双向互动数字电视平台整体解决方案.docx

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双向互动数字电视平台整体解决方案

双向互动数字电视平台

整体解决方案

目录

前言2

一．某有线电视互动平台简介4

1．关于某数字有线电视互动业务整体解决方案4

2．方案技术核心——BroadCable™双向网络传输改造技术4

3．方案业务核心——VOD业务6

4．市场需求6

二．BroadCable™解决方案简介8

1．有线电视网络的业务需求与网络现状8

2．BroadCable™双向传输网络介绍10

3.BroadCable™双向传输解决方案的特点14

三．VOD业务平台解决方案简介16

1．某VOD系统主要特点16

2．系统构成17

3．系统结构19

4.双向互动平台的业务应用范围23

前言

某的有线电视互动平台解决方案是目前国内唯一的整体解决方案，它有效解决了目前国内有线电视运营商实施数字化整体转换所面临的几大问题：

Ø双向机顶盒成本问题

某提倡的做法是“一步到位，双向平移”，即直接用支持双向业务的数字机顶盒实施整体转换，这是能够保证转换后业务效果的一个主要因素。

某目前能够以接近单向数字机顶盒的成本提供支持各种双向业务的增强型数字机顶盒（含Modem），而其支持的业务与现有的单向业务有着巨大的差别；

Ø双向网改成本和工程量问题

某目前所推出的双向网络传输技术能够适应我国有线电视网络的发展现状，此技术不要求实施大量的网络改造特别是入户网络的改造，因此其改造速度能够得到有效保证，并且其改造成本也是目前国内所有双向网改技术当中最低的一种，户均改造成本仅为几十元人民币；

某还将有线电视运营商所能够开展的互动业务予以有效地甄别，将互动业务分为视频类业务和数据类业务两种，并且将视频类业务作为运营商在未来的至少五年时间当中的主要业务来对待（因为数据业务将直接面对电信运营商的竞争，要从接近饱和的ADSL市场中争抢用户，同时数据接入业务的出口一般掌握在电信运营商手中，因此目前暂不把数据业务作为广电运营商的主营业务）。

基于这种分类，某所推出的回传解决方案中，用户端Modem设备也分为了两种，一种支持视频类业务，另一种支持数据业务，前者的成本远低于后者。

而平移时与机顶盒搭配发放的，就是前一种支持视频类业务的Modem，这样既能够保证平移后的业务开展，又能够有效降低平移总成本。

Ø互动平台前端成本问题

目前国内基于有线数字电视的双向业务开展还受到了互动业务平台前端成本的影响，目前仍旧是一些国外厂商占据市场主流，前端平台搭建成本高得惊人，同时与运营商现有的基础业务平台的集成工作也十分巨大。

某所推出的互动平台前端设备具有更高的性价比，其平均每个点播流成本较之国外设备要节约50％以上，同时还具有极好的开放性和可集成性。

某倡导的理念是将有线电视数字平台作为交互式媒体来运营。

围绕未来数字有线电视的三大技术支撑点：

双向传输、浏览器导航和视频流下发，有线电视运营商可以充分发挥自己的想象力来规划未来的业务。

一．某有线电视互动平台简介

1．关于某数字有线电视互动业务整体解决方案

某科技有限责任公司推出了针对有线电视运营商的数字电视互动业务整体解决方案，该方案涵盖了数字电视前端、有线电视网络双向传输设备和用户端数字机顶盒设备，该方案的核心是基于BroadCable™技术的有线电视网络双向传输平台，目前最主要的业务应用是时移电视、视频点播（VOD）业务，借助此平台还可以开展数据广播、上网以及VOIP等业务。

2．方案技术核心——BroadCable™双向网络传输改造技术

有线电视网开展互动数字电视业务的核心问题在于双向传输通道，目前已开展双向业务的有线电视运营商，其网络的双向传输一般是基于有线网回传或者是基于五类线回传，其中基于有线网回传的技术又主要采用基于DOCSIS标准的CableModem技术或者基于EPON的EoC技术。

但是由于客观条件所限，以上几种双向回传方案在国内均未得到很好的应用，其可推广性较差。

A．关于CableModem回传方案

前些年我国有线电视网络的双向传输改造均采用国外DOCSIS技术，由于该技术为国外厂商所拥有，存在着高昂的专利授权费用，且该技术的采用多服务于高端应用，因此要求的改造成本巨大，户均改造成本可达数百元乃至上千元不等。

此外，DOCSIS技术的回传通道采用的是65MHz以下的低频段，由于我国有线网络特征与国外有线网络特征有较大的不同，分配网的质量较差，就导致了该技术在我国的应用效果不甚理想，由于“漏斗效应”的存在，回传通道易受干扰造成“掉线”，且更换线路放大器和入户线缆等工程量大，改造周期拖长。

B．基于EPON的EoC方案

EoC方案得以实施的前提是具有一个EPON结构的光纤网，这本身对有线电视运营商的网络改造投入已经提出了很高的要求，同时EoC要求有楼宇集中分配的同轴网结构，于是又会带来极大的分配网改造工程量，并且无源EoC入户传输数据采用的基带方式，易受电磁干扰，传输效果难以保证，而有源EoC虽采用了调制技术能够较好地提升抗干扰能力，但是其关键设备的价格较高，会造成资金投入过大。

对于目前人力、财力、物力都比较紧张的有线电视运营商而言，EoC并不能算是一个理想的双向网改方案。

C．五类线回传方案

基于五类线或者电话线回传的方案，由于其要求五类线入户或者与电信运营商展开比较密切的合作，前者同样要求比较大的入户网络改造投入，后者在有线运营商的业务与电信运营商的业务发生竞争的时候会导致有线运营商居于不利地位，因此五类线回传方案在当前我国的大环境中并不具有普遍推广的意义。

D．BroadCable™技术

相比较DOCSIS和EoC技术，BroadCable™是一项真正适合国情的技术，该技术的主要特点在于应用独特的射频调制、解调技术，极大提升有线网络双向通讯的抗干扰特性，能够在无需更换入户电缆的情况下很好地保证回传信号的质量，现有所有网络设备无需更换与升级，避免了因更换设备而造成的浪费。

应用BroadCable™技术实施有线电视网的双向传输改造，其户均成本几十元，同时能够避免DOCSIS和EoC技术实施当中所要求的更换放大器、更换入户电缆、楼宇分配网改为集中分配等工程量。

BroadCable™技术的实施主要有三部分内容：

首先是用户端机顶盒连接一个回传调制解调设备（简称CM-V），其次是末级放大器连接一个回传网关设备（GW-2），如果线路上有多级放大器，则对每一级放大器并联旁通设备（GW-P）最后在光节点下连接一个汇聚回传网关设备（GW-1）。

可以看出，BroadCable™技术的实施，完全避免了对线路由其是入户网络的改造，因此其能够快速实施并根据有线电视网络的实际情况进行灵活调整部署。

BroadCable™解决方案充分考虑到国内广大网络运营商的现状，根据不同的网络状况提供相应的最佳部署方案；同时，从设备上实现窄带到宽带无缝升级，使运营商可以先期开展基于CATV的互动业务，未来平滑过渡到上网、VOIP等宽带业务。

3．方案业务核心——VOD业务

BroadCable™技术的应用，使得有线电视运营商能够摆脱双向网络改造的巨大成本所形成的束缚，开展真正具有盈利性的各种数字电视互动业务，目前基于BroadCable™技术所完成的业务应用主要是视频互动点播（VOD）业务。

VOD业务即电视用户以点播的形式收看各类影视剧节目，通过其家中的数字机顶盒，电视用户可以在VOD系统的节目库当中按照不同的分类原则查找和收看其感兴趣的视频节目，并为之支付相应的费用。

同时提供的VOD后台业务管理系统，实现用户鉴权、多种计费策略、片源自动分发、目录页面生成等功能。

使系统真正成为可管理、可运营的完整平台。

VOD业务还能够进一步衍生时移电视业务，比如可以向用户提供40个频道、72小时时移的业务，即电视用户可以在这40个频道之中任意选择过去3天之内的节目，并且可以对节目进行快进、快退、暂停等操作。

有了时移电视系统，电视用户因为出差、应酬、加班或者睡懒觉而错过的电视剧、新闻时事、体育比赛等都可以完整收看。

除了VOD业务和时移电视业务，某提供的基于CATV网络的统一接入双向互动增值业务平台，使运营商开展丰富的双向互动业务成为现实。

该平台类似目前在电信行业成功运营的SP统一接入架构，是广电运营商未来不断推出新业务、提高收入、最大发挥效益的关键。

在这个互动增值业务平台之上，有线电视运营商还能够开展电视购物、电视投票、远程教育、实时收视率调查、网络游戏、Internet接入等紧密围绕有线电视网络双向传输平台的各种业务。

4．市场需求

某数字有线电视互动业务整体解决方案的市场需求巨大，这一方面是由于其支撑的业务具有良好的盈利性，另一方面也是因为国内有线电视运营商目前的竞争环境正在恶化。

（1）满足电视用户的消费偏好

互动业务以点对点传输的形式，将电视用户被动收看的状态改变为主动收看，迎合了电视用户的消费偏好，因此具有良好的盈利性。

国外有线电视运营商开展VOD等互动业务已有多年，VOD业务已经成为其主营业务，构成了主营业务收入的40％乃至更高的比例，并且通过此类业务，还很好地提升了电视用户的保持率，参照国外运营商的经验不难估计我国VOD业务的市场前景。

此外，在我国存在着规模庞大的视频租赁市场，VOD类业务完全能够替代视频租赁业务，且更加方便快捷，完全抢占视频租赁的市场份额将只是一个时间问题。

（2）为有线电视运营商解燃眉之急

我国有线电视运营商的竞争环境正在恶化，这是造成某数字有线电视互动业务整体解决方案需求旺盛的主要原因。

由于移动通讯运营商的业务不断推陈出新且移动通讯成本大幅度降低，为了规避移动运营商的竞争并寻找新的业务亮点，固话运营商转向原属于有线电视运营商的视频业务发展。

随着政策的逐渐放开，中国网通、中国电信的IPTV业务已经在哈尔滨、上海等大中城市纷纷开展，面对IPTV这种具有实时、互动特性的视频业务，有线电视运营商原有的单向视频传输业务毫无优势可言，原有的电视用户正在逐渐流失，而且有线电视运营商的资金实力、业务水平、管理能力都与电信运营商存在较大差距。

在这种情况下，有线电视运营商唯一能够利用的是自身网络的带宽优势，VOD业务是能够将这种优势发挥到极至的最佳业务。

凭借有线电视网络860M带宽以及在小区节点上可实施的频分复用，有线电视运营商能够向为数众多的电视用户分发各不相同的、清晰流畅的视频节目，而电信运营商受到固话网络的带宽限制，其IPTV业务将难于在图像清晰度、点播响应速度等方面与有线电视运营商所开展的VOD业务相竞争。

（3）小结

国内众多有线电视运营商早已认识到了出路所在，一直限制其无法真正开展数字电视互动业务的瓶颈就是双向传输改造的成本过高、工程量过大。

某数字有线电视互动业务整体解决方案的适时推出，凭借其优异的性价比和良好的业务承载能力，将能够在我国有线电视数字化进程当中扮演重要的角色。

二．BroadCable™解决方案简介

某为有线电视运营商所打造的数字有线电视VOD业务整体解决方案由两部分构成：

基于BroadCable™技术的有线电视双向传输平台和以VOD业务为主的数字电视互动业务平台。

其中，基于BroadCable™技术的有线电视双向传输平台是整个解决方案的核心。

1．有线电视网络的业务需求与网络现状

BroadCable™双向传输平台的组网方案十分灵活，可以针对有线电视运营商的不同业务需求以及不同的网络构成而有所变化，因此能够更好地适应客观条件。

本节将对不同的业务需求和网络状况进行简单分析。

（1）有线电视网络的业务分类与特点

BroadCable™双向通信解决方案按照对业务类型的支持分为两种类型：

I类业务和II类业务。

两类业务的差别及技术需求如下：

A、Ⅰ类业务（面向有线电视的双向互动增值业务，统称窄带业务）：

包括VOD视频点播、实时收视率调查、电视投票、电视互动游戏、信息查询、电视购物等。

本类业务的特点是：

◆上行数据传输量低：

以VOD业务为例，一个正常、完整的VOD业务流程只需要在10－20秒内回传3－8次上行控制信息，每次最多需要16个字节。

因此，共最多需要上传128个字节。

◆实时要求低：

从用户在终端的操作到获得响应，1、2秒是用户可以接受的。

◆上行数据突发性低：

由于从数字电视机顶盒上回传信息量小，并且由于用户通过遥控器等外设操作，多用户同时上传的几率较低。

因此，上行数据的突发性低。

◆下行数据通常是音视频信息：

可以充分利用机顶盒的高频头解调功能，直接接收、过滤下行数据，通过嵌入浏览器实现数据交互。

B、Ⅱ类业务（VOIP语音与上网数据业务，统称窄带业务）：

本类业务的特点是：

◆上行数据传输量较高：

由于存在用户上网发送邮件以及一些P2P类业务，要求的上行数据量显著增大。

◆实时性要求高：

对于一些实时性业务，如VOIP电话，回传的时效性直接影响通信质量，要求响应时间小于100ms。

◆上行数据突发性高：

由于存在单用户大数据量发送与多用户的并发概率高，因此，上行数据的突发性高。

（2）结论（技术要求）

◆对于Ⅰ类业务：

保障多个终端用户共享网络较低的带宽既可支持。

假设50个用户进行VOD点播，在10－20秒内，上行的总数据量需求是6.4Kbytes。

如果上行的速率为100Kbps，一个消息（16Bytes）的上行传输时延为1.28毫秒。

因此通信时延主要考虑通信协议与设备处理的时延。

◆对于Ⅱ类业务：

参考其它宽带接入方式，如ADSL，通常情况下，保障共享上行物理通道的单用户达到100kbps以上，基本可以满足用户的需求；对于语音类等实时性业务，必须提供QOS传输保障。

（3）广电CATV网络的现状与差别

◆目前的CATV网络普遍采用HFC架构，但同轴电缆的主干与分配网的结构、设备、线缆质量规格不一。

放大器多为单向，分支、分配器级别较多。

单光节点下的用户数目多。

这种网络由于光节点下的设备与用户较多，对回传信号的电平衰减与噪声干扰比较大，尤其是解决噪声汇聚问题是回传通信的关键。

◆部分CATV网络采用了EPON结构：

光纤直达楼头，光节点下的同轴电缆分配网无需安装放大器，只有少量级别的分支、分配器。

单光节点下的用户数目少。

该类型网络对回传信号的电平衰减与噪声干扰比较小。

2．BroadCable™双向传输网络介绍

基于BroadCable™技术的有线电视双向传输平台分为窄带、宽带两种方案。

其中窄带接入方案可以满足包括VOD在内的基于电视的各种双向互动业务，宽带方案可支持包括Internet接入、VoIP等双向数据业务。

根据其应用网络的不同又分为应用于HFC网络结构和EPON网络结构。

（1）BroadCable™双向传输网络结构图

在有线电视网络中，影响回传通信的最大因素是来自上行噪声汇聚问题，而噪声很大程度上来自用户端的各种电器辐射、家居装修改造等。

这些噪声不仅影响用户本身，同时通过树型分配网干扰其它分支。

为避免噪声汇聚问题，BroadCable™回传解决方案的核心思想是在用户端应用特有调制解调设备对上行数据信号进行调制，应用专有通讯技术，可有效防范汇聚噪声对信号的干扰而无需更换入户电缆，在末级放大器位置通过信号解调、数据再生的方式，消除噪声汇聚的问题，网络之中的放大器设备可采用跨接设备解决单向放大器对上行信号的隔离问题，从而避免了更换放大器或者添加双向传输放大模块。

A、HFC网络架构

对于HFC网络，通常在分配网中含多级放大器。

从末级放大器到光节点的回传通路，针对不同的业务应用，可以采用以下典型方案：

◆窄带业务应用

此方案适用于各种同轴分配网。

特点是成本低、系统简单、易维护，只需在末级放大器后添加GW-2-N设备，在光节点后添加GW-1-N设备，并对原有各级放大器进行逐级跨接（连接GW-P设备）即可。

用户端使用CM-N（也称CM-V，指服务于VOD类业务）可参与VOD、时移电视、电视购物等窄带业务。

HFC网络窄带业务应用的网络改造示意图如下：

◆宽带业务应用

宽带业务应用的网络结构与窄带业务应用相同，只是光节点后连接的是服务于宽带业务应用的GW-1-B，末级放大器后连接的是GW-2-B，电视用户可使用CM-B（也称CM-I，指服务于Internet类业务）享受到Internet接入等宽带业务。

HFC网络宽带业务应用的网络改造示意图如下：

B、EPON网络架构

◆窄带业务应用

对于EPON网络，通常在分配网中无放大器。

因此，接入网关可以部署于ONU单元之后。

EPON网络窄带业务应用的网络改造示意图如下所示：

◆宽带业务应用

宽带业务应用网络结构与窄带业务应用相同，只是ONU单元之后所连接的是GW-2-B，而不是仅支持窄带业务应用的GW-2-N，电视用户使用GW-B可以享用各种宽带业务应用。

EPON网络宽带业务应用的双向改造示意图如下：

（2）BroadCable™双向传输平台设备构成（窄带方案）

基于BroadCable™技术的有线电视双向传输平台（窄带方案）由以下设备构成：

◆窄带线路端接入网关——GW-1-N

窄带线路端接入网关（GW-1-N）置于光节点之后，与分配网中各窄带网络端接入网关（GW-2-N）通讯，对其信号进行汇聚和交换，并由光模块（光纤收发器）将其信号转为光信号送至光传输网络。

EPON网络结构下，不需要放置线路端接入网关。

◆窄带网络端接入网关——GW-2-N；

窄带网络端接入网关（GW-2-N）置于末级放大器后，到用户端通过同轴电缆与窄带回传猫（CM-N或称CM-V）通讯，对来自用户端的上行信号进行数据再生,并通过同轴电缆上传（放大器需添加旁通设备GW-P）至光节点处的窄带线路端接入网关（GW-1-N）。

◆终端设备——窄带回传猫CM-N（或称CM-V）；

与窄带接入网关（GW-2-N）通讯，将机顶盒发出的回传指令调制为射频信号进行传输，接收窄带接入网关（GW-2-N）通讯发送的数据，解调后传递给机顶盒。

（3）BroadCable™双向传输平台设备构成（宽带方案）

基于BroadCable™技术的有线电视双向传输平台（宽带方案）由以下设备构成：

◆宽带线路端接入网关——GW-1-B

宽带线路端接入网关（GW-1-B）置于光节点之后，与分配网中各宽带网络端接入网关（GW-2-B）通讯，对其信号进行汇聚和交换，并由光模块（光纤收发器）将其信号转为光信号送至光传输网络。

EPON网络结构下，不需要放置线路端接入网关。

◆宽带网络端接入网关——GW-2-B；

宽带网络端接入网关（GW-2-B）置于末级放大器后，到用户端通过同轴电缆与宽带回传猫（CM-B或称CM-I）通讯，对来自用户端的上行信号进行数据再生,并通过同轴电缆上传（放大器需添加旁通设备GW-P）至光节点处的宽带线路端接入网关（GW-1-B）。

◆终端设备——宽带回传猫CM-B（或称CM-I）；

用五类线与电脑连接，与宽带网络端接入网关（GW-2-B）通讯，将电脑的上行数据调制为射频信号进行传输，接收宽带接入网关（GW-2-B）通讯发送的数据，解调后发送给电脑；

3.BroadCable™双向传输解决方案的特点

BroadCable™是一种面向CATV网络的低成本、高可靠性、高扩展性、易于管理的双向通信解决方案。

◆低成本：

设备成本低：

网络回传设备接入网关（GW）、用户端设备CM成本低廉，未采用已有的国外专利技术，避免了由此产生的高额费用。

网改费用低：

整个方案施工成本仅为Docsis改造方案成本的20％—40％，网改工程不需要昂贵的测试设备和复杂的调试操作；不必改造现有的入户线缆。

◆可靠性：

采用独特的二级网络结构，末端放大器配置的GW通过数字信号再生，过滤了用户端的回传噪声，解决上行噪声汇聚问题。

传输的抗干扰能力与较强的纠错能力；

◆可扩展性：

采用网络设备推向用户的方式，建网覆盖规模和网络传输带宽可以根据业务发展情况而扩展；

灵活的业务扩展能力，从基本的面向CATV的双向增值业务扩展到支持VOIP语音与上网业务；

结合数字电视机顶盒的在线软件升级能力，便于不断开发新的增值业务。

◆可管理性：

网络设备的远程监控：

GW、CM具有远端监视、诊断能力；网管平台提供网络的流量监控与业务监控能力。

灵活可靠的计费：

支持多种计费策略，计费安全可靠；

用户管理：

具有用户开通、鉴权等功能，结合CA系统，解决用户授权、节目加扰、收费等问题。

业务管理：

提供统一、开放的业务接入平台，便于对接入的增值业务提供商进行管理。

三．VOD业务平台解决方案简介

在双向传输平台之上，有线电视运营商可以开展多种多样的互动业务，以促进电视用户的消费习惯，从而形成新的盈利点。

VOD（视频点播）业务是具有代表性的数字电视互动业务，某将完成视频服务器、播控服务器和EdgeQAM调制器等VOD系统设备的安装调试，并向电视用户提供支持双向业务的数字机顶盒以及回传用CM-V设备，如此便在双向传输网络之上构建了一个完整的VOD系统，根据业务量的增加，VOD系统能够在系统容量和系统架构方面进行扩展，以实现系统的平滑扩容升级。

1．某VOD系统主要特点

（1）扩容性

某VOD系统采用半集中式系统架构，其中用于视频流复用、调制、分发的EdgeQAM设备下放至分前端，并可以以EdgeQAM组的形式增大分前端支持并发流数量，从而能很好地满足大规模、多并发流的要求，该系统视频服务器、节目库（磁盘阵列）均采用积木架构并使用通用设备，具有良好的扩容性，能够保证系统伴随着VOD用户数量的不断增加平滑升级。

（2）兼容性

某VOD系统的管理系统均基于Windows、Linux等通用操作系统和Oracle等通用数据库系统（根据用户需求的不同会有不同的操作系统和数据库系统的搭配）而编制，其设备接口和节目流处理等均符合DVB标准，与现有通用的数字有线电视设备具有良好的兼容性。

某VOD系统由其CA系统提供加扰和管理，CA系统符合DVB-C的同密标准，支持与其他CA系统的同密。

某VOD系统支持其他厂家的数字有线电视机顶盒（需具有回传功能，且具备Loader升级功能）在本系统当中的使用。

（3）成本

由于某VOD系统是囊括双向网络传输改造、数字电视节目传输、VOD点播、CA系统、机顶盒接收的整体解决方案，因此其具有相当明显的整体成本优势。

与其他VOD系统相比，某VOD系统成本优势十分明显，而其具有回传功能且嵌入（或外接）CableModem的数字机顶盒总成本与其他常见基本型数字机顶盒的成本相当。

2．系统构成

（1）主要设备构成

A．前端设备：

VOD控制服务器，VOD视频服务器，VOD节目库,VOD业务管理系统；

B．前端/分前端设备：

EdgeQAM（边缘调制器）；

C．用户端设备：

具有VOD功能的数字机顶盒；

（2）系统各部分主要功能：

A．VOD服务器群组：

（a）VOD控制服务器：

返回目录信息，对用户点播授权和计费，控制视频服务器播出节目；

（b）VOD管理系统：

提供服务器管理、用户管理、计费管理、统计管理和广告管理等功能，可从不同角度提供统计数据，给运营商的运营做重要参考；

（c）VOD节目库：

出于购买、维护和扩容方便的考虑，本方案VOD节目库采用磁盘阵列方式存储海量视频节目，供视频服务器读取；

（d）VOD视频服务器：

高性能的视频服务器，快速实现管理视音频节目的存储和发送，是VOD系统响应用户请求、并自动播送点播节目的核心设备；支持堆叠式扩展。

B．边缘调制器：

EdgeQAM：

边缘调制器，用于对光纤传输的节目流进行远程复用、QAM调制和RF上变频，以提升VOD信道密度并便于在HFC网络当中传输。

在点播用户量很少的情况下，EdgeQAM可置于前端，随着点播用户的不断增多，EdgeQAM可逐渐由前端下放至分前端乃至光