淺析雙向數字電視網個性化視頻點播設計方案及實現

摘 要：該文主要對現有VOD系統今后的發展進行了初步的討論和探索，為數字電視雙向互動業務技術應用提出一個新的方向，以提高有線電視運營商的競爭力。

關鍵詞：個性化EPG 視頻點播 雙向互動業務

中圖分類號：TN943文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02

VOD系統，全稱Video on Demand，即按需要的視頻流播放系統，是一種互動式點播系統，即視頻點播。VOD系統將多媒體圖文、視頻、音頻素材等存儲于媒體服務器中，客戶可隨時地通過網絡義互式查詢點播服務器中的多媒體文件。每當一個用戶向服務器提出請求，就有一個視頻流從服務器端以流式傳輸到客戶機，在客戶機通過軟硬伯解壓，實現實時的視頻回放。[1]

個性化視頻點播是在VOD應用上的一個拓展，利用現有的交互式高清機一體機（STB+CM合而為一），不占用頻道資源的前提下，根據用戶的需求為集團用戶打造他們自已的個性化視頻點播，構建集團內部的電視臺。

1 個性化視頻點播設計方案構建

1.1 基于IP技術的雙向網絡傳輸結構

在雙向數字電視網中，內容的發布者和終端用戶之間存在兩條傳輸信道，一條信道為HFC單向傳輸信道，另一條是經過雙向網絡改造后的IP信道，如圖1所示。[2]它的傳輸流程為：廣電網絡公司把節目源打包成MPEG TS流，通過SDH網絡送達各地前端機房，經過QAM調制，混合，放大，經HFC網以廣播的方式到達用戶終端機頂盒（STB）；終端用戶通過CM（cable modem）掃描下行通道，獲取上行參數，經過頭端設備CMTS進行會話，建立IP連接，中心機房通過IPQAM把用戶的需求推流到用戶終端設備，完成對話。

針對廣電網絡的實際情況和目前用戶的需求，CMTS+CM模式基本能很好滿足用戶實際的帶寬需求，但在改造過程中需嚴格按照網絡規范來實施。以美國卡薩系統公司的CMTS設備為例，其最大下行速度可以達到1.6 G，支持16個上行通道綁定，最大上行速度可以達到480 m，目前與支持4個通道綁定的modem測試的結果已經達到了下行150 m，上行100 m，突破傳統CMTS的帶寬瓶頸，能夠提供等同于光纖接入的帶寬。

1.2 基于web服務平臺的個性化VOD

電子節目菜單，英文是Electronic

ProgramGuide，簡稱EPG。EPG系統的界面與Web頁面類似，在EPG界面上一般都提供各類菜單、按鈕、鏈接等可供用戶選擇節目時直接點擊的組件；EPG的界面上也可以包含各類供用戶瀏覽的動態或靜態的多媒體內容。

個性化的實質是針對性，即不同的用戶采取不同的服務策略，提供不同的服務內容。個性化分為初級及高級兩種，初級由系統在電視菜單提供選項，由用戶通過選擇對菜單的內容或形式進行定制，高級則是系統具有主動學習功能，通過分析概括用戶行為，自動實現某種程度的個性，其最直接的實現方式是用戶通過機頂盒瀏覽菜單時，由系統自動向用戶推薦相關的內容或用戶感興趣的的頁面，主動為用戶導航。該文主要針對第一種情況進行闡述，即初級形式。

個性化電子節目菜單是運營商專為客戶制作的機頂盒播放畫面。通過個性化頁面生動形象地將客戶提供的相關內容直觀、清晰地展現出來，滿足客戶對企業文化展現、信息服務提供及對外宣傳的需求。個性化電子節目菜單由運營商負責制作提供，客戶負責提供頁面素材。

1.3 業務運營支持系統

業務運營支持系統，簡稱BOSS系統（Business Operation Support System），它融合了業務支撐系統（BSS）與運營支撐系統（OSS），是一個綜合的業務運營和管理支撐平臺，同時也是真正融合業務的綜合管理平臺。

個性化EPG制作完成后，需在BOSS系統后臺對頁面數據進行配置封裝，把原來定義好的集團號頁面與BOSS系統關聯，并對上傳的頁面進行測試，測試通過后即可在前臺進行授權。

目前，廣電網絡電視系統的業務運營支撐系統能完成廣電網絡互動電視業務的營業受理、用戶管理、計費管理、賬務管理、工單管理以及內容服務訪問控制等功能，是系統實現“可運營、可管理”的關鍵。

1.4 本地服務系統

1.4.1 CMTS+CM系統

CMTS，是英文Cable Modem TerminationSystem 的縮寫。它是電纜調制解調器終端系統，是連接有線網絡和數據網絡的關鍵設備系統，通常放置在有線網絡的前端設備里。CM，是Cable Modem的縮寫。安是線纜調制解調器，CMTS 通過HFC發送和接收數字線纜調制解調器信號，接收從用戶的線纜調制解調器發來的信號，將信號轉換成IP 包，然后將信號按一定路由發送給運營商，連接Internet。CMTS還能將信號下行發送到用戶的線纜調制解調器。線纜調制解調器之間不能互相直接通信，必須通過CMTS 才能溝通。[3]

廣電網絡的接入網改造技術主要有兩類，一類是CMTS+CM，一類是EPON技術。

CMTS+CM的優勢：高度集中，除了前端的CMTS和用戶端的CM外，沒有其他的有源器件，因此，管理和維護上來說相對比較簡單。技術標準及產品較成熟，在低開通率的情況下，前期投入

較少。

CMTS+CM的劣勢：由于HFC星-樹形結構，造成上行噪聲匯聚，給網絡的維護造成較大的難度，同時HFC網絡上行網絡設計和同軸電纜接頭質量要求較高，而維護和運行故障排除需要的技術支撐在短期內也難一一解決。

通過CMTS+CM系統能及時處理用戶點播、時移電視、互動游戲等上傳信號，從而向用戶提供全方位的個性化視頻點播、互動游戲、IP 語音電話及其他寬帶服務。

1.4.2 視頻服務器

視頻服務器是一種對視音頻數據進行壓縮、存儲及處理的專用計算機設備，它在廣告插播、多通道循環墊播、延時播出、硬盤播出及視頻節目點播等方面都有廣泛的應用。視頻服務器采MPEG—2等壓縮格式，在符合技術指標的情況下對視頻數據進行壓縮編碼，以滿足存儲和傳輸的要求。它使用SCSI接口硬盤或FC接口硬盤作為視音頻數據的在線存儲器。具有多通道輸入輸出、多種視音頻格式接口。可配備SCSI、FC等網絡接口進行組網，實現視音頻數據的傳輸和共享。

1.4.3 FTP 服務器

FTP的全稱是File Transfer Protocol（文件傳輸協議）。是TCP/IP 協議組中的協議之一。

FTP就是完成兩臺計算機之間的拷貝，從遠程計算機拷貝文件至自己的計算機上，稱之為“下載（download）”文件。若將文件

從自己計算機中拷貝至遠程計算機上，則稱之為“上載（upload）”文件。

FTP服務器能比較有效地把用戶訂制的個性化EPG頁面、視頻文件快速地上傳至流服務器中，用戶在家中通過機頂盒（STB）就能看到訂制的頁面。

1.4.4 DHCP

DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol 之縮寫，它分為兩個部份：一個是伺服器端，而另一個是客戶端。所有的IP網路設定資料都由 DHCP伺服器集中管理，并負責處理客戶端的 DHCP要求；而客戶端則會使用從伺服器分配下來的IP環境資料。DHCP 透過“租約”的概念，有效且動態的分配客戶端的 TCP/IP設定。

DHCP 的分配形式：首先，必須至少有一臺 DHCP工作在網路上面，它會監聽網路的 DHCP請求，并與客戶端搓商 TCP/IP 的設定環境。它提供兩種 IP 定位方式：自動分配（Automatic Allocation），其情形是：一旦 DHCP 客戶端第一次成功的從DHCP 伺服器端租用到IP位址之后，就永遠使用這個位址。動態分配（Dynamic Allocation），當 DHCP第一次從 HDCP伺服器端租用到IP位址之后，并非永久的使用該位址，只要租約到期，客戶端就得釋放（release）這個IP位址，以給其他工作站使用。

DHCP的操作可以歸結為4個階段，即IP租用請求、IP租用提供、IP租用選擇、IP 租用確認。

1.4.5 數字電視機頂盒（STB）與邊緣QAM（IPQAM）

交互式數字機頂盒（STB）是個性化視頻點播系統中與電視機連接的網絡終端設備，基本功能是接收數字電視節目，同時具有交互式多媒體應用功能，通過內嵌的瀏覽器為用戶提供一個版塊清晰，可以快速訪問電子節目菜單（EPG），針對不同的網絡用戶，版塊功能設置菜單不同，即個性化EPG，是新一代數字業務的實現關鍵。

IPQAM調制設備集“復用、加擾、調制、頻率變換”功能為一體，它將DVB/IP自IP骨干網輸入的節目流重新復用在指定的多業務傳輸流中，再進行QAM調制和頻率變換，輸出RF。

1.5 視頻點播的實現

（1）客戶端通過互動機頂盒終端，登錄視頻節目點播界面，向用戶認證和計費子系統申請點播請求。

（2）用戶認證和計費子系統把用戶提供的信息（如用戶名、密碼），和數據庫內已有用戶信息進行比較，若正確，用戶就通過了用戶認證，并記錄用戶登錄的信息。

（3）用戶通過認證后，即可測覽、查詢和點播節目。

2 個性化EPG制作

（1）收集用戶信息

收集用戶信息是個性化電子節目菜單和第一步，收集用戶信息的好壞將影響到用戶最終的顯示頁面。

（2）建立用戶集團號

以電視網站的建設為基礎，需在廣電網絡多媒體系統為需要該項服務的企業建立相應的集團號，以方便機頂盒在眾多的面面中識別該企業的頁面。

（3）HTML技術簡介

HTML（HyperTextMark-upLanguage）即超文本標記語言，是SGML（標準通用標記語言）定義下的一種描述性語言。HTML非常簡單，只是由文字及標記組合而成，易于掌握和使用并容易實現。HTML的結構包括頭部（Head）、主體（Body）兩大部分，其中頭部描述瀏覽器所需的信息，而主體則包含所要說明的具體內容。通過HTML技術，各個行業能夠定義自身特征的標記語言，為以WEB2.0為基礎的電視用戶追求先進功能提供了容易實現的基礎。

3 意義

當前廣電的VOD點播系統，片源內容的獲取與發布均由廣電網絡來主導，廣電網絡需花費大量的資金來購買片源，引入第三方媒資，以出租服務器容量的方式，把Web2.0特征的VOD系統將web2.0的相關概念引入VOD系統中，強調在有線電視運營商主導視頻點播業務的同時，適度加入普通大眾的參與，開辟專屬的用戶區域或服務，使有線電視網絡從單純的“閱讀式的有線電視”變成用戶適度參與的“可讀寫式的有線電視網絡”。[4]

任何技術的應用都是手段，如果離開了應用的目的而討論是沒有任何意義的。廣電網絡公司通過個性化EPG這個項目，針對不同的集團用戶，給客戶提供一個虛擬頻道，在不占用有限的頻道資源，以出租VS服務器容量的方式，為集團構建自已內部電視臺。其次，隨著個性化EPG集團用戶的增加，能方便地擴大自已的IDC，把企業的視頻網站放在廣電網絡機房，極大地減少了廣電運營成本。最后，在現有的雙向網絡的基礎上，通過個性化EPG業務的開展是和 IPTV進行直接抗衡的一個有效手段。

參考文獻

[1]周榮波，李峰雨.VOD系統的設計和實現[J].北京：開發研究與設計技術，2007（5）：1332-1333.

[2]齊志峰，王蜀洪.雙向數字電視網安全解決方案的設計與實現[J].中國數字電視，2010，7（68）：67，68.

[3]康晉峰.淺談有線互動電視及其業務應用[J].山西科技，2010，25（4）：140-141.

[4]孫鑫.Java Web開發詳解[M].北京：電子工業出版計，2006，4.