IPQAM技术.doc

IPQAM技术
　利用CDN和IPQAM（边缘调制器）技术在HFC网络上实现视频点播，给数字化革命带来了HFC的变化，媒体和网络的双重融合在今后将彻底改变现有广播电视系统结构和运营模式，对广电传输网络提出了新的挑战。现在已形成共识的是在主干线上采用IP技术和光纤传输技术建设广电宽带骨干网络。内容分发网络CDN是在现有的广电宽带骨干网络中增加一层新的网络架构，专门服务于应用内容，把应用内容发布到离用户仅有“一跳”之遥的网络“边缘”，从而提高应用内容的服务质量和用户体验，缓解网络带宽紧张和网络出口拥塞，进而扩大网络应用内容供应商的客户群体。另一方面IPQAM技术的迅速发展和普及使得基于HFC+IP网络的业务模式得以全面推广。
简述
IPQAM调制设备集“复用、加扰、调制、频率变换”功能为一体，它将DVB/IP自IP骨干网输入的节目流重新复用在指定的多业务传输流中，再进行QAM调制和频率变换，输出RF。在使用IPQAM之后，STB和CDN边缘视频服务器之间的控制信息和视频流分别通过不同的通路传输：STB的接入认证、EPG信息浏览等流程通过双向回传通道交互；CDN边缘视频服务器收到用户的请求后将音视频流以恰当的封包形式输出至IPQAM设备，IPQAM将音视频流调制为RF信号后通过HFC网络传输给STB，STB对音视频流进行解调和解码。在HFC的视频点播系统 中，用户所点播的视频内容下行是由HFC网络承载的，通过IPQAM设备将IP数据包调制发送到HFC网络中。
IPQAM发展概述
1、 传统QAM调制器：仅用于DVB广播；ASI信号源输入；每RF端口输出一个QAM频 道。
2、 IPQAM： 应用于DVB广播、VOD点播；TS Over IP信源输入；每RF端口可输出一到 两个相邻QAM频道；对跨路由的IP网络特性支持略差；设备相对独立工作
3、 Edge QAM：应用于DVB广播、VOD点播、SDV、M-CMTS；TS Over IP信源输入；每 RF端口输出四个或更多相邻QAM频道；对复杂的IP网络支持良好；支持 对ERM系统的管理接口
4、 Universal QAM：支持应用全面；可管理性更加完善；设备性能更高、设备密度更大
RegionID信息通过IPQAM经HFC通道下送给机顶盒，具体发送方式可以通过设置并实时广播DVB网络参数至机顶盒，机顶盒根据预设的规则解析得到RegionID。设置RegionID的相关参数可以有TSID方式或NID方式。
TSID方式
TSID方式：按照系统的频段规划和部署完成对IPQAM中每个通道TSID的配置，确保IPQAM每个流的TSID在全网内是唯一的，机顶盒在开机后在划分为点播业务的频段扫描获得能够接收到的TSID并保存。在所有的IPQAM中设置TSID，由IPQAM通过实时广播PAT表来下传TSID信息。这样机顶盒将能够通过扫描方式，探测到能够到达该机顶盒所有的IPQAM的TSID信息。机顶盒可能获得属于一个Region的多个TSID，机顶盒按照设定的规则解析TSID获得RegionID。
NID方式
　　NID方式：在每个非点播频点的NIT表格插入服务入口描述符，STB通过该描述符获得点播主频点信息，然后机顶盒根据点播主频点上的NIT信息，获取到的NetworkID信息即为RegionID。当无法读到描述符中的点播主频点信息或RegionID信息时，采用机顶盒存储的信息。
IPQAM在有线电视系统中角色
IPQAM承担着介于IP网和HFC网络间“网关”的角色，实现将通过IP网传输的TS节目，通过QAM调制转换成射频信号传送出去
IPQAM系统原理图如下：

IPQAM需具备的关键功能
1、 接受通过UDP/IP/GigE技术传输的多路MPEG-2 SPTS视频流
2、 将多路MPEG-2 SPTS视频流复用为MPEG-2 MPTS视频流
3、 在对PCR抗抖动处理过程中重新标记PCR时间戳
4、 进行QAM调制并对RF信号完成上变频操作
可行性
目前一般大中型的有线网络均形成了主前段到各个分前端的750M分布式结构，相当于一部分网络已经改造为双向，主前端与各分前端之间都有光缆环网，这种网络结构已经具备了开展IPQAM点播的条件。主要表现在：前段设备技术的进步，像视频服务器等主流设备，除了ASI输出以外，都有IP输出，通过骨干IP传输网络，可以很方便地将前端视音频节目送到边缘IPQAM调制器，与传统的通过SDH传输ASI信号相比，效率高，成本低。而主要设备IPQAM调制器作为全IP组网的调制设备，不仅拥有原有调制器的所有优点，并且纠错编码完全符合DVB-C标准，处理能力可达900Mbps以上；捷变频中心频率可在52~866MHZ范围内连续可调；还具有IP数据路由功能，PID过滤和重映射功能等。可以通过千兆以太网IP接口，接受来及IP编码器、IP复用器、视频服务器等设备的IP流，进行QAM数字调制，输出的射频信号可以直接在有线电视网上传送，将现代IP骨干网与传统有线HFC网络完美结合，解决了用传统CMTS下行频道扩容开展视频点播成本高、带宽有限的问题。随着数字电视整体转换，HFC网络中传输的模拟信号减少，在频谱规划中可以将550~750M中的25个频道用于IPQAM。若点播信号采用3.75M的MPEG-2 TS流，点播时可为每个用户开通3.75M的单独通道，相比其他点播机制，QoS更有保证。
IPQAM的应用
　　目前，基于IPQAM的VOD解决方案的相关规范主要有时代华纳提出的ISA(Interactive Services Architecture)和Comcast提出的NGOD (Next Generation On Demand)等。其中ISA架构的流控协议采用基于ISO／IEC DSM-CC标准的SSP和LSCP协议，而前端服务器实体之间采用CORBA实现，实现的复杂性相对较高。NGOD则是在RTSP协议的基础上提出，实体交互基于Web Service实现，目前还很少有相关的商用产品。
在现在的国内外市场中，能提供基于IPQAM的VOD解决方案的国内厂商主要有华为，思华等。国外厂商主要有MOTO、CISCO、Tandberg(没有自己的视频服务器)等。国外厂商的产品都支持ISA规范，而ISA规范由于本身定义的复杂性，造成整个系统的复杂度，也直接导致了系统实现的成本非常昂贵。国内产品中，虽然思华的产品不是基于ISA架构，其点播协议采用RTSP协议，但其商用产品也价格不菲。
视频服务器是VOD解决方案中的核心实体。在基于IPOAM的VOD解决方案中，视频服务器需要支持TS流格式，并以UDP的方式传送TS流，以连接 IPQAM设备。此外，考虑到VOD业务的可运营性。视频服务器还需要支持用户认证、计费接口以及远程管理等功能。我们认为，降低视频服务器的开发成本，可以有效地降低整个VOD业务系统的成本。因此，本文基于开源项目实现了一个运行于通用服务器上的纯软件视频服务器，虽然此类视频服务器目前还难以被较大的运营商接受并采用，但已可成功地应用于小区、等区域的VOD系统设计。
IPQAM和QAM的区别
首先QAM和IPQAM都是调制器。模拟信号是不用QAM的。QAM是将输入的数字信号进行处理的设备；IPQAM是将IP信号进行处理。QAM一般都固定输出一个频道，而IPQAM每个端口都会输出连续的多个频道。
（来源：福建金钱猫电子科技有限公司）