VOD视频点播技术在XX地区的应用

内容摘要当你双休日在家,面对众多可选择的电视频道,却找不到一个自己喜欢的电视节目;当你心血来潮想看一部古老而经典的优秀影片;当你在外出差或旅游,身居异地想看一部自己喜爱的影片来松弛一下时,你是否想过如果电视里放的都是我喜欢的节目,我想看什么就能播放什么,那该多好!随着网络技术的迅速发展和用户的需求增长,家庭电视中开展网络视频点播服务已具备可行性和必要性，即VOD点播服务。本文提出了VOD视频点播技术在某小区的应用，探讨了某小区VOD视频点播系统的应用及用户需求。关键词：VOD、系统结构、机顶盒目录第一章VOD技术的基本理论...........................1第二章用户的需求分析..............................2第三章某小区VOD视频点播系统设计方案.............33.1基于IPQAM双向HFC网络的视频点播系统............33.2设备的选型.......................................43.2.1视频服务器性能和特点...........................43.2.2用户终端机顶盒性能和特点.......................53.2.3IPQAM调制器性能和特点............................53.3VOD业务的实现流程及其协议应用........................63.4音视频编解码方法..................................73.4.1ＭＰＥＧ-２音视频编码.........................73.4.2ＭＰＥＧ-２音视频解码........................93.5计费与认证...................................103.6信道的分配...................................113.7流量计算......................................123.8相关配置......................................123.8.1一般的网络流量控制方法........................133.8.2视频传输中的流量控制方法......................14第四章安全分析........................................15第五章方案评估......................................16参考文献............................................161某小区VOD视频点播系统设计方案第一章VOD技术的基本理论VOD是VideoOnDemand的英文缩写，即视频点播技术，也称交互式电视点播系统。它是一种可以按用户需要点播节目的交互式视频系统，摆脱了传统电视受时空限制的束缚，解决了一个想看什么节目就看什么，想何时看就何时看的问题。线电视视频点播，是指利用有线电视网络，采用多媒体技术，将声音、图像、图形、文字、数据等集成为一体，向特定用户播放其指定的视听节目的业务活动。包括按次付费、轮播、按需实时点播等服务形式。从经营的角度来说，VOD一般包括三个部分：业务消费者、服务提供者和节目提供者。业务消费者涉及到用户终端。VOD的用户终端一般有两种：机顶盒和计算机。服务提供者包括相关的服务器设备和业务传输的网络。在VOD系统中服务器连接着用户和视频节目，在其中起着桥梁的作用。节目提供者不直接和用户打交道，用户需要通过网络和服务器连接。用户对视频节目的申请首先发到视频服务器，由视频服务器的业务网关分析用户的具体需求并与用户建立会话连接，然后视频服务器从节目提供者处调取用户需要的节目内容，并通过传输网络发送给用户。服务器必须具有传输网络接口、连接控制功能、会话控制功能、分析和处理各种业务功能。VOD的传输网络按照不同应用会有所不同，较大型的网络可以分为核心网和接入网两个部分。核心网可采用SDH技术、ATM技术等传输技术。接入网连接着用户和核心网,目前主要采用的宽带接入网络包括HFC、ADSL和FTTX.2节目提供者主要完成视频节目的制作和存储功能，如视频浏览器和各种具体应用节目的制作（包括电影点播的节目，远程教育的课程和电视节目的回看等）。节目的好坏及节目数量的多少直接影响到用户对此业务的感兴趣程度。第二章用户的需求分析VOD系统。“在想看的时候看想看的节目”，这是最适合用户胃口的地方，也是点播业务最具魅力之处。用户可以根据自己的意愿选择收看电视节目，从根本上改变了过去被动式收看电视的不足。例如:目前提供央视18套北京10套和其他省卫士节目34套共计62套节目的回看节目为期一周。我们会有专业人员重新剪片安排更精确时间表和节目信息以便用户查看点播。用户不必遵守传统的时间表，坐在电视机前为某个想看的电视节目苦苦等待和长时间的广告插播，打开电视机就可以直接点击希望收看的节目，完全实现了由用户掌握获得信息的主动权。用户在使用电视回看业务就如同在自己的录像机看节目一样方便，不仅可以自由调用节目还可以对节目实现编辑与处理（如暂停、快/慢进、搜索等等）。歌华交互机顶盒向用户提供的服务还远远不止这些，还包括文化（周刊.报纸等）、健康、旅游指南、股票交易、生活缴费、电影院线、电视购物、游戏等其它功能。用户可以足不出户就可以享受歌华演播室级别的高清大片和缴纳水费电费燃气费用。因此可以说，这一技术的出现使用户可以按自己的需要来安排工作和娱乐时间，真正实现了由用户掌握收视主动权，极大地提高和改善了人们的生活质量和工作效率，对于用户来说，这是一种新的生活方式。第三章某小区VOD视频点播系统设计方案3.1设计方案是基于IPQAM双向HFC网络的视频点播系统IPQAM视频点播系统是指有线运营商通过IPQAM方式组建网络提供VOD业务的网络系统，其主要涉及：业务管理系统(BMS)、视频服务器、存储系统及内容管3理系统(AMS、节目上载系统、业务计费系统、中间件(MW)、点播应用服务器、边缘调制器设备(IPQAM)、交互数字电视机顶盒系统、IP骨干网络设备。很显然，在IPQAM视频点播系统中，IPQAM设备是组网的核心部件，IPQAM设备将HFC网络和IP网络完美结合，充分发挥两者的优势。某小区内共6栋楼房约1200户居民，如按每个光节点覆盖用户数400户计算，则需要3个光节点（3个光机）。光传输平台中光发射机覆盖3个光节点，那么光发射机覆盖用户数为1200户。假设1200用户同时开通了视频点播业务，则峰值点播率（即在同一时间有多少比例的用户在点播）为5%，那么每个光发射机需要60个并发流支持点播，每个点播流为3.75M（MPEG-2的平均码率3.75Mbps），其总带宽为225M（60*3.75M），采用的调制方式为64QAM，视频编码格式为MPEG-2，这样每个频点拥有38Mbps的网络带宽速率。进一步推算出用于视频点播的频点数为6个（225M/38M）。假设此6个频点为连续频点，此时如果选用18端口6连频的IPQAM设备，设备的频率利用率为6/6，需要设备1台。信源从前端（视频服务器和系统管理中心）把光信号通过光（发射/接收）机到各个光节点，采用星型光纤干线，共建设光节点3个（A1.A2.A3）。每个光节点到用户端之间的分配网采用树形结构的同轴电缆。每个光节点到用户之间分配网配备2台双向放大器（B1-B6）保证信号质量。分配器分支器若干(m…)，1200台机顶盒。机房前端包括视频服务器，系统管理中心和IPQAM等设备距离10公里，采用1550nm光纤传入该小区。采用HFC网络最后入户接入机顶盒。如图3-1所示。图3-1某小区地区IPQAM双向HFC网络的视频点播系统视频服务器系统管理中心IPQAM调制器10公里光机交换箱A1A2A3B1B1B1B1B1B1B2B3B4B5B6mmmmmm树形结构分配若干m.................................用户端机顶盒43.2设备的选型3.2.1视频服务器采用思华科技高性能视频服务器ContEx1830产品构成:：高密度、超高性能视频服务器系统，全业务支持，单台2U设备提供高达20Gbps的流吞吐能力和28.8T的存储容量。单台即可提供时移业务所需管理和控制的所有功能；同时支持CDN单服务节点管控功能，实现节点内的网络资源管理和内容路由选择。可以和云存储集成，在节点模式下为运营商提供大中型在线用户的交互电视服务承载。产品特点:灵活承载高标清VOD、SDV、时移回看、nPVR等多种交互电视业务全面支持Mpeg2、Mpeg4、H263、H.264等多种编码格式，支持TS、ISMA、FLV、MP4、3GP等多种文件封装格式,良好适应STB、手机、PC等多种终端类型智能适配多种终端，可根据终端能力提供不同码率不同格式的视频服务适应IP网络和HFC网络，全面支持IPTV和HFC-VOD的混合部署设备提供高达10-20Gbps的吞吐，彰显优异的集成服务能力支持集群部署，可与云存储无缝集成，支持超大存储，超高在线用户的大规模应用全面兼容Harmonic、CASA、CiscoIP-QAM、Tanberg设备功能一体化，帮助运营商快速部署业务。3.2.2用户终端机顶盒采用同州N9201CCM-V300同州N9201CCM-V300采用高性能数字电视芯片方案，支持2D图形加速；完全符合DVB-C标准；实现低功耗和真待机；支持国内各种主流CA系统和嵌入式浏览器、中间件,内置CableModem，支持各种双向业务；集成双USB2.0接口，支持多种USB扩展应用。产品特点：支持外置红外遥控接收头，支持壁挂支持高清MPEG-2、MPEG-4ASP、MPEG-4AVS/H.264解码支持IPv4支持TCP/IP,DHCP,DNS，可通过以太网口浏览网络5支持流媒体协议：RTP/RTCP/RTSP/SDP真待机、低功耗3.2.3IPQAM调制器采用数码视讯IPQAM调制器10K511数码视讯IPQAM调制器10K511是面向三网融合传输平台的广播级高品质产品，主要应用高密度邻频QAM调制技术和千兆IP传输技术提高调制器的集成度和工作效率。数码视讯IPQAM调制器，通过GbE千兆以太网IP接口，接收来自IP网络的TS流数据，然后进行IP解析、IPoverTS处理、TS路由、复用等数据处理，再进行QAM数字调制及上变频，输出用于有线电视平台传送的RF射频QAM信号。数码视讯IPQAM调制器可放置于系统前端、分前端、小区光纤干线网的任意节点上，用于实现MPEGoverIP的千兆以太网数据接收、路由、复用、加扰、调制、上变频等功能。应用于前端系统时，能够提供广播级的信号质量；应用于以VOD点播为代表的互动业务时，针对频点资源紧张、分区域频点规划的发展趋势，IPQAM能够支持远距离分布式网络应用，进而满足广大终端用户的业务需求。特点和优势：L2/L3层网络兼容性设计，方便实现业务快速分发；完备的多级安全策略，保证三网融合视频/数据的高可靠性传输；通用端口映射协议，多种灵活配置方式，广泛适应不同业务系统需求；智能化批量网管系统，方便实现大规模设备的有效管理；国际领先的射频技术，保证输出指标优异，性能稳定可靠，1U设备实现48/96频点调制输出；超强的千兆数据接收及缓存能力，可满足不同千兆IP网络抖动要求；特殊的码流溢出保护机制，保证已点播用户的正常收视，保证系统整体运行的可靠性。3.3VOD业务的实现流程及其协议应用IPQAM视频点播方式中，音视频编码协议仍然采用MPEG-2协议，传输采用HFC广播通道，业务层采用DVB协议，用户点播信息通过IP网络实现与前端的交互；视频服务器等相关部件放置在中心机房或分前端，数字电视信号的混频在前端或分前端完成；交互网络承载控制信令和交互页面，广播网络承