互动电视基本知识

互动电视互动电视的定义及发展现状互动电视常用互动技术方案互动电视平台构建方案互动电视关键设备介绍总结1互动电视基本知识总结报告人：****21.1、什么是互动电视互动电视，顾名思义，能实现电视用户与电视内容的互动，即与普通广播式单向电视向对应的互动式双向电视，用户可以通过电视终端实现个性化节目回看、点播、定制。互动电视的两种技术：互动电视常用的两种实现双向互动业务的技术是IPQAM技术和IPTV技术。对IPQAM和IPTV技术体制理解目前不够严格准确，在广电体系大家谈得更多的是IP+TV，而在电信体系谈得更多的TVoverIP，实际上前者就是指基于IPQAM的双向互动电视，后者指的是基于纯IP的双向互动电视。下面分别论述两种技术体制并阐述二者的区别联系。IPQAM广义的IPQAM指的是一种互动电视的技术体制，示意图如图1。狭义的IPQAM指的是IPQAM调制设备。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。3图1、IPQAM示意图在使用IPQAM之后，STB和CDN边缘视频服务器(CACHE)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IP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(一般区域码）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根据头端返回的PID锁定对应的音视频流来进行解调和解码以实现互动。图1中用于交互的IPnetwork即可以是EPON+LAN独立的物理网络，也可以是EPON+EOC的IPoverHFC的复用网络。4IPQAM体制中典型的特征是电视机顶盒拥有RF和IP两个输入接口，所有的音视频流无论是直播（广播）还是点播均来源于RF输入接口。IP双向通道仅用于互动回传或其他IP增值业务。一般的直播的数字节目使用550MHz以下的频率，点播节目使用的IPQAM调制的频点，使用550MHz以上的频率。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5Mbps计算（标清），每个频点可以容纳7个VODMPEG2的节目，则该IPQAM可同时播放168路节目。考虑到开通率一般低于20%，同时并发率小于20%，则该IPQAM可以覆盖的用户数为168/（0.2*0.2）=4200户。考虑到一般的分前端用户数从几万户到几十万户不等，此种IPQAM需要用到几十到数百。因此当用户数更多的时候需要考虑使用128QAM或者256QAM又或者频点更多的IPQAM设备。5IPTVIPTV是另一种技术体制(参见图2)，和IPQAM相比其最大的特点就是无论是音视频还是双向互动信号均使用IP信道。IPTV的视频节目主要分实时直播和点播（包括VOD和时移节目）。其中直播需要用到组播技术，同时观看一个频道的用户可以共享带宽。点播使用的还是单播技术，每个用户均需要单独的带宽资源。对于IPTV技术体制，HFC网络不是必须的。对于仅使用IPTV技术体制进行互动业务的运营商来说同轴电缆不是必须的，即使使用也只是使用的IPoverCoax技术，其本质还是IP网络。使用IPTV技术的机顶盒是无需RF输入接口的。6图2、IPTV示意图IPQAM和IPTV的区别和联系IPQAM和IPTV最大的区别还是在于音视频流一个是从HFC信道下行，一个是从IP信道下行。二者的头端系统是类似的，图3给出的是IPTV媒体和交互信息信息流。对于IPQAM数字电视DVB头端的角色类似于图3中的MulticastServer主要完成实时直播节目的广播。7图3、IPTV媒体和交互信息流示意图IPQAM的中心流服务器（CenterStreamingServer）和边缘流服务器(EdgeStreamingServer)和图3中是类似的，但边缘流服务器（图1中的CACHE）和MulticastServer之间没有图3中组播流汇流，IPQAM中直播（DVB头端）节目和点播（IPQAM）节目是在HFC的入口处混合汇流的。电子节目单服务器（EPGServer）二者是类似的。UE（用户体验UserExperience）。81.2、互动电视的现状2010年3月CCBN主题报告会上，广电总局张海涛副局长指出我国目前已经有1.74亿有线电视用户，其中6500万已经完成了整体平移（即数字化整体转换）。在这6500万数字有线电视用户中，双向覆盖用户达3000多万，但双向机顶盒用户只有200多万。这意味着，有线数字电视用户实际双向化比例仅为3.1%，占全部有线电视用户的1.15%，同时也意味着，我国互动电视的发展有很大的市场。来自国家相关部门的消息：互动电视目前在我国的发展现状为大多数人看好，其前景也已呈现出迅猛而有效的拓展状态，据可靠资料表明，2010年，我国东部相对发达地区将普及数字电视，而到2015年我国将停止模拟广播电视的播出。巨大的市场前景将为互动电视的迅速发展提供了市场基础。91.3、互动电视业务介绍1.3.1、互动电视基本三大功能一、电视回看互动家庭电视交互功能之电视回看功能，让您可以重新收看已经播放的电视节目。（昨天的电视今天看，早上直播晚上看，烦人广告不用看，彻底告别遗憾和烦恼）。二、电视点播互动家庭电视交互功能之电视点播功能，节目涵盖电影、电视剧、体育教育财金等热门频道，每月更新，随时都能想看就看，想停就停！（精彩节目自主掌控，我的电视我做主。）三、节目录制互动家庭电视交互功能之节目录制功能，使您无需担心错过精彩直播，无需像以前一样只能在规定的时间看想看的电视。（即使没时间看电视，也没有关系，把喜欢看的电视录制下来，让以前的问题都不再成为问题。）1.3.2、其他功能互动投票、互动调查、互动竞猜和互动问答、电子相册、消息服务电子报刊、电视商城、联网游戏等等业务。102、互动电视常用互动技术方案随着广电总局数字电视整体转换政策的出台，各地掀起了数字电视网络建设的热潮，发展互动电视、开展增值业务已经成为全国有线电视网络运营者的共识。各大设备厂商纷纷推出自己的互动方案。考虑到以后所有的网络融合方向在逻辑层面均为IP，长远来看高清的IPTV必将是最终的方向，这正好和FTTH的物理网络融合方向是一致的。尽管如此，但对于广电运营商来说，HFC是广电最好的资源，也很容易做到100%覆盖，而FTTH要做到100%覆盖投资将是非常巨大的，因此采用类似于EPON+EOC的技术将能够充分挖掘同轴电缆的潜力。同轴电缆的频谱资源高达1GHz，某些地区的电缆甚至高达1.5Hz，而目前的调制技术（如1024QAM）调制效率已达10bps/Hz，因此同轴电缆的带宽潜力可达10G~15Gbps。当前的EPON+百兆EOC已经满足IPQAM的需求并能开展宽带接入服务也可以支持标清的IPTV，随着技术的进步，10GEPON+千兆EOC将能够满足未来更大的带宽需求，到那时基于同轴电缆的高清IPTV技术也将是可行的。下面具体讨论常见的几种互动技术方式：11IPQAM+CM或ADSL方案方案原理下行信号流程：server响应用户请求，将单节目传输流（SPTS）封装成UDP包经IP骨干网络传输至IPQAM，IPQAM完成解封装并将多个SPTS流复用成多节目传输流（MPTS）,MPTS流经IPQAM调制输出RF信号经HFC传输到STB。上行信号流程：物理网络可以用CMTS＋CM作为上行数据通道，或以太网，ADSL等，STB端集成相应的上行模块；DOCSIS或网卡或ADSL解调模块。DSM-CC（SSP，LSCP）RTSP等各种协议通过上行通道完成与前端服务器之间的交互。方案优点在开展增值业务的同时还可以发展数据业务。通过骨干IP传输网络，可以很方便地将前端视音频节目送到分前端的IPQAM。用IP骨干网代替传统SDH传输ASI（TS流）信号，效率高。随着数字电视整体转换，HFC网络中传输的模拟信号减少，在频谱规划中可以将550M～750M中的25个频道用于IPQAM。点播信号采用3.75M的MPEG-2TS流，图象质量大大高于MPEG-4的传统以太网IP点播。12CMTS+CM方式示意图前端可利用原DVB平台的MPEG-2信源，无需进行MPEG-2至MPEG-4的转码。IPQAM方式只需在需要开通业务的分前端架设设备，前期投入小，随着业务的增加，扩容相当方便，只需在分前端增加IPQAM设备。STB为符合DVB标准的通用产品。点播时为每个用户开通3.75M的单独通道，QOS有保证。13方案缺陷成本比较高。如采用以太网ADSL：需要新建一张相应的网络，投资成本自然高；若采用IPQAM+CMTS方式：用户如需同时开展数据业务，仅按照户均最低512K来计算，那么一个覆盖2000户终端用户的光站如果按照10％的并发量来计算，就需要100M的并发带宽支持，一个CMTS64QAM可以提供持38M的速率，100M并发至少需要增加1～2个CMTS，加上用来开展互动业务的1个CMTS，整个2000户的光站需要2～3个CMTS来覆盖。那么户均成本将变成1640～1725元左右。也就是说，使用这种方式开展互动电视业务，开展数据业务用户越少，投资将越大。14EPON数据网络方案所谓EPON（以太网+无源光网络），主要由OLT（光线路终端接口）、ODN（光分配器）、ONU（光网络单元）组成，OLT安装在前端机房或分前端机房，负责数据业务的接入，将来自各路的数据流，如IPTV、互联网接口等，适配后导入EPON的传输网络；ONU安装在小区、楼房或用户端，主要负责用户端的宽带接入。EPON采用单纤粗波分复用技术，用一根光纤传输广播和数据信号。采用1550nm波长光发射机+EDFA传输广播式的数字电视、模拟电视信号；EPON数据下行采用1490nm波长广播传输方式，数据上行采用1310nm波长，利用时分复用(TDM)技术，实行共享带宽。某种意义上讲，EPON就是以太网光纤化的一种实现形式。主要有以下两种实现方式：EPON+EOC当前选择一个IPQAM、IPTV兼容的平台将更有利于保护广电运营商的投资，图4给出的EPON+EOC的结构可以实现IPQAM也可以实现IPTV。15图4、使用EPON+EOC实现IPQAM/IPTV示意图16图5、使用EPON+LAN实现IPTV示意图。EPON+LAN在不使用HFC的时候仅能实现IPTV（图5），当使用HFC的时候可以实现IPQAM。17EPON技术优点从EPON的总体来看，这是一种优秀的宽带技术，集中当前众多网络技术优点，同时克服了Ethernet的固有缺点，提供了强大的网管功能，是一种准电信级别的技术EPON通过在OLT和ONU之间引入了无源分光器POS，从而实现了点对多点的通信方式，实现了一个端口可以支持多个ONU、最小化占用OLT端口资源、节省了中间段的光电/电光转换、上行带宽共享、节省工程投资等，可以解决传统的网络系统中点对点组网方式带来的种种问题。EPON具备一系列优越的特性，比如有效的带宽控制、优先权处理、点对多点组网。解决终端用户的带宽瓶颈EPON可以为用户提供几十兆甚至千兆的上下行对称带宽，可以满足宽带上网、视频点播、在线游戏、可视电话、数字高清电视等各种业务的带宽需求，高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽，从而可以作为用户的终极接入方式。18技术缺陷其一、需要重新建设一张光缆网络，实施光纤改造到楼，五类线入户。工程浩大，户内工程量大。对已经进行了部分改造的HFC双向网络会造成了极大的资源浪费；其二、有源设备的防雷取电问题：EPON系统中的OLT＋ONU实际上就是以太交换机在机房和楼栋安装的不同产品形式。一次性全网安装（不论使用的用户密度如何）