简述宽带IP网与数字有线网融合

 

　　前言

　　当前随着人民生活水平的不断提高，广大的广播电视用户已经不再满足"你播出我收看"的形式。在现阶段，基于现有条件，有线电视网络可以提供十分丰富的增值业务。IP技术的快速发展对信息产业起到了巨大推动作用，而IP和有线电视网络的技术特点颇为相似，特别是广泛承载IP通信的以太网技术，也具有广播式传输、有条件接收的特点。单独从技术的角度来看，IP的优点是简单、标准化和平民化，而平民化是IP技术得以大发展的重要因素。IP技术和有线电视网络相结合是低成本、平民化接入信息高速公路的手段，因此在有线电视网络上进行数据和多媒体业务传输在近期的发展将会越来越，即技术发展趋势不可阻挡，而且提供IP服务也将成为有线电视网络未来发展的目标之一。本文以山西网通的一项增值业务"酒店影院"为例，通过对数字有线技术进行比较分析，得出这两张网有着不同的优缺点，导致市场定位不同的结论。同时对宽带IP网和数字有线网的发展前景进行了展望。

　　章 发展的历史回顾

　　2000年，国内的宽带市场风声水起。新成立的长城宽带意气风发，开始在全国范围内四处跑马圈地。当时采用的方法是发展当地的代理商，利用代理商在本地的资源铺设网络发展用户，接入方式为FTTX+LAN.与此同时，主力运营商中国电信却利用其庞大的铜缆网开始了ADSL方式的宽带接入。从2001年开始，山西电信公司（网通前身）便开始着手布局全省的ADSL宽带网。

　　山西省广播电视综合信息干线传输网工程自1999年5月25日开始建设，于2000年9月28日完工。建成了上与国家干线网相连，下与全省11个市（地）相通，.支干网的建设完成于2003年10月18日：,实现了省，市，县三级贯通，形成了总长8400多公里，连接全省11个市，119个县（市，区）的干线，支干线传输网。

　　第二章  宽带IP网与数字有线技术简介

　　1.宽带IP网技术

　　随着宽带IP技术的发展，在IP网上传输话音、视频等实时业务，保证服务质量等问题正逐步得到解决。目前正在发展多种算法和协议，将话音、视频业务以及传统的数据通信业务转移到IP网上，出现了所谓的"Everything on IP"的局面。B-ISDN的概念正在走向消亡，取代它的将是宽带IP网，通信、广播、计算机三网将融合汇聚到宽带IP网上。IP业务即将成为通信业务的主流，但传统电信传输网的基础网是SDH、ATM而不是IP.为此，业界近年发展了多种在这些网上传输IP的方法，如IP over ATM、IP over SDH等，人们概括这种现象为"IP over Everything".既然IP业务已经成为通信业务的主流，为什么不能按照IP业务的需求来重新优化设计电信传输网络呢？这就是说，宽带IP网应该成为基础网。

　　2.数字有线技术

　　数字电视是一个从节目采集、节目制作节目传输直到用户端都以数字方式处理信号的端到端的系统。基于DVB技术标准的广播式和"交互式"数字电视。采用先进用户管理技术能将节目内容的质量和数量做得尽善尽美并为用户带来更多的节目选择和更好的节目质量效果，与模拟电视相比，数字电视具有图像质量高、节目容量大（是模拟电视传输通道节目容量的10倍以上）和伴音效果好的特点。

　　第三章 宽带IP网与数字有线网

　　播放视频节目技术比较

　　在宽带IP网和数字有线网播放视频，两种不同的技术各有千秋。下面以山西网通一项增值业务"酒店影院"为例，首先介绍在宽带IP网上视频广播的特点。

　　节 "酒店影院"业务简介

　　山西网通"酒店影院"是利用宽带网络的基础设施，以电视机为主要终端设备，通过互联网络协议向用户提供包括视频点播在内的多种交互式数字媒体服务的崭新技术，是基于"宽带网络+机顶盒+电视机"的模式。客人在入住装有网通"酒店影院"的酒店后，可以通过遥控器来对机顶盒操作，进行密码验证后点播自己喜欢的节目。

　　第二节 "酒店影院"节目实时性保障机制

　　IP网起源于军事实验室，由于它的组网的简捷和造价的低廉，于上世纪八十年代迅速发展起来。它的缺点是总线型结构的广播机制，使得IP网上运行的数据不能得到很好的QOS机制。因此，在IP网上运行视频点播业务，数据包的延时会引起节目图像的抖动和停滞。为了解决这个问题，在"酒店影院"产品中采用了"CDN"和"组播"技术来保证视频流的稳定传递。

　　CDN的全称是Content Delivery Network,即内容分发网络。其基本思路是尽可能避开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，使内容传输的更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基础之上的一层智能虚拟网络，CDN系统能够实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重新导向离用户近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容，解决 Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。

　　CDN系统的主要设备放置于省中心，在地市放置一台分发管理计算机，负责将省级资源库的节目下发到地市中心媒体服务器，再由地市中心媒体服务器分发到边缘媒体服务器（Cache 节点）。这样，用户在电视机上看到的节目等同于中心媒体服务器上的节目，而实际上他访问的是边缘媒体服务器上存储的用户点播多的节目。当用户点播的节目不在边缘服务器时，就会由中心媒体服务器为用户提供点播服务。一般来讲，会有80%的节目存储在边缘媒体服务器上，只有20%的节目会由中心媒体服务器提供点播服务。因此保证点播频次高的节目的可靠分发。

　　2."组播"是IP网中数据传输的一种方式，相对"单播"和"广播"而言。"单播"是一个发送者将数据同时发送个一个接受者，"广播"是一个发送者将数据同时发送给所有的接受者。由于在传送视频信号时，许多终端需要同一个影片，"单播"和"广播"都会占用大量的带宽资源，从而引起电视画面质量的下降。采用"组播"技术后，数据在传送过程中路由器会将数据复制传送给需要数据的主机，所以对带宽的占用也是很小。

　　第三节 "酒店影院"播出系统的组成

　　节目播出系统由中心媒体服务器、点播服务器及直播服务器共三部分组成。

　　1、中心媒体服务器。中心媒体服务器从省级或地市级的节目分发系统接收分发下来的节目，并将节目分发到边缘媒体服务器（Cache 节点）。

　　2、点播服务器。点播服务器及边缘媒体服务器，为客人提供"酒店影院"内容点播功能。

　　3、直播服务器。为客房电视终端提供电视直播服务。直播服务器接收省平台直播头端发出的直播数据流，当用户请求直播服务时，将相应的直播数据流进行复制后转发给用户。

　　第四节   宽带IP网络基础与保障条件

　　"酒店影院"是基于宽带IP网络环境下构建的，因此要求具有一定的宽带网络基础；同时，必须具备完善的运行维护和管理体系，保证系统安全、稳定运行。

　　（1）  "酒店影院"的片源中心在太原，因此布置主备两条线路确保省到地市的线路不出现故障，

　　（2）  IP地址划分时，采用独立网段和划分VLAN来隔绝其他网络对信号的干扰。

　　（3）  机顶盒采取有效的身份机制，避免出现虚假帐号登录或无帐户登录的情况。

　　数字有线播放视频节目的技术

　　数字有线电视的广播网采取的是HFC（光纤与同轴电缆混合）网络体系，在传统电视业务的情况下，采用单向广播方式的网络体系。如果开展新型的交互式业务情况下（如VOD），网络体系会有所不同，要进行用户端的接入改造，将原来单向的传输方式改为双向。

　　有线数字电视VOD系统主要包括 VOD 服务、节目采编、存储及计费系统。主要存储及传送的内容是 MP-2TS 流，采用 IP over DwDm技术，基于DVDIP光纤网传输。

　　在 HFC 分前端并不需要配置用于内容存储及分发的视频服务器，只需要放置 DWDM 接收机及 GAM 调制等设备即可，大大降低了系统的运营成本及管理复杂度。用户终端是"数字机顶盒+电视机".

　　目前国内已经基本形成数字电视产业链，出现了众多的数字电视机顶盒制造商、前端设备制造商、系统集成商。

　　第四章  结论

　　1.网络构架

　　通过上述"酒店影院"的技术分析，我们可以看到它采用的是一种分布式架构，通过边缘服务器（Cache 节点）存贮的热门影片来实现点播者实时观看。

　　与宽带IP网的分布式架构不同，有线数字电视VOD系统采用的是集中式的网络架构。

　　2. 交互特性

　　宽带IP网有很灵活的交互特性，因为随着计算机的发展，多媒体技术越来越多地在操作系统和应用系统中体现。

　　"酒店影院"中，有完备的菜单选项可以帮助客户完成每操作。用户只须按照屏幕上的提示，根据需要进行选择，灵活程度等同于操作一台电脑。

　　数字有线电视是通过排队的方式来进行VOD点播，互动性弱。

　　3.内容丰富程度

　　宽带IP网可以非常容易地将电视服务和互联网浏览、电子邮件，以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。比如，在装有 "酒店影院"的酒店里，客人可以使用点播功能浏览该酒店的网页，了解该酒店的服务、价格等信息。

　　数字有线电视也可以提供天气预报和各种资讯服务，但是使用广播的方式进行播报。

　　4.图像清晰度

　　宽带IP网主要采用以MPEG-4为编码的流媒体文件，图像质量一般；数字有线电视采用DVD编码技术，图像屏幕清晰度可以达到720线以上，分辨率可达1280×720像素。

　　通过上述比较，在宽带IP网上承载视频业务，可以充分利用计算机网络操作界面友好、内容广泛的优点，使得看电视节目的同时，享受冲浪的乐趣。同时，IP网网络结构的严谨和安全设计上的考虑使得视频业务得以很好的保障；但是，IPTV这种新生事物从诞生那天起就不是电视业务的"正规军",所以从欣赏的角度来说，数字有线电视无论是声觉、还是视觉的感受上，要远远强于IPTV.

　　结束语

　　目前，如火如荼的数字有线电视改造工程到处开花，但是改造后用户得到的好处仅是频道增加，点播等功能并未实现，信号上也没有大的改进；与此相反，宽带IP网上的电视节目却日益丰富起来，如中央电视台、北京电视台和山西电视台等都开通了IP网上的节目点播，用户可以上网看自己错过的节目。同时P2P 软件在宽带IP网上盛行起来，用户可以实时收看数字电视节目。因此，在很长一段时间内会出现两者并存的状况。

　　从长远看，等到数字有线用户端的"双向改造"完成，此时宽带IP网同数字有线网的业务将完全重叠，此时正是"三网融合"的时刻。这也是未来电信网、互联网、广电网业务发展的必然方向。