5G通信技術下酒店高清互動電視系統的設計

陳俊達

太原學院，山西 太原 030032

0 引言

在酒店行業競爭日趨激烈的發展趨勢下，改善酒店設施環境、提升顧客滿意度對酒店發展有重要意義。5G技術在酒店業中的應用范圍極廣，而高清互動電視系統是廣播電視在數字電視的基礎上發展起來的最重要的增值服務，將其應用于酒店管理能為客戶帶來良好的視覺體驗及住宿體驗，提升酒店服務質量[1]。酒店高清互動電視系統是一種以雙向網絡為基礎的全新互動電視服務，不僅能為酒店客人提供更多的節目頻道與更好的直播質量，還能通過視頻點播、高清互動節目及信息服務等互動節目來吸引顧客。酒店高清互動電視系統的應用既提升了酒店的檔次，還為酒店帶來了經濟效益，故高清互動電視系統具有很大的發展潛力，并成為酒店網絡互動電視業務運營的新亮點[2]。

文章從經濟效益較高的酒店行業入手，在5G通信技術的協助下，構建了高清互動電視系統，主要從系統架構、視頻服務器工作模式及機頂盒接入方式三方面分析了該系統，以期提升酒店檔次，使酒店迅速占領客戶市場，走出一條有特色的增值業務道路。

1 5G通信技術對酒店業發展的重要性

通信技術的發展速度，在十年左右的時間內發生了質的變化。2018年8月，我國許多發展較快的重要城市率先成為5G建設試點城市，這一舉措也推動5G通信技術進入了新的發展階段。通信技術與通信體系的不斷變化與創新發展為各行各業帶來了發展機遇與挑戰，酒店業作為最具發展活力與潛力的新興產業之一也不例外[3]。在5G時代，酒店業若能利用5G通信技術帶來的優勢創新酒店環境設施、酒店系統等，將會在通信技術變革中成為獲益者。利用5G技術可以實現數據、音頻、高清圖像和視頻等的高速傳輸，可以提升酒店的服務管理水平，如使用網絡電視取代傳統的有線電視等，在4G大范圍普及的背景下，利用5G通信技術的變革，可以為酒店業帶來新的發展機遇[4]。

2 5G通信技術為酒店業帶來的優勢

（1）5G通信技術的應用可以有效避免酒店客人個人信息的泄露。現代信息趨于透明化，人們的個人隱私信息不斷被泄露，而5G技術的安全加密性能強，可以在最大程度上降低酒店客人個人信息泄露概率，對提升酒店形象有極大幫助[5]。

（2）5G通信技術的應用有助于加強物物互聯。傳統酒店的內部聯系大多依托于對講機等物品，此類產品對距離要求較高，受諸多因素影響，而5G通信技術的應用可以實現多臺設備的同時連接，實現多個主體間的實時互動。

（3）5G通信技術可以助力酒店提供更加人性化的服務。例如，利用5G通信技術，酒店可以提供高質量的實時線上會議，構建全息場景、3D星空展覽館等，以及提升酒店泳池、餐廳、宴會等多種活動場所的檔次。

（4）利用5G通信技術可以提升酒店客人的服務體驗。在酒店接入5G通信網絡，可以幫助酒店實現對Wi-Fi、音箱、床、燈等酒店設施的智能聯網控制，提升用戶的居住體驗感[6]。

3 基于5G通信技術的酒店高清互動電視系統的設計

3.1 系統架構

5G技術是視頻社交、物聯網、云計算、人工智能等技術新產業的基礎。目前，其網絡傳輸速率在28 GHz波段下可以達到1 Gbps，在網絡擁堵情況下，5G網絡的傳輸速率依然能夠達到4G網絡的4倍左右。融合5G技術的酒店高清互動電視系統的架構如圖1所示。

圖1 酒店高清互動電視系統架構

為支持視頻點播及其他媒體的應用，酒店高清互動電視系統的承載網絡統一使用內容分發網絡（CDN）。該網絡具有較強的可擴展性，不僅可以支撐媒體類電視節目的應用，還支持電視郵箱、購物、競猜等數據類的應用以及瀏覽類的應用，如生活信息頁面等。作為大規模部署的保證，酒店以統一的電視門戶為基礎，以電視機為終端，構建了酒店信息化綜合平臺。在業務接入方面，酒店高清互動電視系統通過HFC與5G網絡進行網絡傳輸，可以通過任何IP網絡傳輸數據，并通過有線電纜調制解調器實現IP的回傳。只需在酒店房間布置1根線，便能開展多種業務，如互動電視、寬帶上網等，這也是酒店高清互動電視系統核心競爭力的體現[7]。

酒店高清互動電視系統主要由以下三個部分組成。（1）前端系統：前端系統主要包含管理系統結構、數字電視前端、存儲系統三個部分。（2）傳輸網絡：傳輸網絡主要包括系統的骨干傳輸網絡、HFC及IPQAM設備。通過骨干傳輸網絡能夠將前端點播流推送到各前端的IPQAM設備，經過調制的射頻信號混入HFC與5G網絡并發送到客戶機頂盒，并通過IP通道實現雙向控制信令的傳輸。（3）終端：終端機頂盒主要分為內置與外置電纜調制解調器兩種，通常使用的是內置電纜調制解調器的一體機[8]。

3.2 視頻服務器工作模式

現階段，高清互動電視系統中專用的視頻服務器的成本都較高，基于此，Wave開發了一種基于標準服務器的低成本視頻點播集群解決方案（VOD服務器集群），以滿足中小型酒店建設高清互動電視系統的需求，其架構如圖2所示。

圖2 VOD服務器集群

在VOD服務器集群中，所有的視頻節目資源都會被儲存在后端服務器中，而點播節目被存儲在各個服務器的硬盤中。在前端，由多個視頻服務器將VOD服務提供至機頂盒，視頻服務器和后端存儲服務器之間的連接可以通過FC實現，程序可以根據酒店客戶的要求把節目資源從存儲服務器導入視頻服務器。具體的調度模式如下：EPG服務器實時記錄在線點播情況及節目存儲情況，當酒店客戶點播的視頻節目不在存儲器中時，選擇一個較空閑的、能訪問寬帶的服務器，將其從后端存儲器導入程序，并同時開始傳送視頻流，若硬盤運行空間不足，需刪除長時間沒有被點播的節目；當酒店客戶點播的視頻節目集中在一個服務器上，且已經達到負載閾值時，該服務器上的按需程序的新請求將直接發送到一個負載較輕的服務器，后者將通過后端服務器提供程序副本，即一個程序的最大副本數，可以在其他有并發需求的服務器上主動建立新服務器；當程序的并發視頻點播數量與服務器的承載能力接近時，需要在負載最小的服務器上創建程序副本來保證熱播視頻點播服務的穩定[9]。

3.3 機頂盒接入方式

高清互動電視系統使用雙模機頂盒，將其連接至有線電視，可以觀看數字電視。為了實現視頻節目的點播，需要將機頂盒連接至IP網絡。雖然雙模機頂盒有接入功能，但目前該領域的BRAS模型與網絡不適應，在視頻流量較大的情況下會給網絡帶來壓力。因此，針對機頂盒采用以太網直接承載IP的方式，以實現現有寬帶網絡的接入，使寬帶網絡能夠同時裝載數據和視頻業務，且在應用中不會相互干擾。在初期用戶量不多時，網絡電視服務器可以通過視頻交換機直接連接到核心交換機，將訪問互聯網的PPPoE數據流與機頂盒的視頻流分離；隨著酒店客戶數量的增加，網絡電視服務器在融合開關中將視頻和PPPoE數據分離，以保證機頂盒的按需帶寬。隨著酒店高清互動電視系統的發展及用戶數量的增加，加上對光纜的應用不足，以以太網為基礎搭建的寬帶網絡的帶寬將出現嚴重缺陷，故必須升級寬帶網絡。

現階段，無源光纖技術（POF）是促進城域網升級轉換的主要技術，有著可擴展性好、帶寬高及承載業務量大等優勢。同時，吉比特無源光網絡（gigabitcapable PON, GPON）與以太網無源光網絡（ethernet passive optical network, EPON）相比，在傳輸距離與效率方面都顯示出較大的應用優勢。利用GPON對城域網進行改造升級只需要改變中間傳輸鏈路中的數據鏈路層，不會影響用戶與頭端接入。故設計的高清互動電視系統采用了GPON對城域網進行改造，確保可以通過PPPoE模式實現PC機的接入，通過IP模式實現機頂盒的接入。GPON改造后的城域網架構如圖3所示。

圖3 GPON改造后的城域網架構

4 結束語

基于5G通信技術的酒店高清互動電視系統的設計是一項綜合性的工程，其系統結構必須具有靈活性與完整性，系統的運行必須具有安全可靠性，視頻節目等內容要具有吸引力。通過搭建具有核心競爭力的酒店高清互動電視系統，能夠使酒店快速占領行業內的客戶市場；采用獨特的方式開發增值服務，可以為酒店帶來良好的社會與經濟效益。

在高速發展的時代，物聯網衍生出的5G通信技術為酒店業帶來良好的發展前景，如何利用通信技術為酒店創造發展機遇是酒店面臨的一大難題。順應5G通信技術的發展，可以為酒店帶來最大收益，提升酒店的服務質量。