理为STB提供服务，同时根据既定策略来决定是否从OCS上以FTP的方式下载用户刚才所点播的媒体文件（6）带有对应发出点播要求STB的IP地址的视频数据从CDN通过IP网络传送至IPQAM(7)IPQAM将点播视频数据去掉IP包头并将接收机顶盒的IP地址映射到PID中，再选择合适的封包和码率控制，并根据用户RegionID将数据调制成TS流到特定频点通过HFC网络传送至STB(8)STB在遵循RegionID规则的特定频点通过对应自身标识的PID锁定点播的视频TS流，解调后送入相应的解码器。（9）影片服务结束后，MSC将服务详单发送给认证管理系统，然后送到DVBOSS,由DVBOSS进行计费。一般一个IPQAM可以配置16，24，32频点的模块所以一台IPQAM采用MPEG-2一般可同时160，240，320路同时点播，数字平移后空闲16-20个频点应该没有问题吧，当然用户太多了的话可以将分前端光机，再重新组合，用2台以上IPQAM带这个分前端。所带用户可以成倍增加。用MPEG-2的话清晰度和普通数字标清没啥区别！！！在进行IPTV或VOD中,有两种基本的技术,IPQAM和边缘服务器各自的优点和缺点是明显的,24口IPQAM,也就是160个流,但对城域网络的压力大.边缘服务器,80%的流在驻地网络中,对城域网络的压力不大,可以是200个流,在一个小区中200个流就可以解决所有的问题.ipqam在目前频道资源不是很紧张的情况下还是很好的解决方案，可以分服务组（窄播，把数量众多的ipqam放分机房），多频点（比如16个频道），以后肯定要向iptv靠拢的（epon上直接上iptv）如何选择IPQAM或边缘服务器？交互电视解决方案建立在全新的业务模式和技术体系之上，为广电运营商提供端到端的一体化交互业务服务，共同架构一个可运营可管理的商用交互电视平台。§8.1交互电视解决方案一(IPQAMVOD技术)§8.1.1 方案总体结构交互电视解决方案的整体架构如下图。交互电视整体解决方案由六大部分组成：1.制作中心●将视频源实时采集转换为所需格式和码率，为录播、时移、nPVR等业务服务；●将视频文件转换为所需格式和码率，为点播业务提供服务；●支持DVB-IP/DVB-ASI/DVB-C等多种输入信号，支持输出MPEG2/MPEG4/H.264等多种格式；2.服务中心●为用户提供VOD、时移、nPVR等交互电视业务导航服务，整合信息类和应用类等交互服务，是统一的电视门户；●基于标准浏览器，门户展现方便灵活，便于第三方合作；3.服务网络●以ContEx系列视频服务器组成集中式或分布式视频服务网络，为用户提供视频流服务；●根据广电双向网络情况灵活组网，高QoS保障；●包括ContEx7014、ContEx7106、ContEx1000等多种不同密度和性能的视频服务器产品，可适应不同业务能力需求场景；4.接入网络●支持包括SA、Harmonic、CASA、Tandberg等在内的多款主流厂家IPQAM设备；●支持CM、EPON＋LAN、EPON＋EOC等多种网络接入方式；5.客户端●支持MPEG2/MPEG4/H.264等不同格式的单/多模交互机顶盒；●支持多款主流厂家交互机顶盒；支持通用浏览器和中间件；●提供机顶盒标准接入规范，机顶盒集成工作量小、周期短、要求低；6.运营中心●交互媒资管理系统提供媒资管理、节目编排和EPG发布等功能；●业务运营支撑系统既可与广电综合BOSS系统接口统一运营管理，亦可独立支撑业务运营；●网络监控管理系统CNOSS提供针对总前端和分前端的设备级管控功能，包括各服务节点设备配置、监控，以及服务统计功能等。§8.2交互电视解决方案二(EPON+MOCA，IPVOD技术)在这个方案中，直接使用MOCA的高带速来实现IPTV的点播。其它系统组成部分与方案一是一致的。两方案的主要区别是是否使用IPQAM设备。1.制作中心●将视频源实时采集转换为所需格式和码率，为录播、时移、nPVR等业务服务；●将视频文件转换为所需格式和码率，为点播业务提供服务；●支持DVB-IP/DVB-ASI/DVB-C等多种输入信号，支持输出MPEG2/MPEG4/H.264等多种格式；2.服务中心●为用户提供VOD、时移、nPVR等交互电视业务导航服务，整合信息类和应用类等交互服务，是统一的电视门户；●基于标准浏览器，门户展现方便灵活，便于第三方合作；3.服务网络●以ContEx系列视频服务器组成集中式或分布式视频服务网络，为用户提供视频流服务；●根据广电双向网络情况灵活组网，高QoS保障；●包括ContEx7014、ContEx7106、ContEx1000等多种不同密度和性能的视频服务器产品，可适应不同业务能力需求场景；4.接入网络● 支持EPON＋LAN、EPON＋MOCA等多种网络接入方式；5.客户端●支持MPEG2/MPEG4/H.264等不同格式的单/多模交互机顶盒；●支持多款主流厂家交互机顶盒；支持通用浏览器和中间件；●提供机顶盒标准接入规范，机顶盒集成工作量小、周期短、要求低；6.运营中心●交互媒资管理系统提供媒资管理、节目编排和EPG发布等功能；●业务运营支撑系统既可与广电综合BOSS系统接口统一运营管理，亦可独立支撑业务运营；●网络监控管理系统CNOSS提供针对总前端和分前端的设备级管控功能，包括各服务节点设备配置、监控，以及服务统计功能等。§8.3方案比较使用IPQAM的时候，由于要使用IPQAM，投资将是非常巨大的。目前国内大多使用的是24路/64QAM调制的IPQAM，拥有24个模拟频点，每个频点通常拥有38Mbps的网络带宽速率，按照MPEG2节目源的峰值5Mbs来看，每个频点可以容纳7个VODMPEG2的节目（单个频点的网络资源都是独立的），这台IPQAM可同时播放168路节目。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168个，每台可支持的用户数为：168/(0.3*0.5)=1120户，共需要178个IPQAM设备。以每台IPQAM需20万元计算，IPQAM设备的投入为3560万元，每户平均成本为200000/1120=178.5元。下图描述了VOD技术的发展趋势，最终是向IPVOD的方式发展。  结论：1．  IPQAM+CMTS或ADSL技术方案：适用于已经进行网络双向改造，具备大量CMTS并成功运营的运营商；或者有现成的ADSL、以太、MOCA等通信网络。该技术方案成本较高，一般经济实力雄厚的地区采用。2．  EPON+MOCA技术方案：适用于未进行双向HFC改造，正准备建设新的光缆网络的运营商。由于没有前期的资金投入，适合采用该技术方案。所以，如果采用MOCA技术进行双向化改造，就可以直接进行VOD点播，不需要大量的IPQAM设备，将节省大量的费用。这一点在确定双向化改造方案时，是必须首先考虑的。发展趋势具有个性化服务特征的低价高效边缘服务器。主要解决的问题是：1．节目表同步算法。实现边缘服务器的节目表与中心服务器的节目表的内容的同步。2．终端请求与中心服务器的同步算法。使终端用户的请求就象是向中心服务器的请求一样。3．内容更新算法。根据80/20原则，通过智能统计算法来决定那些内容可以继续存放在边缘服务器中，使对中心服务器和对分发网络的需求最低。4．流量协调算法。一个中心服务器下面有许多，比如200个边缘服务器的时候，如何协调各个边缘服务器的内容发送的流量，使各个服务器能最快最好地得到需要的内容。5．个性化服务。交互电视，个性为王。提供个性化的服务、小区服务是边缘服务器必须的。但现在的一些边缘服务器没有这些功能。特别是个性化服务,一般的边缘服务器是没有的. CDN和IPQAM构建分布式VOD平台讨论数字化革命带来了HFC的变化，媒体和网络的双重融合将在今后改变广播电视系统的结构和运营模式，对传统广电传输网络提出了新的挑战。对于如何构建面向未来的广电交互信息传输网络，现在已形成共识的是采用IP技术和光纤传输技术建设宽带骨干传输网络，接入网部分的数据下行仍通过HFC网络传输至用户端。源于互联网的内容分发网络技术（ContentDeliveryNetworks，即CDN），将在广电骨干传输网络中发挥重要的作用;另一方面IPQAM技术的迅速发展和普及,使得基于HFC＋IP网络的业务模式得以全面推广。IPTV技术的成熟与应用，为电信行业开展视频业务提供了技术上的解决手段，也给广电行业的传统视频业务造成了巨大的冲击与威胁。要应对外界的竞争压力，广电必须充分应用双向有线电视网开展基于IPQAM技术的互动电视业务运营，积极推进IPQAM、CDN等技术在有线电视系统中的应用，才能稳固广电在视音频交互业务方面的优势。以VOD业务为代表的交互电视是当前的发展热点，如何充分结合CDN网络和IPQAM技术，构建新型的大规模商用VOD体系平台，是本文讨论的重点。初识CDN与IPQAMCDN是构建在IP网络上的一种分布式的内容分发网，主要采用“中心—边缘”的存储与服务分布方式。它的基本原理就是在分布的地区或网络中部署边缘服务器，首先将所有的节目都在中心服务器存储，再通过骨干网把用户访问相对集中的内容分发到边缘服务器，直接由边缘路由器提供用户服务。  在VOD业务中，由于电视观众对视频信号的高质量及实时性要求，CDN的地位显得尤为重要，不仅承担着提高用户响应速度的重任，而且还可以减轻海量数据流量对骨干网造成的巨大压力。  基于HFC网的分布式VOD体系结构充分利用现有的CATV网络，可以将海量的节目迅速高效地提供给用户，为开展VOD等多媒体互动业务提供了一种合理的框架。这种框架的核心设备IPQAM调制设备集“复用、加扰、调制、频率变换”功能为一体，可以将DVB/IP_GbE输入的节目流重新复用在指定的MPTS中，再进行  QAM调制和频率变换，输出至RF。在使用IPQAM之后，机顶盒和边缘视频服务器之间的控制信息和视频流将分别通过不同的通路传输：机顶盒的接入认证、EPG信息浏览等流程通过双向回传通道进行交互；边缘视频服务器收到用户的请求后将音视频流以恰当的封包形式输出至IPQAM设备，IPQAM将音视频流调制为RF信号后通过HFC网络传输给机顶盒，机顶盒对音视频流进行解调和解码。  采用IPQAM技术后，一方面可以充分利用HFC的带宽资源以及传输特性，向用户提供有QoS保障的视频服务，更适合高清业务对传输网络的高下行带宽要求；另一方面降低了视频服务对IP网络的要求，不再要求IP网络接入层提供较高的带宽，使广电运营商可以以较低的成本实现交互视频业务。结合利用CDN与IPQAM  在大型的交互电视平台中，CDN将视频内容根据合适的策略推送到边缘节点，然后通过IPQAM设备将IP数据封包调制发送到HFC接入网中，典型的部署。  在结合IPQAM和CDN技术开展VOD业务的网络体系中，与电信IPTV和广电传统集中式VOD的传输模式都有所区别，涉及的主要问题有：  ★因为HFC的网络特性，需要考虑终端用户与IPQAM端口的数据可达，并进行相关的网络规划和资源管理；  ★CDN与IPQAM技术在数据层面的结合，包括对视频流数据封包和码率控制的要求；   ★CDN与IPQAM技术在路由层面的结合，包括全局路由管理、负载均衡、冗余机制和QAM资源管理调度等。1.资源管理调度  基于HFC的VOD系统中，用户所点播的视频内容的下行是由HFC网络承载的，通过IPQAM设备将IP数据包调制发送到有线网络中。鉴于HFC网络的共享特性，某个特定的机顶盒只能接收到来自特定的一组IPQAM频点的数据，因此需要对服务区域有明确的规划和管理，一般将这样的服务区域定义为Region。  Region即预先定义的一组频率资源，或者为一个IPQAM通道资源规划单元。  在不同节点所覆盖的服务区域，可全部或部分重复使用该网的VOD频率规划单元，对拥有相同路径的服务区域即为一个Region。为识别不同的Region，每一个Region都有一个唯一的ID号，即RegionID。VOD业务中采用RegionID来进行机顶盒用户的定位，机顶盒请求服务时需要向VOD头端系统提交该信息，头端系统根据此信息就可以区分是哪个区域的机顶盒发出的请求，从而分配对应的路由来供视频服务器传送TS流。（1）QAM资源管理  VOD头端系统资源管理模块SRM（Session&ResourceManager），需要了解每个实际部署的IPQAM的资源使用情况以完成资源的分配和回收，要求IPQAM设备提供接口供SRM完成心跳维护和状态查询，接口可以通过IPQAM的SNMP方式提供，也可以通过其他API方式提供。  IPQAM的UDP端口和频点、节目号的映射规则应该全网统一设置，以对所有资源按照统一的算法调度，映射规则可以通过SNMP或者API进行设置。因为IPQAM以及相应的频点和通道资源是有限的，因此要求系统在服务过程中对上述资源进行管理。（2）RegionID管理  机顶盒可以通过固定分配或网络自动下载的方式获取RegionID。固定分配的方式实施较为简单，但有机顶盒在跨区域漫游或者头端网络结构调整时需要重新绑定RegionID的缺点；而采用通过头端实时下发RegionID，机顶盒可以动态更新，更为灵活，是运营商普遍的业务需求方式。  在实时下发方式下，RegionID信息是通过IPQAM经HFC通道下发给机顶盒的，具体发送方式可以通过设置并实时广播DVB网络参数至机顶盒，机顶盒根据预设的规则解析得到RegionID。具体设置RegionID的相关参数可以采用TSID或NID两种方式。  TSID方式：按照系统的频段规划和部署完成对IPQAM中每个通道TSID的配置，确保IPQAM每个流的TSID在全网内是唯一的，机顶盒开机后在划分为点播业务的频段扫描获得能够接收到的TSID并保存。  在所有的IPQAM中设置TSID，由IPQAM通过实时广播PAT表来下传TSID信息。这样机顶盒将能够通过扫描方式，探测到能够到达该机顶盒所有的IPQAM的TSID信息。机顶盒可能获得属于一个Region的多个TSID，机顶盒按照设定的规则解析TSID，获得RegionID。  NID方式：在每个非点播频点的NIT表格插入服务入口描述符，机顶盒通过该描述符获得点播主频点信息，然后机顶盒根据点播主频点上的NIT信息，获取到的NetworkID信息即为RegionID。当无法读到描述符中的点播主频点信息或RegionID信息时，采用机顶盒存储的信息。2.数据层面的结合  经过路由选择和资源分配后，CDN的边缘视频服务器将向IPQAM输出视频流数据。根据IPQAM设备的传输特性，需要考虑合适的数据封包和码率控制方式。（1）数据封包  运营商目前普遍选择的视频编码格式为MEPG2TS或MPEG4/H.264ISMA，这两类格式采用不同的封包流程：MPEG2TS封包流程 具体流程如下：  ★文件以MPEG2TS的文件格式存放；  ★视频服务器U-Server读取文件数据封装成TS包方式，加上IP包头，通过IP网络发送给IPQAM设备；  ★IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；  ★STB接收到TS数据后对其进行解码播放。MPEG4/H.264封包流程  基于RTSP协议传输的MPEG4/H.264ISMA格式文件播放封包解包流程如下：  ★文件以Mpeg4/H.264ISMA文件格式存放;  ★视频服务器U-Server读取文件，先封装成RTP格式，然后加上TS的包头，再加上IP包头，通过IP网络发送给IPQAM；  ★IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；  ★DVB解码芯片接收到TS数据后，将TS包头数据去掉，将TS的Payload信息也就是RTP数据传递给MPEG4/H.264Chip；  ★MPEG4/H.264解码芯片对RTP数据信息处理，对音视频数据进行解码播放。（2）码率控制  IPQAM设备对码流变化的适应能力相对较弱，因此视频服务器单纯依靠以往在以太网上的发包策略往往会导致某个时刻发包过快，因IPQAM缓存不足而导致Overflow错误。针对这种情况，视频服务器需要对每个点播流的码流动态地进行精确控制，使码流尽可能平稳，从而减少或消除IPQAM的Overflow异常。  在编写码流控制算法时，可以从两方面入手使码率趋于平滑。  限速控制：引入拥塞窗口机制，记录每个时间片发送的数据量，对每个时间片内发送的数据总量进行限制。当片源由于某一段码流过大导致拥塞窗口被填满时，服务器将停止发包，到下一个时间片再尝试进行发送。这样就能有效限制住码流的峰值，避免出现剧烈的码流波动。  加速控制：引入Prebuffer（前置缓冲）机制，确定服务器在发包过程中可以提前发送的最大数据。当发送的进度还没有达到Prebuffer指定的量时，服务器将在带宽允许的条件下尽力发送，直到进度达到或超过Prebuffer的设置值再停止发送。这样在片源码流不大时，可以多发送一些Prebuffer允许范围内的超前数据，当码流变大时，服务器即使降速发送，终端的Buffer（缓冲区）也不会很快就消耗光。此外在点播启动阶段通过这种加速能缩短启动时间，提供较好的观感。  这两种控制逻辑，限速控制是优先考虑的，只有在限速控制允许发送的前提下加速控制才有可能运作。3.路由层面的结合  大型VOD业务系统往往采用分布式的组网模式，可以根据业务和网络情况选择“核心－边缘”的两级组网模式或者“核心－骨干－边缘”的三级组网模式。  在路由层面，带有RegionID和机顶盒标识的视频访问请求提交到头端系统后，资源管理设备会根据网络规划和资源情况为其分配合适的IPQAM设备和端口，而CDN体系则会分配合适节点的合适服务器向该IPQAM端口输出视频流。  CDN系统采用GSLB（全局负载均衡）→SLB（负载均衡）的两级负载均衡模式。全局负载均衡方式为静态列表结合应用层重定向，采用这种方式可以做到为用户选择最近、最优的站点提供服务。本地负载均衡实现方式可以是基于应用，基于负载和健康状况的应用层重定向，可以为用户选择节点内最优的视频服务器（单元），向用户提供服务。   这种全局负载均衡方式采用GSLB为入口点，用户请求均进入GSLB。GSLB的功能是根据健康状况和就近性做全局负载均衡和最优站点的选择，将用户请求重定向到骨干/边缘节点设备的SLB组件上。SLB既配合GSLB，共同提供全局负载均衡功能和站点选择，同时也负责本地的负载均衡和为用户选择最优的流媒体服务引擎的功能。SLB内部需要维护一个包括整个节点内的所有服务器负载情况和内容情况，同时SLB还需要向GSLB报告整个站点的健康状态以便于更新GSLB的动态表和应用表。  当某个节点的视频服务器发送故障时，系统将根据既定的路由策略和网络部署情况，调度备用节点的视频服务器继续提供视频数据到原节点的IPQAM设备，用户服务将不会受到影响。  通过对CDN网络技术和IPQAM技术的合理结合利用，广电运营商将可以在汲取IP网络先进技术的同时，充分发挥HFC网络的优势特点，打造低成本高效率的VOD传输和服务平台。基于CDN网络和IPQAM技术的分布式VOD体系1概述  数字化革命带来了HFC的变化，媒体和网络的双重融合在今后将改变现有广播电视系统结构和运营模式，对广电传输网络提出了新的挑战。如何构建面向未来的广电交互信息传输网络，现在已形成共识的是在主干线上采用IP技术和光纤传输技术建设宽带骨干网络。而源于互联网的内容分发网络技术（即CDN），将在广电传输网络中发挥重要的作用，另一方面IPQAM技术的迅速发展和普及使得基于HFC＋IP网络的业务模式得以全面推广。  IPTV技术的成熟与应用，为电信行业开展视频业务提供了技术上的解决手段，但却给广电行业的传统视频业务造成巨大的冲击与威胁。应对外界的竞争压力，广电必须应用双向有线电视网开展基于IPQAM技术的互动电视业务运营，积极推进IPQAM、CDN等技术在有线电视系统中的应用，才能奠定广电在视音频交互业务方面的有利地位。  以VOD业务为代表的交互电视是当前的发展热点，如何充分结合利用CDN网络和IPQAM技术，构建新型的大规模商用VOD体系平台，是本文讨论的重点。  2为什么需要CDN网络及IPQAM技术  CDN是构建在IP网络上的一种分布式的内容分发网，主要采用“中心—边缘”的存储与服务分布方式。它的基本原理就是分布的地区或网络中部署边缘服务器，所有的节目都在中心服务器存储，而通过骨干网把用户访问相对集中的内容分发到边缘服务器，直接由边缘路由器提供用户服务。  CDN起初只是一个互联网概念，是为了加快用户的访问速度而建立的网络。在VOD业务中，由于电视观众对视频信号的高质量及实时性要求，CDN的地位显得尤为重要，不仅承担着提高用户响应速度的重任，而且还要减轻巨大的数据流量对骨干网的压力。电信运营商一般都已经具有相当长时间的CDN网络运作经验，而广电运营商却还缺少CDN网络的运作经验。基于HFC网的分布式VOD体系结构充分利用现已有的CATV网络，可以将海量的节目迅速高效地提供给用户，为开展VOD等多媒体互动业务提供了一种合理的框架。   IP-QAM调制设备集“复用、加扰、调制、频率变换”功能为一体，它将DVB/IP_GbE输入的节目流重新复用在指定的MPTS中，再进行QAM调制和频率变换，输出RF。在使用IPQAM之后，STB和边缘视频服务器之间的控制信息和视频流分别通过不同的通路传输：STB的接入认证、EPG信息浏览等流程通过双向回传通道交互；边缘视频服务器收到用户的请求后将音视频流以恰当的封包形式输出至IPQAM设备，IPQAM将音视频流调制为RF信号后通过HFC网络传输给STB，STB对音视频流进行解调和解码。  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,随着国内有线网络双向业务的加快，IPQAM相关技术及产业链的完善，这种点播技术会在中国有线运营商中取得较大的发展。采用IPQAM技术后，一方面可以充分利用HFC的带宽资源以及传输特性，向用户提供有QoS保障的视频服务，更适合高清业务对传输网络的高下行带宽要求；另一方面降低了视频服务对IP网络的要求，不再要求IP网络接入层提供较高的带宽，使广电运营商可以以较低的成本实现交互视频业务。  3如何结合利用CDN网络与IPQAM技术交互电视部署图  在大型的交互电视平台中，CDN将视频内容根据合适的策略推送到边缘节点，然后通过IPQAM设备将IP数据封包调制发送到HFC接入网中，典型的部署示意图如下：  在结合IPQAM和CDN技术开展VOD业务的网络体系中，与电信IPTV和广电传统集中式VOD的传输模式都有所区别，涉及的问题主要有：  ?因为HFC的网络特性，需要考虑终端用户与IPQAM端口的数据可达，并进行相关的网络规划和资源管理。  ?CDN网络与IPQAM技术在数据层面的结合，包括对视频流数据封包和码率控制的要求。  ?CDN网络与IPQAM技术在路由层面的结合，包括全局路由管理、负载均衡、冗余机制和QAM资源管理调度等。  3.1资源管理调度  基于HFC的VOD系统中，用户所点播的视频内容下行是由HFC网络承载的，通过IPQAM设备将IP数据包调制发送到cable网络中。鉴于HFC网络的共享特性，某个特定的机顶盒只能接收到来自特定的一组IPQAM端口的数据，因此需要对服务区域有明确的规划和管理，一般将这样的服务区域定义为Region。  Region即预先定义的一组频率资源，或者为一个IPQAM通道资源规划单元。在不同节点所覆盖的服务区域，可全部或部分重复使用该网的VOD频率规划单元，对拥有相同路径的服务区域即为一个Region。为识别不同的Region，每一个Region都有一个唯一的ID号，即RegionID。VOD业务中采用RegionID来进行机顶盒用户的定位，STB请求服务时需要向VOD头端系统提交该信息，头端系统根据此信息就可以区分是哪个区域的机顶盒发出的请求，从而分配对应的路由来供视频服务器传送TS流。  3.1.1QAM资源管理  VOD头端系统资源管理模块SRM，需要了解每个实际部署的IPQAM的资源使用情况以完成资源的分配和回收，要求IPQAM设备提供接口供SRM完成心跳维护和状态查询，接口可以通过IPQAM的SNMP方式提供，也可以通过其他API方式提供。  IPQAM的UDP端口和频点、节目号的映射规则应该全网统一设置，以完成对所有资源按照统一的算法调度，映射规则可以通过SNMP或者API进行设置。因为IPQAM以及相应的频点和通道资源是有限的，因此要求系统在服务过程中对上述资源进行管理。具体的资源包括：  ?IPQAM：对系统中相关的IPQAM进行管理；  ?QAMIP：QAM的IP支持   ?QAMUDPPort：QAM的UDP端口，系统将根据用户的请求，向不同的端口发送媒体流，并通知机顶盒。  ?QAM频点：不同的QAM设备具有不同数量的频点  ?输入、输出PID：在一个频点内，可以分为多个PID，每个PID对应用户请求的一个流；  ?通道带宽：即一个流的带宽；  3.1.2RegionID管理  机顶盒可以通过固定分配或网络自动下载的方式获取RegionID，固定分配的方式实施较为简单，但当机顶盒在跨区域漫游或者头端网络结构调整时需要重新绑定RegionID，因此通过头端实时下发RegionID、机顶盒动态更新的方式较为灵活，这也是运营商普遍的业务需求方式。  RegionID信息是通过IPQAM经HFC通道下送给机顶盒的，具体发送方式可以通过设置并实时广播DVB网络参数至机顶盒，机顶盒根据预设的规则解析得到RegionID。设置RegionID的相关参数可以有TSID方式或NID方式。  TSID方式：按照系统的频段规划和部署完成对IPQAM中每个通道TSID的配置，确保IPQAM每个流的TSID在全网内是唯一的，机顶盒在开机后在划分为点播业务的频段扫描获得能够接收到的TSID并保存。在所有的IPQAM中设置TSID，由IPQAM通过实时广播PAT表来下传TSID信息。这样机顶盒将能够通过扫描方式，探测到能够到达该机顶盒所有的IPQAM的TSID信息。机顶盒可能获得属于一个Region的多个TSID，机顶盒按照设定的规则解析TSID获得RegionID。  NID方式：在每个非点播频点的NIT表格插入服务入口描述符，STB通过该描述符获得点播主频点信息，然后机顶盒根据点播主频点上的NIT信息，获取到的NetworkID信息即为RegionID。当无法读到描述符中的点播主频点信息或RegionID信息时，采用机顶盒存储的信息。  3.2数据层面的结合  经过路由选择和资源分配后，CDN的边缘视频服务器将向IPQAM输出视频流数据，根据IPQAM设备的传输特性，需要考虑合适的数据封包和码率控制。  3.2.1数据封包  运营商目前普遍选择的视频编码格式为MEPG2或MPEG4/H.264，这两者采用不同的封包流程：  ?MPEG2封包流程  MPEG2文件播放的封包解包流程如下：  1.文件以MPEG2的文件格式存放  2.视频服务器U-Server读取文件数据封装成TS包方式，加上TCP/IP包头，通过IP网络发送给IPQAM设备；  3.IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；  4.STB接收到TS数据后对其进行解码播放。  ?MPEG4/H264封包流程  基于RTSP协议传输的MPEG4/H264文件播放封包解包流程如下图所示：  1.文件以Mp4/H.264文件格式存放;  2.视频服务器U-Server读取文件，先封装成RTP格式，然后加上TS的包头，再加上TCP/IP包头，通过IP网络发送给IPQAM；  3.IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；  4.DVB解码芯片接收到TS数据后，将TS包头数据去掉，将TS的Payload信息也就是RTP数据传递给MPEG4/H264Chip；   5.MPEG4/H264解码芯片对RTP数据信息处理，对音视频数据进行解码播放。  3.2.2码率控制  IPQAM设备对码流变化的适应能力相对较弱，因此视频服务器依靠以往在以太网上的发包策略往往会导致某个时刻发包过快，IPQAM缓存不足而OverFlow。针对这种情况，视频服务器需要对每个点播流的码流动态的进行控制，使码流尽可能平稳，而减少或消除IPQAM的OverFlow异常。码流控制算法可以从两方面入手使码流趋于平滑。  限速控制：引入拥塞窗口机制，记录当前时间片已发送的数据量，对每个时间片内发送的数据进行限制。新的时间片到来时，拥塞窗口将被清空，从前开始累加发送的数据量。当片源某一段码流过大拥塞窗口被填满时，Server将停止发包，到下一个时间片再尝试进行发送。这样就能限制住码流的峰值，不出现剧烈的码流波动。  加速控制：引入prebuffer机制，表示服务器在发包过程中可以提前发送的最大数据。当发送的进度超前还没有达到prebuffer指定的量时，服务器将在带宽允许的条件下尽力发送，直到进度超前达到或超过prebuffer。这样在片源码流不大时，可以多发送一些后续prebuffer范围内的数据，当码流变大时，Server降速终端的buffer也不会很快就消耗光。同时在点播启动阶段通过这种加速能缩短启动时间，提供较好的观感。  这两种控制逻辑，限速控制是优先考虑的，只有在限速控制允许发送的前提下加速控制才有可能运作。通过这一对限速控制和加速控制算法，视频服务器就能在一定范围能使码流变化相对剧烈的片源输出码流相对平稳，趋向与CBR。  3.3路由层面的结合  大型VOD业务系统往往采用分布式的组网模式，可以根据业务和网络情况选择“核心－边缘”的两级组网模式或者“核心－骨干－边缘”的三级组网模式。以两级组网模式为例，各级节点分别部署如下设备：  ?中心节点：部署CDN核心网元设备和中心存储，实现全局负载均衡(GSLB)、内容分发管理等；  ?边缘节点：部署CDN边缘网元设备及边缘存储、IPQAM设备，实现内容缓存和就近内容服务。  在路由层面，带有RegionID和STB标识的视频访问请求提交到头端系统后，资源管理会根据网络规划情况和QAM资源情况为其分配合适的IPQAM设备和端口，而CDN体系会分配合适节点的合适服务器向该IPQAM端口输出视频流。  CDN系统采用GSLB?SLB的两级负载均衡模式。全局负载均衡方式为静态列表结合应用层重定向，采用这种方式可以做到为用户选择最近、最优的站点提供服务。本地负载均衡实现方式可以是基于应用，基于负载和健康状况的应用层重定向，可以为用户选择节点内最优的视频服务器（单元），向用户提供服务。  这种全局负载均衡方式采用GSLB为入口点，用户请求均进入GSLB，GSLB的功能是根据健康状况和就近性做全局负载均衡和最优站点的选择，将用户请求重定向到骨干/边缘节点设备的SLB组件上，SLB既配合GSLB，共同提供全局负载均衡功能和站点选择，同时也负责本地的负载均衡和为用户选择最优的流媒体服务引擎的功能。SLB内部需要维护一个包括整个节点内的所有服务器负载情况和内容情况，同时SLB还需要向GSLB报告整个站点的健康状态以便于更新GSLB的动态表和应用表。  当某个节点的视频服务器发送故障时，系统将根据既定的路由策略和网络部署情况，调度备用节点的视频服务器继续提供视频数据到原节点的IPQAM设备，用户服务将不会收到影响。   通过对CDN网络技术和IPQAM技术的合理结合利用，广电运营商将可以在汲取IP网络先进技术的同时，充分发挥HFC网络的优势特点，打造低成本高效率的VOD传输和服务平台，提升自身核心竞争力并为广大电视用户提供更便捷的交互电视服务。基于IPQAM的VOD低成本解决方案　　1　前言　　近年来，随着国家信息化建设的大力开展和三网融合的积极推进，广电行业加快了有线电视数字化整体转换工作的步伐。截至2007年底，我国的数字电视用户已经达到2600万。然而，数字电视用户数目的快速增长并没有为广电行业的发展带来实质的推动作用。目前2600万数字电视用户可消费的业务绝大多数仍基于单向网络，并且业务仅限于数据广播、信息浏览、NVOD等缺乏互动性的业务。这些业务中，数据广播提供的信息量有限，信息浏览和NVOD等业务不支持用户的参与，单纯的模拟转数字带来的清晰度提高(有限)和同质的频道增加已很难满足用户日益增长的消费需求。因此，单纯的数字化转换意义不大，运营商必须以用户为本，充分调动用户参与的积极性，不断满足用户快速增长的精神文化和信息服务需求，并努力提高相关收益。这些就需要运营商加快双向网络的改造，大力提供丰富多彩的互动业务。VOD业务是最基础的双向业务之一。一方面VOD业务是用户迫切需要的业务，另一方面当前VOD业务系统的系统成本和运营成本都很高，运营商很难盈利。如何解决这一矛盾，是运营商普遍关注的热点。本文试图从降低系统成本的角度进行分析探索，为解决这一问题提供可行的途径。由于文中提出的VOD低成本解决方案基于开源项目DarwinStreamingServer实现，而DarwinStreamingServer完全符合ISMA规范，所以该方案完全适用于其它基于IP的网络环境中。但本文的描述主要以基于IPQAM的广电网络环境为例，来说明该方案的实现过程。　　2　广电行业的VOD业务现状　　VOD业务即视频点播业务，是一种可以按用户需要点播节目的互动式视频业务。它的一个重要特点就是需要很高的带宽来传送下行的媒体流。广电的CATV网络可以提供非常高的下行带宽，适于媒体流的传送。因此，广电行业的VOD业务提供多采用基于IPQAM的VOD解决方案，即利用IP网络实现流媒体的控制，通过CATV网络下发媒体流的方式。图1就是一个简单的IPQAMVOD业务系统的逻辑图。　　目前，基于IPQAM的VOD解决方案的相关规范主要有时代华纳提出的ISA(InteractiveServicesArchitecture)和Comcast提出的NGOD(NextGenerationOnDemand)等。其中ISA架构的流控协议采用基于ISO／IECDSM-CC标准的SSP和LSCP协议，而前端服务器实体之间采用CORBA实现，实现的复杂性相对较高。NGOD则是在RTSP协议的基础上提出，实体交互基于Web Service实现，目前还很少有相关的商用产品。　　在现在的国内外市场中，能提供基于IPQAM的VOD解决方案的国内厂商主要有华为，思华等。国外厂商主要有MOTO、CISCO、Tandberg(没有自己的视频服务器)等。国外厂商的产品都支持ISA规范，而ISA规范由于本身定义的复杂性，造成整个系统的复杂度提高，也直接导致了系统实现的成本非常昂贵。国内产品中，虽然思华的产品不是基于ISA架构，其点播协议采用RTSP协议，但其商用产品也价格不菲。　　视频服务器是VOD解决方案中的核心实体。在基于IPOAM的VOD解决方案中，视频服务器需要支持TS流格式，并以UDP的方式传送TS流，以连接IPQAM设备。此外，考虑到VOD业务的可运营性。视频服务器还需要支持用户认证、计费接口以及远程管理等功能。我们认为，降低视频服务器的开发成本，可以有效地降低整个VOD业务系统的成本。因此，本文基于开源项目实现了一个运行于通用服务器上的纯软件视频服务器，虽然此类视频服务器目前还难以被较大的运营商接受并采用，但已可成功地应用于小区、酒店等区域的VOD系统设计。　　3　基于开源项目的VOD低成本解决方案　　目前，与视频服务器相关的开源项目有很多，如MPEG4IP，VLS等等。其中live555是免费，开源的，并支持TS流，但live555的设计并不适用于商业运营；DarwinStreamingServer2具备商业运营必须的认证、计费、远程管理等特性，可以很好地支持商业运营，但是对于广电系统的应用来说，缺乏对TS流的支持。本文基于可运营性的考虑，选取DarwinStreamingServer作为基础，通过扩展使之支持MPEG-2TS流，实现低成本的视频服务器，以支持基于IPQAM的VOD解决方案。　　3.1DarWinStreamingServer简介　　DarwinStreamingServer(简称DSS)是苹果公司的开源视频服务器版本，与DSS相对应，APPLE有一个商业版本的视频服务器QTSS(QuickTimeStreamingServer)，两者采用相同的核心设计。DSS符合ISMA规范，支持多种标准协议和格式，DSS的主要特性如下：　　完全符合标准，支持各种标准的播放器或者机顶盒。　　支持MP4、3GPP等文件格式；　　支持MPEG-4、H.264等视频编解码格式；　　支持RTSP流控协议，支持HTTP协议；　　支持RTP流媒体传输协议；　　支持单播和组播；　　支持基于Web的管理；　　具有完备的日志功能。　　此外，该服务器版本提供了一个基于模块的扩展方法。利用DSS提供的API就可以很方便地编写静态或动态的模块，对DSS进行扩展，使其支持其它文件格式、协议或者功能。本文就是利用这种方法对DSS进行扩展，使其支持采用MPEG-2TS封装格式的MPEG-2视频文件。　　见图2即DSS系统的逻辑框图。　　3.2DSS模块的编写　　每个DSS模块必须实现两个函数：一个是Main函数，服务器在启动时将调用这个函数进行必要的初始化。另一个是Dispatch函数，通过实现此函数，服务器可调用DSS模块并完成特定处理。对于编译到服务器里面的模块，其主函数的地址必须传递到服务器的模块Main函数中。具体实现细节可参照QuickTime流媒体服务器模块文档[2]的相关章节。　　具体实现时，Main函数必须命名为MyModule_Main，其中MyModule是模块的文件名。此函数的实现通常如下所示：　　每个DSS模块都必须提供一个Dispatch函数。服务器为了特定的目的需要使用某个模块时，是通过调用该模块的Dispatch函数来实现的，调用时必须将任务的名称及相应的参数传递给该函数。在DSS中，使用角色(Role)这个术语来描述特定的任务。Dispatch函数的格式如下所示：　　voidMyModuleDispatch(QTSS_RoleinRole，QTSS_RoleParamPtrinParams)；　　其中MyModuleDispatch是Dispatch函数的名称；MyModule是模块的文件名；inRole是角色的名称，只有注册了该角色的模块才会被调用；inParams则是一个结构体，可用于传递相应的参数。　　3.3DSS对MPEG-2TS流的支持　　对DSS进行扩展，以实现对MPEG-2 TS流的支持，主要涉及三个方面的问题：首先，RTSP协议需要支持MPEG-2TSoverDVB-C；其次，能够通过UDP协议直接发送TS流；最后，发送的速率需要依据PCR[1](ProgramClockReference，即节目时钟参考)实现适当的调节。下面针对这三个方面问题的解决进行简要的说明：　　为了让RTSP协议能支持QAM传输，需要对标准的RTSP协议做扩展，即在SETUP阶段，终端告诉服务器需要QAM传输，服务器会为该终端分配传输资源，并告诉终端相应的参数(包括频点和节目号等)。对于IPQAM资源，节目号与UDP端口号是一一对应的，视频服务器可以维护一个包括UDP端口、节目号、频点以及UDP端口使用状况的列表。　　当使用扩展后的RTSP协议实现一次MPEG-2TS流点播时，与通常的RTSP交互过程相比，在SETUP阶段有所不同。　　为了实现MPEG-2TS流通过Cable下发，关键点是视频服务器能够采用UDP协议将TS流依特定速率发送到IPQAM设备。　　采用UDP协议把TS包发送到IPQAM设备，实现相对比较简单，假定TS包的大小是188字节的，只要遵照一个UDP包不应大于以太网最大传输单元的原则，将7个TS包打包成一个UDP包，发送给IPQAM设备即可实现。　　而依特定的速率发送则要求服务器在发送MPEG-2TS流时，必须保证发送数据的速率与媒体正常播放的速率一致性。考虑到终端会有一个缓冲区来平滑发送数据时可能产生的波动，因此对于发送速率与正常播放速率的一致性的要求并不是绝对的。但发送数据带来的波动要在IPQAM设备许可的范围内，否则IPQAM无法正常处理。　　本文中依特定速率发送是基于PCR来实现的。PCR即节目时钟参考，是TS包中的一个字段，用于同步解码器与前端编码器或者视频服务器的时钟。在编码器进行编码的过程中，会不断读取硬件时钟并放入TS中PCR字段。解码器在解码的过程中会参照一个本地时钟，确定解码和显示的速度。本地时钟要根据PCR进行修正，以避免时钟过快造成停帧或者时钟过慢造成丢帧。　　我们已经在linux下面按照本文所述方法实现了支持MPEG-2TS流的视频服务器，并进行了测试。测试环境基于千兆网环境，服务器采用Dell2950，IPQAM设备分别采用了Scivo以及Tandberg的产品，用PC模拟若干终端，同时用天柏STB8作为点播终端。　　测试结果是单个Ge口支持并发250个3.75M码流的MPEG-2电影。从成本方面考虑，该方案中每个流的成本大约为200元人民币，而采用通用视频服务器的成本大致为每个流400元人民币以上。根据实验结果和分析，我们认为这科VOD低成本实现方案便于中小型运营商开展VOD业务运营，同样也可以为公司或研究机构提供一个低成本的研发环境。本文提出方法仍有不少待完善之处，希望感兴趣的专家能共同探讨这种VOD解决方案的可行性。　　4　结束语　　进行双向网络改造，大力发展双向业务，是中国广电行业提高市场竞争力的必经之路。目前中国广电运营商仍是分而治之的状态，运营机构极度分散化，缺乏电信行业运营商的统一建制。这种情况下，一些小的广电运营商很难有财力购买现有的商用VOD业务系统，无法开展VOD这一双向基础业务，盈利模式更无从谈起。本文主要从VOD业务系统的运营角度出发，提出了一种低成本实现的VOD解决方案，便于VOD业务系统的快速部署，为小型运营商的发展增加一个符合实际的选择方案。由于该方案基于符合ISMA规范的开源产品来实现，完全适用于其它基于IP的网络环境，所以对于希望降低运营成本的JPTV运营商来说，也将是一个不错的选择。芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁芆莀蕿螀莈芃袈蝿肈蒈螄螈膀芁蚀螇芃蒇薆袇羂芀蒂袆肅蒅螁袅膇芈螇袄荿蒃蚃袃聿莆蕿袂膁薂蒅袁芄莄螃袁羃薀虿羀肆莃薅罿膈薈蒁羈芀莁袀羇肀膄螆羆膂葿蚂羅芄节薈羅羄蒈蒄羄肆芀螂肃腿蒆蚈肂芁艿薄肁羁蒄蒀肀膃芇衿肀芅薃螅聿莈莅蚁肈肇薁薇蚄膀莄蒃螃节蕿螁螃羂莂蚇螂肄薇蚃螁'