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1、同波段插播技术实现 1550nm 网络的 VOD 业务 前言前言 关键词：三网融合 NGB VOD 近年来，随着国家信息化建设的大力开展和“三网融合”的积极推进，广电行业加快 了建设下一代广播电视网（NGB）的步伐。截至 2009 年底，我国的数字电视用户已经达到 6497.3 万。 然而， 数字电视用户数目的快速增长并没有为广电行业的发展带来实质的推动作 用。目前 6497.3 万数字电视用户可消费的业务绝大多数仍基于单向网络，并且业务仅限于 数据广播、信息浏览、NVOD 等缺乏互动性的业务。单纯的模拟转数字化带来的清晰度提 高和同质的频道增加已很难满足用户日益增长的消费需求。 因此， 单纯
2、的数字化转换意义不 大，运营商必须以用户为本，充分调动用户参与的积极性，不断满足用户快速增长的精神文 化和信息服务需求，并努力提高相关收益。同时，随着卫星直播电视，电信 IPTV 等新的视 频传输技术的出现， 传统有线电视的垄断优势不在， 各网络运营商在视频传输领域的的竞争 加剧。因此网络运营商尤其是广电运营商需要积极开发 VOD 技术与应用，大力提供丰富多 彩的互动业务，由此来增强用户的忠诚度，减少用户流失以及提高用户 ARPU 值。美国有 线运营商 Comcast 对半年之内用户流失的报告显示， 对于开通视频点播业务的用户， 用户保 持度为 96%，而对于未开通视频点播业务的用户，保持度仅
3、为 82%。 VOD 业务是最基础的双向业务之一。一方面 VOD 业务是用户迫切需要的业务，另一 方面当前 VOD 业务系统的系统成本和运营成本都很高，运营商很难盈利。如何解决这一矛 盾，是运营商普遍关注的热点。 VOD (Video On Demand)即视频点播技术的简称,也称为交互式电视点播系统。 它是一种 可以按用户需要点播节目的交互式视频系统， 可以为用户提供各种交互式信息服务。 摆脱了 传统电视受时空限制的束缚,解决了一个想看什么节目就看什么,想何时看就何时看的问题。 它的一个重要特点就是需要很高的带宽来传送下行的媒体流。 广电的有线电视网络可以提供 非常高的下行带宽， 适于媒体流
4、的传送。 因此， 广电行业的 VOD 业务提供多采用基于 IPQAM 的 VOD 解决方案，即利用 IP 网络实现流媒体的控制，通过有线电视网络下发媒体流的方 式。 两种视频点播技术分析两种视频点播技术分析 关键词：全 IP 网 VOD 点播 IPQAM VOD 点播 国内有线运营商对基于 EPON 的双向改造已经没有太大争议， 但是 EPON 建设完毕后， 对全 IP 网 VOD 和 IPQAM VOD 这两种方案意见不一。 全 IP 网 VOD 解决方案： 全 IP 网 VOD 即点播信号上行与视频下行都走 IP 通道，与电信的 IPTV 思路一致，只 是上面没有电信 IPTV 的直播节目
5、。信号流与 IPTV 的完全一致，信号的认证，授权以及交 互后的视频下行全部走 IP 网。 IPQAM VOD 解决方案： IPQAM VOD 的点播信号上行走 IP 通道， 点播的视频信号先走 IP 城域网， 然后在分前 端进入 IPQAM，从分前端一直到用户走 HFC。下行信号流程：VODserver 响应点播请求， 将单节目传输流封装成 UDP 包经 IP 城域网传输至 IPQAM， IPQAM 完成解封装并将节目传 输流调制输出 RF 信号经 HFC 传输到 STB。上行信号流程：分别通过 STB 端集成相应的上 行模块，EPON 接入部分，IP 城域网部分到达前端服务器。通过 IP
6、通道完成与前端服务器 之间的包括认证，授权，计费等的交互信息。 两种视屏点播技术的优劣两种视屏点播技术的优劣 关键词：QoS 保证 64QAM MPEG-2 全 IP 网 VOD 解决方案的优劣： 1、不占用 HFC 网络的宝贵频点资源，为将来的高清广播电视做带宽预留。 2、点播系统方案照搬电信的 IPTV 即可，因为没有视频直播所以在组播性能方面可以 比电信 IPTV 网络要求稍差一些。 3、视频全部走 IP 网，对 IP 网络要求较高，同一根入户的网线上要求有视频，数据甚 至包括语音，要求对每个业务的带宽都要有保证，尤其当 VOD 点播时充分保证用户足够带 宽，不能因为用户过多占用带宽而出
7、现马赛克，或者出现长时间的缓冲，即要求 QoS 保证 严格。 4、网络建设上对原有 HFC 不需要进行改动，是业务完全独立的一张网。 5、建设周期长，要扎扎实实建设好 IP 城域网与 EPON 接入网后才能开展 VOD 业务。 IPQAM VOD 解决方案的优劣： 首先可以分步建设，前期将 1 台 IPQAM 放在中心机房，全网划分出 24 个空余频点作 为 VOD 点播下行使用（可根据用户实际情况划分频点数量） 。 以先期上 24 频点的 IPQAM，64QAM 调制，采用 MPEG-2 编码为例 1、 24 频点*40M/3.75M=250 用户， 即使网络先期使用 MPEG-2 编码方式
8、， 也能保证 250 个用户同时点播，以 50%的在线比例，保证在前期能发展 500 户 VOD 点播用户。若使用 H.264 ,MPEG-4 或者 AVS 编码方式， 以每个视频流占用 1M 带宽计算 （实际应该远小于 1M） ， 前期更能保证 20003000 用户的发展规模， 对于 10 万多有线电视用户的中等城市来说， 在 1，2 年的前期发展期内，采用 IPQAM VOD 方式完全可以达到要求，并且投资回报快！ 2、在上述 1 的基础上可以缓建 IP 城域网。因为上网信号，上行点播及交互信号可以从 分前端机房通过千兆光纤收发器传至中心机房。 在没有视频流， 只是用户上网流量的前提下，
9、 用户量分担在各个分前端机房，1G 的带宽完全可以保证用户上网流畅。 3、可以根据用户量的增加，决定何时建设 IP 城域网，追加采购 IPQAM 并下移至分前 端机房，组网方式灵活便捷。 4、支持 MPEG-2 的编码方式，对高清节目的传输有保证。 5、视频下行减少 IP 接入层的网络环节，视频 QoS 保证方面比全 IP 网 VOD 解决方案 更容易做到，网络更易于维护。 6、更易于实现短消息或者电话等方式的点播。 7、点播率的升级需要通过网络结构的变动来实现，即增加插播系统数量来实现用户点 播率需求的提高；IPQAM 在分前端的实现光混合插入，除技术问题外，对网络信号指标有 一定的影响。
10、通过以上论述大家可以看出采用 IPQAM 实现 VOD 点播难度小，通过分步建设的办法 可以缓解前期资金压力，并且可以根据用户的增加情况，决定后期的建设，避免网络建好后 用户发展迟迟跟不上的尴尬局面。前期完全可以在用户上网带宽管理，VOD 授权，认证， 计费方面；片源的存储，视频服务器的建设；BOSS 运营支撑体系的建设多下些功夫。达到 用户发展与网络发展与网络支持发展与用户服务同步进行。 IPQAM VOD 的实现的实现1550nm 同波段插播技术同波段插播技术 关键词：同波段插 TBT3155 IPQAM VOD 作为互动业务的优良解决方案， 其实现的技术和整个有线网络系统的传输 技术密不
11、可分。有线传输技术发展方面，有线网络的整合和数字电视的推广普及，及考虑不 久将来 HDTV， 使得网络改造已进入新的阶段， 大家关注的热点之一就是如何在技术上整合 /构建市-县-乡这样的规模大、距离长的三级有线电视网络。这样的网络规模大，距离长，如 果采用 1310nm光纤传输技术，要通过多级光电转换才能实现。而且采用接力的方法虽然可 以延伸传输距离，但噪声与非线性失真的积累，使 C/N、CSO、CTB 指标劣化很快。因此传输距离仍然受到较大的限制。而采用 1550nm光纤传输技术可以大大延长传输距离，降低 网络成本，提升系统可靠性，减少系统运营维护成本。但是整个网络采用 1550nm技术后，
12、 原先在分前端的 IPQAM VOD 点播、 本地节目等业务在采用 1310nm光纤传输光电转换时通 过射频插播及叠加的方法就行不通了。因此如何利用 1550nm 光纤传输技术来实现市-县-乡 这样的规模大，距离长的有线电视网络；并以较少的投入，灵活的解决分前端 VOD 点播和 本地节目等多业务的插入,成为研究的重点。 实现 VOD 点播和本地节目及数据等多业务的插入的同波段插播技术： 同波段插播技术 （Overlay 叠加技术） 即在下行广播传输中采用相同 1550 波段的两个不 同波长的 1550 信号进行混合传输；就是在分前端通过增加 1550nm 直调光发射机，与前端 传来的同波段 1
13、550nm主路广播节目信号经光合波器耦合进同一光纤线路， 一起传送给各个 光节点。 同波段插播技术的应用有效解决本地节目广播、 IP QAM 视频分布插入和扩展 CM 下行 带宽。充分发挥 1550nm光网的优势。如图： 在尚未完全完成双向网改造和部署数据平台情况下，采用 1550 直调插播是全面并且快 速地实现 VOD 视频点播业务覆盖的成熟技术。 同波段插播技术的实现1550nm直调发射机技术面临的问题及解决方式： 1.在选用激光器时，激光器的线性不好，会降低调制带宽，只能做窄带调制，同时增加 了电路的复杂性，其对预失真电路的要求较高。 2.直接调制的啁啾(Chirp)效应，激光器的注入电
14、流的变化会引起激光腔温度的变化，温 度对腔长的影响将产生对光的相位调制， 即强度调制的同时必然伴随着相位调制， 即啁啾效 应，使得激光器的频谱展宽到几个 GHz 的量级。啁啾效应主要有两点影响：正面的效应： 频谱的展宽降低了光在光纤中传输的非线性效应，如 SBS 效应，提高了发射机的 SBS 阈值 功率；负面的效应：频谱的展宽增加了光纤中色散的影响，降低 CSO 指标，限制传输距离。 针对以上两个问题，凌云天博公司独立研发和生产的直调式光发射 TBT3155。采用先 进的模拟分布式反馈（DFB）激光器组件，组件采用进口 1550nm激光器，具有大功率、高 线性、 低噪声和宽频带的优点。 内置的
15、双向自动温度控制 （ATC） 电路、 自动功率控制 （APC） 电路、慢启动控制模块使激光器长期稳定工作在 25C 以及预设的最佳功率状态。宽带匹 配和预失真非线性补偿电路保证光发射机有平坦的频率响应和最小的组合二阶互调 （CSO） 、 组合三阶差拍（CTB）指标。以电控衰减器为核心的独特的 AGC 电路实现光调制度的自动 控制，确保在任何频道数目下 CSO、CTB 值不劣化，而载噪比在频道不满载时受益。在背 靠背的测试条件下可实现满频道(60CH)测试指标：CNR51dB，CSO63dB，CTB65dB。 同波段插播网络的灵活扩展及点播率的增加： 在网络初始阶段由于业务量不大， 可将直调光发
16、射机插入到分前端的第一级 1550nm光 放大器前， 即能满足互动需求， 同时也可以节省初期网络建设成本； 当增值业务顺利开展后，数据业务需求量进一步增大时，此时把直调光发射机逐步边缘化下移，插入到最后一级 1550nm光放大器前，来实现点播率的提高。具体案例如下： 以某县城的 20 万用户为例，每个分前端平均带 2 万用户（10 个分前端） ，分配给点播 的频点数为 24 个，其中 VOD 用户接入率按 30%计算，则 业务开展的初期，采用 1 台 1550 直调机、1 台 IPQAM，在驱动 1550nm光放大器前插 入；初期点播率为：248/（2000030%）3.2；如下图： 业务开展中后期，随着用户数的大量增加，同频段插播系统下移至最后一级 1550nm光 放大器前插入；每光节点带 50 户(广电总局印发的 NGB 总体实施方案中，每光节点带用户 数从 500 户、200 户向 50 户推进)，则 1 台 1550 直调机、1 台 IPQAM 覆盖了 4x32x50=6400
