有線電視領(lǐng)域的IP

2004-11-30 泰德廣播技術(shù)有限公司供稿依馬獅網(wǎng)

    IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及其近年來在電信和廣電行業(yè)的廣泛使用，無疑促使有線電視運營商重新認(rèn)真地認(rèn)識IP技術(shù)的活力，以應(yīng)對其現(xiàn)在和即將到來的技術(shù)挑戰(zhàn)。
    更重要地是，考慮到視頻點播（VOD）和三重業(yè)務(wù)/應(yīng)用整合帶來的潛在營收增長機會，大多數(shù)有線電視運營商認(rèn)識到時不我待，必須珍惜這種商業(yè)機會，并開始探索IP技術(shù)在這類應(yīng)用中的效率和效能。
    雖然IP是在上世紀(jì)70年代開發(fā)的，但在90年代末可傳輸專業(yè)廣播質(zhì)量視頻的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)之前它并未在視頻領(lǐng)域得到大發(fā)展。顯然，IP有可能用于視頻不僅是因為出現(xiàn)了實用的高速數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而且是因為領(lǐng)先的視頻壓縮解決方案提供商——泰德廣播技術(shù)有限公司在不斷開發(fā)視頻壓縮技術(shù)。泰德廣播在IP視頻傳輸上成績斐然：第一次在IP采集系統(tǒng)上使用專業(yè)級視頻，第一次在IP/DSL系統(tǒng)上使用DTH傳輸視頻。
    泰德廣播積極參與DVB和MPEG開放標(biāo)準(zhǔn)的制定，且在DVB IPI中其主導(dǎo)作用，并積極參與Pro-MPEG IP傳輸開放標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，泰德廣播正在總結(jié)這些經(jīng)驗，并憑借在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，推進(jìn)多廠商產(chǎn)品的互操作性。
    無疑，在IP業(yè)務(wù)模式和MPEG-2傳輸流的要求之間存在不匹配的問題。減少網(wǎng)絡(luò)抖動、基于IP網(wǎng)絡(luò)中的包丟失和包輸出排序問題都對專業(yè)質(zhì)量視頻產(chǎn)生許多難題。但顯而易見由于成本非?？煽刂?，這些難題值得解決。
    在過去的一年或兩年中，IP傳輸應(yīng)用有大幅上升，大部分原因是由于前述的成本下降，這尤其體現(xiàn)在美國的VOD應(yīng)用中。
    用IP分配視頻的主要優(yōu)點無疑是有機會降低成本，這體現(xiàn)在投資新網(wǎng)絡(luò)基本建設(shè)費用的節(jié)約及由于運營簡化而導(dǎo)致的運營費用節(jié)約。
    基本建設(shè)費用節(jié)約主要驅(qū)動因素是千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品。它們都是低成本設(shè)備，形式有網(wǎng)絡(luò)接口卡、視頻切換器和路由器以及時興的傳輸解決方案如CWDM/DWDM。由于這些技術(shù)也已廣泛用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實施的專門技術(shù)經(jīng)驗可容易地得到。
    從運營費用的角度，節(jié)約來自簡化，即運營的網(wǎng)絡(luò)類型較少。由于支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)無論如何都有必要運營一個IP網(wǎng)絡(luò)，此相同的專門技術(shù)經(jīng)驗也可用于運營視頻網(wǎng)絡(luò)。未來也可能在同一基礎(chǔ)設(shè)施上運營一個IP網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻、數(shù)據(jù)，甚至可能話音，即三重業(yè)務(wù)/應(yīng)用整合。
    除了基本建設(shè)費用和運營費用的節(jié)約，在有線電視運營商的網(wǎng)絡(luò)中采用基于IP解決方案的另一個大優(yōu)點是提供一個史無前例的機會，使有線電視運營商的基礎(chǔ)設(shè)施具備對衛(wèi)星運營商的可持續(xù)的競爭優(yōu)勢，由于這時有線電視運營商能提供比衛(wèi)星運營商更有差異化的帶寬，有可能實現(xiàn)三重業(yè)務(wù)/應(yīng)用整合。無疑衛(wèi)星運營商也能提供大量帶寬，但它對每個訂戶來說都是相同的，沒有差異。
    IP在有線電視網(wǎng)中的使用可追溯到線纜調(diào)制解調(diào)器（Cable Modem）用于因特網(wǎng)接入之時，線纜調(diào)制解調(diào)器由DOCSIS標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化，而DOCSIS 1.1提供服務(wù)質(zhì)量保證，因此有機會運營IP話音業(yè)務(wù)。在那期間，有線電視運營商已經(jīng)認(rèn)識到用IP技術(shù)可以控制基本建設(shè)費用的節(jié)約，其中主要原因是部署來自不同廠商的IP網(wǎng)絡(luò)交換機的成本是彈性的，而更重要的是，擁有成本也降低了，而且采用一個傳輸流在同一數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施上傳送不同種類的業(yè)務(wù)（視頻、話音和數(shù)據(jù)）有更大的運營利益。由于大多數(shù)有線電視運營商都有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)通訊設(shè)備在其前端之間進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)通訊，因此，付出一合理的增支成本就可以容易地增強現(xiàn)有的連接性，支持視頻業(yè)務(wù)。
    從運營管理的觀點來看，IP網(wǎng)的安裝和維護(hù)相對較容易。因此，點對點或城市對城市之間的IP網(wǎng)絡(luò)運營優(yōu)勢遠(yuǎn)在ATM/SONET/SDH/DWDM或交換ASI網(wǎng)絡(luò)之上。
    至于網(wǎng)絡(luò)互操作性，IP協(xié)議能容易地與許多種傳輸技術(shù)（如千兆以太網(wǎng)、DWDM、SDH、PDH等）在不同種類的媒介上（即光纖、銅纜、微波等）互操作。此外，IP協(xié)議還提供如下的靈活性：
    （1）對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)限制較少，因而允許采用多樣的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)選件；（2）端口密度和帶寬容量有更好的縮放性；（3）類似廣播特性的多播準(zhǔn)備就緒；（4）通過業(yè)務(wù)分級、擁塞管理、業(yè)務(wù)優(yōu)先類型和帶寬保留支持QoS。
    IP中的QoS重要性值得強調(diào)，因為它裝備網(wǎng)絡(luò)，為某類網(wǎng)絡(luò)通信提供比其余的更好的網(wǎng)絡(luò)資源控制（或分配）。在IP視頻的情況下，為確保視頻在網(wǎng)絡(luò)上有效傳輸，此特性是必不可少的。
    有了QoS支持，有線電視運營商就能在3層有線電視結(jié)構(gòu)內(nèi)各層之間開展可靠的視頻采集業(yè)務(wù)，并能從演播室/內(nèi)容提供商傳輸視頻內(nèi)容到每個有線電視前端。
    現(xiàn)在，千兆以太網(wǎng)上IP支持的一種技術(shù)手段正在用于VOD業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。通過組合，基于IP結(jié)構(gòu)的千兆以太網(wǎng)已被視為比ASI更為經(jīng)濟和更可縮放的傳輸技術(shù)，更重要地是它有更大的帶寬容量。
    事實上，千兆以太網(wǎng)上的IP和標(biāo)配千兆以太網(wǎng)端口的VOD服務(wù)器（這種VOD服務(wù)器允許視頻服務(wù)器和傳輸網(wǎng)絡(luò)直接相連）正被應(yīng)用于有線電視前端，這提供更多的傳輸節(jié)約。有了VOD服務(wù)器上的千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口支持，VOD服務(wù)器的單位碼流成本已經(jīng)開始與服務(wù)器硬件和千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口成本成比例下降。此外，千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口卡比其它同等ASI接口要便宜。
    千兆以太網(wǎng)交換機還把次速率千兆以太網(wǎng)VOD服務(wù)器聚合在一起，以充分利用鏈路容量。這又節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)傳輸和設(shè)備成本。
    此外，邊緣QAM設(shè)備支持千兆以太網(wǎng)輸入（相對于常規(guī)QAM設(shè)備而言），而在其輸出端的RF QAM調(diào)制傳輸正開始出現(xiàn)，例如泰德廣播的EQ6800。EQ6800的設(shè)計原則是通過千兆以太網(wǎng)接口與VOD服務(wù)器交互，其安裝位置緊靠終端家庭用戶一側(cè)。本質(zhì)上，邊緣QAM設(shè)備連同千兆以太網(wǎng)的交換特性能更好地釋放VOD服務(wù)器的存儲容量加以利用。聯(lián)合采用千兆以太網(wǎng)上的交換IP和基于IP的VOD服務(wù)器的另一重要優(yōu)點是它非常平等地支持分布式和集中式結(jié)構(gòu)，因而能用任何VOD服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)中的任何QAM調(diào)制器供應(yīng)視頻碼流。對滿足最高要求所需的服務(wù)器數(shù)量來說，這體現(xiàn)了更高的效率，因為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有服務(wù)器能滿足所有用戶的要求。
    與此同時，邊緣QAM和千兆以太網(wǎng)上的IP結(jié)合還提供很好的擴展手段，有線電視運營商可藉此用較少量的碼流開始其VOD應(yīng)用，而且這些碼流可引向任何服務(wù)區(qū)域及區(qū)域內(nèi)應(yīng)用千兆以太網(wǎng)交換能力的任何邊緣QAM設(shè)備。

    隨著越來越多有線電視運營商開始為其網(wǎng)絡(luò)采用IP傳輸，而且有線電視VOD應(yīng)用的成功案例也越來越多，我們預(yù)測“交換式廣播”將是有線電視運營商擴展其業(yè)務(wù)到事實上無限數(shù)量廣播頻道的下一個選擇，因此，他們能增強其對衛(wèi)星運營商的競爭優(yōu)勢，提高用戶的忠誠度，當(dāng)然更重要地是保護(hù)/增加收入流。
    在交換式廣播環(huán)境，有線電視頻譜不再被視為由頻率規(guī)劃確定的靜態(tài)頻道集合，而是來自任何信號源的動態(tài)數(shù)字傳輸組合，由于所有業(yè)務(wù)都能以IP格式傳輸，而且具有管理簡單及網(wǎng)絡(luò)智能化（通過IP協(xié)議賦予）的優(yōu)勢，將不需要僅為廣播和VOD業(yè)務(wù)專門分配確定的平臺資源。
    從傳輸技術(shù)來看，我們的觀察顯示IP正迅速移向有線電視網(wǎng)絡(luò)的邊緣，因此必然希望它最終將一直移向家庭。當(dāng)這種情況發(fā)生時，雖然最后一英里傳輸物理層仍可能是在QAM/HFC上，我們?nèi)韵Ｍ麛?shù)據(jù)最終以IP格式打包，為增加新業(yè)務(wù)提供根本的靈活性。此外，一旦完成這些前端的數(shù)字化過程，有希望有更大帶寬用于對等應(yīng)用，如游戲、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等等。
    針對有線電視環(huán)境的IP視頻傳輸另一主要發(fā)展與先進(jìn)視頻編碼技術(shù)如微軟的Windows Media 9和MPEG 4 Part 10有關(guān)。這些新壓縮技術(shù)能提供極大的碼率節(jié)約（約30-50%），而且其設(shè)計宗旨就是完全支持IP基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。與有線電視環(huán)境相比，雖然現(xiàn)在有線電視系統(tǒng)瞄準(zhǔn)的是電視市場，我們預(yù)期這些新視頻壓縮算法將為瞄準(zhǔn)PC市場鋪平道路，并且在有這些功能的機頂盒經(jīng)濟地上市時，在決定開展HD的時候它們也能得到使用。
    現(xiàn)在，IP視頻傳輸和IP網(wǎng)絡(luò)固有的網(wǎng)絡(luò)智能化的黃金時間已準(zhǔn)備就緒（或已到來），能為下一代數(shù)字視頻有線網(wǎng)絡(luò)提供上述功能，而且它是有線電視運營商取勝對手，應(yīng)對挑戰(zhàn)的理想技術(shù)選擇。
    泰德廣播技術(shù)有限公司作為專業(yè)廣播設(shè)備/系統(tǒng)的領(lǐng)先提供商，一直活躍在許多行業(yè)論壇，其解決方案也有了許多實際應(yīng)用，這表明它與用戶有一致的目標(biāo)，最大限度地發(fā)揮IP視頻傳輸?shù)膬?yōu)勢，從而使有線電視運營商具備可持續(xù)的競爭優(yōu)勢，更重要地是幫助用戶抓住任何即將到來的機遇。