基于CDN和IPQAM構建分布式VOD平臺討論
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數字化革命帶來了HFC的變化，媒體和網絡的雙重融合將在今后改變廣播電視系統的結構和運營模式，對傳統廣電傳輸網絡提出了新的挑戰。對于如何構建面向未來的廣電交互信息傳輸網絡，現在已形成共識的是采用IP技術和光纖傳輸技術建設寬帶骨干傳輸網絡，接入網部分的數據下行仍通過HFC網絡傳輸至用戶端。源于互聯網的內容分發網絡技術(ContentDeliveryNetworks，即CDN)，將在廣電骨干傳輸網絡中發揮重要的作用;另一方面IPQAM技術的迅速發展和普及,使得基于HFC+IP網絡的業務模式得以全面推廣。IPTV技術的成熟與應用，為電信行業開展視頻業務提供了技術上的解決手段，也給廣電行業的傳統視頻業務造成了巨大的沖擊與威脅。要應對外界的競爭壓力，廣電必須充分應用雙向有線電視網開展基于IPQAM技術的互動電視業務運營，積極推進IPQAM、CDN等技術在有線電視系統中的應用，才能穩固廣電在視音頻交互業務方面的優勢。以VOD業務為代表的交互電視是當前的發展熱點，如何充分結合CDN網絡和IPQAM技術，構建新型的大規模商用VOD體系平臺，是本文討論的重點。
初識CDN與IPQAM
CDN是構建在IP網絡上的一種分布式的內容分發網，主要采用“中心—邊緣”的存儲與服務分布方式。它的基本原理就是在分布的地區或網絡中部署邊緣服務器，首先將所有的節目都在中心服務器存儲，再通過骨干網把用戶訪問相對集中的內容分發到邊緣服務器，直接由邊緣路由器提供用戶服務。
在VOD業務中，由于電視觀眾對視頻信號的高質量及實時性要求，CDN的地位顯得尤為重要，不僅承擔著提高用戶響應速度的重任，而且還可以減輕海量數據流量對骨干網造成的巨大壓力。
基于HFC網的分布式VOD體系結構充分利用現有的CATV網絡，可以將海量的節目迅速高效地提供給用戶，為開展VOD等多媒體互動業務提供了一種合理的框架。這種框架的核心設備IPQAM調制設備集“復用、加擾、調制、頻率變換”功能為一體，可以將DVB/IP_GbE輸入的節目流重新復用在指定的MPTS中，再進行
QAM調制和頻率變換，輸出至RF。在使用IPQAM之后，機頂盒和邊緣視頻服務器之間的控制信息和視頻流將分別通過不同的通路傳輸：機頂盒的接入認證、EPG信息瀏覽等流程通過雙向回傳通道進行交互;邊緣視頻服務器收到用戶的請求后將音視頻流以恰當的封包形式輸出至IPQAM設備，IPQAM將音視頻流調制為RF信號后通過HFC網絡傳輸給機頂盒，機頂盒對音視頻流進行解調和解碼。
采用IPQAM技術后，一方面可以充分利用HFC的帶寬資源以及傳輸特性，向用戶提供有QoS保障的視頻服務，更適合高清業務對傳輸網絡的高下行帶寬要求;另一方面降低了視頻服務對IP網絡的要求，不再要求IP網絡接入層提供較高的帶寬，使廣電運營商可以以較低的成本實現交互視頻業務。
結合利用CDN與IPQAM
在大型的交互電視平臺中，CDN將視頻內容根據合適的策略推送到邊緣節點，然后通過IPQAM設備將IP數據封包調制發送到HFC接入網中，典型的部署。
在結合IPQAM和CDN技術開展VOD業務的網絡體系中，與電信IPTV和廣電傳統集中式VOD的傳輸模式都有所區別，涉及的主要問題有：
★因為HFC的網絡特性，需要考慮終端用戶與IPQAM端口的數據可達，并進行相關的網絡規劃和資源管理;
★CDN與IPQAM技術在數據層面的結合，包括對視頻流數據封包和碼率控制的要求;
★CDN與IPQAM技術在路由層面的結合，包括全局路由管理、負載均衡、冗余機制和QAM資源管理調度等。
1.資源管理調度
基于HFC的VOD系統中，用戶所點播的視頻內容的下行是由HFC網絡承載的，通過IPQAM設備將IP數據包調制發送到有線網絡中。鑒于HFC網絡的共享特性，某個特定的機頂盒只能接收到來自特定的一組IPQAM頻點的數據，因此需要對服務區域有明確的規劃和管理，一般將這樣的服務區域定義為Region。
Region即預先定義的一組頻率資源，或者為一個IPQAM通道資源規劃單元。
在不同節點所覆蓋的服務區域，可全部或部分重復使用該網的VOD頻率規劃單元，對擁有相同路徑的服務區域即為一個Region。為識別不同的Region，每一個Region都有一個唯一的ID號，即RegionID。VOD業務中采用RegionID來進行機頂盒用戶的定位，機頂盒請求服務時需要向VOD頭端系統提交該信息，頭端系統根據此信息就可以區分是哪個區域的機頂盒發出的請求，從而分配對應的路由來供視頻服務器傳送TS流。
(1)QAM資源管理
VOD頭端系統資源管理模塊SRM(SessionResourceManager)，需要了解每個實際部署的IPQAM的資源使用情況以完成資源的分配和回收，要求IPQAM設備提供接口供SRM完成心跳維護和狀態查詢，接口可以通過IPQAM的SNMP方式提供，也可以通過其他API方式提供。
IPQAM的UDP端口和頻點、節目號的映射規則應該全網統一設置，以對所有資源按照統一的算法調度，映射規則可以通過SNMP或者API進行設置。因為IPQAM以及相應的頻點和通道資源是有限的，因此要求系統在服務過程中對上述資源進行管理。
(2)RegionID管理
機頂盒可以通過固定分配或網絡自動下載的方式獲取RegionID。固定分配的方式實施較為簡單，但有機頂盒在跨區域漫游或者頭端網絡結構調整時需要重新綁定RegionID的缺點;而采用通過頭端實時下發RegionID，機頂盒可以動態更新，更為靈活，是運營商普遍的業務需求方式。
在實時下發方式下，RegionID信息是通過IPQAM經HFC通道下發給機頂盒的，具體發送方式可以通過設置并實時廣播DVB網絡參數至機頂盒，機頂盒根據預設的規則解析得到RegionID。具體設置RegionID的相關參數可以采用TSID或NID兩種方式。
TSID方式：按照系統的頻段規劃和部署完成對IPQAM中每個通道TSID的配置，確保IPQAM每個流的TSID在全網內是唯一的，機頂盒開機后在劃分為點播業務的頻段掃描獲得能夠接收到的TSID并保存。
在所有的IPQAM中設置TSID，由IPQAM通過實時廣播PAT表來下傳TSID信息。這樣機頂盒將能夠通過掃描方式，探測到能夠到達該機頂盒所有的IPQAM的TSID信息。機頂盒可能獲得屬于一個Region的多個TSID，機頂盒按照設定的規則解析TSID，獲得RegionID。
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