浙江黄石广电互动电视平台建设方案

摘要：本文简述了黄石广电采用UT斯达康Rolling Stream系统，基于HFC+IPQAM方式建立互动电视平台的整体方案。

数字信息时代，伴随着互联网的普及和电视数字化的推广，单向广播的电视业务内容和被动的收看方式已经越来越不不能满足时代要求。大家希望通过手中的遥控器，自主选择更加与众不同、更加符合个人偏好的节目和信息。在这个背景下，建立在有线电视数字化基础上的互动电视业务应运而生。

目前，全国数字电视用户超过1200万户，杭州、深圳等地在数字电视业务基础上，陆续推出了互动电视业务。黄石广电既2007年实现整体平移以后，于2008年元月，选择中国通信业UT斯达康公司的互动电视点播系统Rolling Stream（奔流）作为互动电视业务平台，并在不到2个月的时间内迅速成功推出。

　　1 系统简介

　　UT斯达康Rolling Stream（奔流）系统是一套基于广电HFC和IP网络、可提供丰富互动视频业务和增值业务的、具有广播级业务质量、电信级运营管理能力的全新方案。该充分考虑广电网络特点，遵循与DVB并存方式，只在STB侧进行融合，可实现在现有广电网络上的无缝升级。Rolling Stream提供端到端的广电业务解决方案，包括内容制作、内容存储/加密、内容分发、内容播放、终端显示等各个方面。同时开放的Rolling Stream系统可提供基于中间件形式的系统整合能力，成功集成第三方的产品，诸如DRM系统、机顶盒终端、内容编码转码头端等（图1）。

图1

　　逻辑上，Rolling Stream系统分布式结构可分为三层：

　　（1）中央媒体平台（CMS）层

　　CMS层位于服务提供商的数据中心，主要MS(媒体平台)组件有：MD/ME、CEC/CE、MLR、CMM、MCM、MDR、MELoader、VCC和MRS。主要功能为：

　　媒体资产管理

　　计费

　　用户管理

　　数据库

　　网络管理

　　媒体内容存储

　　分发媒体内容至HMS

　　节目内容实时编码和转码

　　（2）归宿媒体平台（HMS）层

　　HMS层位于区域网络的交换局，主要MS组件有：USC、EPG、MD/ME、MDR和MRS。主要功能为:

　　区域用户鉴权

　　媒体内容存储

　　分发媒体内容至EMS

　　为EMS提供冗余备份

　　提供终端用户EPG接口

　　为终端用户提供视频服务

　　（3）边缘媒体平台（EMS）层

　　EMS层位于分布式网络边缘，主要MS组件有：USC、EPG、MD/ME、MDR、DNLD和MRS。主要功能为：

　　媒体内容存储

　　提供终端用户EPG接口

　　为终端用户提供视频服务

　　其中：

　　USC：负责用户鉴权和发起事物计费

　　EPG：从MDDB获取元数据信息，然后为用户创建动态EPG页面。

　　MD/ME：存储用户媒体内容和向STB提供媒体服务。

　　CEC/CE：电视节目和影片实时编码火转码。

　　CMM（中央元数据管理）：出来所有节目元数据，如节目名、节目ID、帧尾ID、时间长度、节目数据大小和节目描述。

　　MCM（媒体内容管理）提供图形管理界面，实现三层结构中的媒体内容分发和复制。

　　MDR（元数据复制）：同步不同MDDB中的媒体内容元数据，同时维护CMS/HMS/EMS中元数据的一致性。

　　DNLD：负责各种型号STB的软件下载和升级。

　　Meloader：编码、上载媒体内容到MS。

　　MRS（多点传送转发服务器）：将组播内容透传到不同的局域网中。

　　2 系统功能

　　（1）直播电视——支持现有数字电视频道的所有音、视频节目授权收看，并实现虚拟频道（VCC）功能。

　　（2） 时移电视——　支持48小时内的节目即使时移功能，实现刚才的电视现在看。时移模式下，可做2X-32X快进/快退、暂停/播放等操作，并实现一键追实时；

　　（3）电视回看——通过历史节目单，实现48小时内的节目回看功能，实现昨天的电视今天看。回看模式下，可做2X-32X快进/快退、暂停/播放等操作，并实现按时间跳转功能；

　　（4）VOD点播——通过遥控器选择，根据不同的影片分类方式，实现家庭影院般的享受。播放过程中可做2X-32X快进/快退、暂停/播放、按时间跳转等操作，并且能够实现书签、收藏功能。

　　（5）卡拉OK——通过遥控器点播喜爱的歌曲，享受KTV般的享受。

　　（6）电视网站——互动资讯，改变单向数据广播的局限性。

　　3 实现方案

　　Rolling Stream方案保留现有黄石广电DVB网的优势，并结合网络实际，直播电视采用支持DVB-C方式的直播，直接从现有数字电视平台获取信号；交互数字电视平台采用HFC＋IPQAM模式，分别建立一个全网传输平台和一个分前端传输平台。全网传输平台建在中心机房，可覆盖全网用户；分前端传输平台建在用户最集中的黄石港区分前端平台，可覆盖辖区内所有用户。数字电视点播业务上行交互信息通过宽带IP城域网传输，下行通过HFC网传输。

　　（1）网络结构

　　互动电视系统CMS节点通过Cisco 4506交换机与IPQAM和IP城域网连接，所有媒体服务设备、直播编码服务器和转码工作站都与4506交换机相连。OSS系统、NMS和Online Server等设备通过Cisco ASA5520防火墙与Cisco 4506交换机连接，实现对这些重要服务器的保护。拓扑图如图2所示。

图2

　　2、实现方法

　　根据Rolling Stream系统特点，具体实现方法如下

　　1）直播电视

　　基于原DVB-C的数字电视通道，Rolling Stream系统对直播节目不做任何处理，只在OSS（运营支撑系统）平台中描述节目的频点和PMT PID信息。

　　2）点播/时移/卡拉OK/片花

　　上行点播信息通过IP数据网传输，下行视音、频内容利用IPQAM通道传输。时移节目播出流程分别如图3。

图3

　　3）控制信息/增值业务/EPG

　　控制信息/增值业务/EPG利用现有IP城域网传输。黄石广电IP城域网，始建于2002年，采用端到端的纯IP光纤网络，即IP Over Optical。基于MPLS（多协议标签交换）技术，并启用OSPF（开放式最短路径优先）路由协议，组建有3个节点的千兆自愈环结构。节点设备采用了美国瑞通公司第四层城域网交换机RS8600系列，建立网络核心层

　　4）VCC(虚拟频道控制)

　　所谓虚拟频道控制，是将一系列媒体内容按照一定规范或者分类组合起来，顺序播放。播出流程如图4。

图4

　　VCC加密节目如图5。

图5

　　（3）[FS:Page]升级与扩容

　　两级分布式架构是支撑百万用户规模平台的基础，在黄石广电互动电视平台建设中，将根据各地用户量发展的不同情况逐步增加EMS以提供更多用户的互动电视业务，并逐步建设HMS节点。

　　（4）用户分布

　　根据建设规划，目前黄石广电互动电视平台使用1个中心节点服务2400并发用户。

　　（5）编码格式与码率

　　结合系统特点，黄石广电互动电视系统采用MPEG2的编码方式，其中视、音频码率为3.75Mbps

　　（6）存储策略

　　在存储策略方面，Roliing Stream系统采用的是单级架构。在CMS中心节点存储100%的流媒体内容。
4 其他设备介绍

　　（1）数字内容管理器

　　数字内容管理器（DCM）产自SA公司，型号D9900,是一个紧凑的2U模块化系统，可最大配置4块接口卡，每块卡有10个ASI端口（ASI接口卡）或两对千兆以太网端口（GbE接口卡）。

　　ASI接口卡的端口可以单独被配置为输入或输出，支持最大213Mbps的带宽。GbE接口卡具有2Gbps的输入总吞吐量，和2Gbps的输出总吞吐量，每端口对都可以被配置为端口备份或端口镜像。接口卡同时支持多节目传输流（MPTS）和单节目传输流（SPTS）。

　　DCM的主要用途是内容的再复用和转码。DCM支持高级PSI和描述符处理能力。为了帮助配置内容到逻辑输出节目组，DCM也支持广泛的传输流和节目分析包括输入和输出流上的节目级比特率测量。

　　DCM的某些功能是基于许可的，这意味着使用这些功能需要许可。下面这些功能需要许可：

　　每个转码或拼接（插入）服务需要一个或多个license，取决于服务的定义。表1列出了不同服务所需的许可：

表1

　　要加扰的每个服务或包含需要加扰的组件的每个服务都需要一个加扰license。

　　每个参与DTF/MTR应用的ASI接口卡需要一个DTF_CONCENTRATOR license。每个被封装服务必须加扰的ASI接口卡，需要一个DTF_SCRAMBLING license。

　　（2）IPQAM

　　黄石广电互动电视平台选用SA公司的Continuum DVP XDQA-24系列IPQAM。该设备最大配置6块ASI卡，每块卡上支持2路ASI接口RF信号输出。每一路ASI接口支持2个频点输出，单个频点最大带宽38Mbps。支持SPTS、MPTS、DATA方式输出。

　　SA XDQA系列同时提供高达100ms的PCR抖动调整，这对于来自IP网络的高速千兆数据输入来说非常重要，由于100ms的PCR抖动调整的有力帮助，使得SA xDQA系列输出的TS流解码稳定性名列前茅。

　　5 接入方式

　　黄石广电互动电视平台建设，充分利用了现有HFC基础网络来拓展双向传输业务。但是由于互动用户大部分是高端用户，家里都装修精美，很多的房屋设计并没有预留电视机旁预留网口，因此就必须得布明线，这样就遭到很多用户的抵制，无线解决方案还不成熟，用户只能放弃互动，选择单向。

　　为了推广互动电视业务，黄石广电充分考虑了入户问题。

　　首先，在新建小区大力宣传：《用户布线须知》。告知用户在铺设室内有线电视线路时，请随电视线并排增设一根双向回传网线。

　　其次，在铺设网线较为困难的小区推广EOC技术。从有线电视网络应用的角度简述, EOC(Ethernet Over Coax)技术是采用频分复用技术将以太数据信号IP DATA和有线电视信号TV RF结合在一起，用HFC 网络入户的同轴电缆将混合信号直接传送至客户端，再在客户端分离出两种信号。

　　EOC技术可归纳为无源基带传输、有源调制传输两大类技术。黄石广电主要采用的就是无源基带传输。原理就是将符合802.3 系列标准的以太网信号,在无源EOC设备中进行阻抗变换、平衡/ 非平衡变换，在一根铜轴电缆上通过频率分割，在10～25MHZ 带宽内直接传送10Base-T的基带以太网DATA信号，50～860MHz传送RF TV信号。无源基带传输技术采用的是将基带的数据以太流直接混入或分离的技术,是一种不用调制的技术,不需要载波频率的选择(或频率变换)和调制技术的确定(比如QAM、QPSK 等等)，无论在物理层,还是MAC 层都完全遵循IEEE802.3 的国际标准,能与IP 以太网实现无缝联接,不需要作任何协议转换。

　　结束语：通过对宽带网络技术和IPQAM技术的合理结合利用，黄石广电在汲取IP网络先进技术的同时，充分发挥HFC网络的优势特点，打造了高效率的互动电视传输和服务平台。

　　（作者单位系黄石有线广电数字网络有限公司）