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1、有线网络双向化互动电视困局及出路摘要：当前双向互动数字电视开展越来越多，是采用IPQAM还是采用IPTV来实现，对于现有机 顶盒如何处置都是当前不得不研究的问题，文章讨论了当前采用IPQAM的合理性和现有机顶盒的处置原则。关键词：机顶盒，单向，双向，高清，中间件。引言在2010年3月CCBN主题报告会上，广电总局张海涛副局长指出我国目前已经有1.74亿有线电视用户，其中6500万已经完成了整体平移（即数字化整 体转换）。在这6500万数字有线电视用户中，双向覆盖用户达3000多万，但双向机顶盒用户只有200多万。这意味着，有线数字电视用户实际双向化比例 仅为3.1%，占全部有线电视用户的1.1
2、5%。因此在广电网络双向化进程中，如何处置约6200万存量单向机顶盒是一个不得不研究的话题。其次双向化过 程中互动电视业务是采用IPQAM技术，还是IPTV技术也是需要探讨的。在讨论如何处置现存单向机顶盒问题时必须先讨论清楚采用何种技术体制实现双向互 动业务。本文将首先讨论双向互动技术体制（IPQAM or IPTV），在此基础上进一步讨论如何处置现存单向机顶盒。IPQAM和IPTV技术体制目前一般对IPTV的理解不够严格准确，在广电体系大家谈得更多的是IP+TV，而在电信体系 谈得更多的TV over IP，实际上前者就是指基于IPQAM的双向互动电视，后者指的是基于纯IP的双向互动电视。下
3、面分别论述两种技术体制并阐述二者的区别联系。IPQAM广义的IPQAM指的是一种互动电视的技术体制，示意图如图1。狭义的IPQAM指的是 IPQAM调制设备。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(CACHE)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IP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，IPQ
4、AM将音视频流调制为RF信号后通过HFC网络传输给STB，STB根据头端返回的PID锁定对应的音视频流来进行解调和解码以 实现互动。图1中用于交互的IP network即可以是EPON+LAN独立的物理网络，也可以是EPON+EOC的IP over HFC的复用网络（光纤部分可以光缆中的不同光纤空分复用或者同纤波分复用，同轴部分则可以频分复用）。IPQAM体制中典型的特征是电视机顶盒拥有RF 和IP两个输入接口，所有的音视频流无论是直播（广播）还是点播均来源于RF输入接口。IP双向通道仅用于互动回传或其他IP增值业务。一般的直播的数字 节目使用550MHz以下的频率，点播节目使用的IPQAM调
5、制的频点，使用550MHz以上的频率。目前国内大多使用的是24路/64QAM调制的 IPQAM，拥有24个模拟频点，每个频点通常拥有38Mbps的网络带宽速率，按照MPEG2节目源的峰值5Mbps计算（标清），每个频点可以容纳7 个VOD MPEG2的节目，则该IPQAM可同时播放168路节目。考虑到开通率一般低于20%，同时并发率小于20%，则该IPQAM可以覆盖的用户数为 168/（0.2*0.2）=4200户。考虑到一般的分前端用户数从几万户到几十万户不等，此种IPQAM需要用到几十到数百。因此当用户数更多的时候 需要考虑使用128QAM或者256QAM又或者频点更多的IPQAM设备。图
6、1 IPQAM示意图IPTVIPTV是另一种技术体制(参见图2)，和IPQAM相比其最大的特点就是无论是音视频还是双 向互动信号均使用IP信道。IPTV的视频节目主要分实时直播和点播（包括VoD和时移节目）。其中直播需要用到组播技术，同时观看一个频道的用户可以共 享带宽。点播使用的还是单播技术，每个用户均需要单独的带宽资源。对于IPTV技术体制，HFC网络不是必须的。对于仅使用IPTV技术体制进行互动业务 的运营商来说同轴电缆不是必须的，即使使用也只是使用的IP over Coax技术，其本质还是IP网络。使用IPTV技术的机顶盒是无需RF输入接口的。图2 IPTV示意图IPQAM和IPTV的
7、区别和联系IPQAM和IPTV最大的区别还是在于音视频流一个是从HFC信道下行，一个是从IP信道下 行。二者的头端系统是类似的，图3给出的是IPTV媒体和交互信息信息流。对于IPQAM数字电视DVB头端的角色类似于图3中的Multicast Server主要完成实时直播节目的广播。IPQAM的中心流服务器（Center Streaming Server）和边缘流服务器(Edge Streaming Server)和图3中是类似的，但边缘流服务器（图1中的CACHE）和Multicast Server之间没有图3中组播流汇流，IPQAM中直播（DVB头端）节目和点播（IPQAM）节目是在HFC的
8、入口处混合汇流的。电子节目单服务器 （EPG Server）二者是类似的。可以看到对于IPQAM和IPTV来说，IPTV对IP信道的带宽要求更多。对于广电运营商来说，HFC是现成的网络，采用 IPQAM体制可以充分的利用现有的投资，假如不考虑宽带数据接入业务，则对于IP通道仅需进行少量投资即可以完成电视业务的双向互动。考虑到以后所有的 网络融合方向在逻辑层面均为IP，长远来看高清的IPTV必将是最终的方向，这正好和FTTH的物理网络融合方向是一致的。尽管如此，但对于广电运营商来 说，HFC是广电最好的资源，也很容易做到100%覆盖，而FTTH要做到100%覆盖投资将是非常巨大的，因此采用类似于
9、EPON+EOC的技术将能够 充分挖掘同轴电缆的潜力。同轴电缆的频谱资源高达1GHz，某些地区的电缆甚至高达1.5Hz，而目前的调制技术（如1024 QAM）调制效率已达10 bps/Hz，因此同轴电缆的带宽潜力可达10G15Gbps。当前的EPON+百兆EOC已经满足IPQAM的需求并能开展宽带接入服务也可以支持标 清的IPTV，随着技术的进步，10GEPON+千兆EOC将能够满足未来更大的带宽需求，到那时基于同轴电缆的高清IPTV技术也将是可行的。因此当前 选择一个IPQAM、IPTV兼容的平台将更有利于保护广电运营商的投资，图4给出的EPON+EOC的结构可以实现IPQAM也可以实现IP
10、TV。如果 采用EPON+LAN，在不使用HFC的时候仅能实现IPTV（图5），当使用HFC的时候可以实现IPQAM。 图3 IPTV媒体和交互信息流示意图图4 使用EPON+EOC实现IPQAM/IPTV示意图图5 使用EPON+LAN实现IPTV示意图 机顶盒的分类和处置策略机顶盒的分类当前市场上的有线机顶盒主要分三大类，具体分类参见表1，当前市面上主要还是以基于DVB-C 的单向标清机顶盒为主，这些用户主要是广电运营商的用户。IP机顶盒也是以标清为主，主要用户集中在电信运营商，广电方面华数也有不少的用户。自广电总局 前年提出发展高清电视以来，去年共在8个省市开通了13套高清电视节目。考虑
11、到当期大部分的机顶盒是以标清为主，而未来的发展方向是高清节目，同时我们注 意到当前双向化改造是当前的热点，因此双向高清机顶盒应该是推广的重点，如目前北京歌华有线主要发展双向高清互动机顶盒，双向标清作为中间过渡状态仅发展 了4个月。表1有线机顶盒的分类现有机顶盒的处置策略图6 广电有线电视用户构成（数据来源CCBN 2010主题报告，单位 万户）按照2010年CCBN张海涛副局长的主题报告数据（参见图4），我们国家当前有1.74亿有 线电视用户，其中已经完成整转平移的有6500万户，这些平移的6500万数字有线电视用户中有6300万使用的是单向标清数字机顶盒，仅有200万的双 向标清数字机顶盒。
12、如何处置现有的这些机顶盒是需要十分重视的问题。首先讨论还没有完成数字平移的有线电视用户，对于这部分用户我们的建议是使用双向高清数字有线 机顶盒一部到位的建设，这其中对于不需要进行双向高清互动电视的用户可以差别定价，使用此前6500万用户置换下来的单向数字机顶盒或双向标清机顶盒。理 由如下：1. 2009年广电总局在关于加快广播电视网络发展的若干意见中明确要求“尚未完成整体转换的有线网络，网络建设和改造要直接向双向化过渡”，意即数字化 和双向化同步完成。2.2009年广电总局在广电总局关于促进高清电视发展的通知中要求大力推广高清频道。目前8个省市开通了13套高清电视节目，高 清将是不可逆转的趋势
13、，而且推广的速度会比想象的快。对于6300万已经完成了数字化平移单位完成双向化的用户，建议对其中部分有双向互动点播需求 的用户换发双向高清机顶盒，置换下来的单向机顶盒即可以给尚未完成数字平移的用户使用，也可以给家庭第二台电视使用。按照统计在类似于北京等城市，有 80%的家庭拥有两台电视，可以一台双向高清，一台单向标清。对于200万已经完成了数字平移和双向改造开通的用户（双向覆盖用户已达3000多万户），考 虑到这部分用户经济基础较好，是最有意愿也最有条件做双向高清互动电视业务的，我们建议对于这部分视营销策略决定是否尽快换发双向高清机顶盒。换下来的双 向标清机顶盒可以给其余有双向点播需求但无高清
14、需求的用户使用。目前业界有一种提法是采用单向机顶盒改造来做双向互动电视业务。图7-9比较几种不同的实施方 法，表2比较了三种方案的不同改造成本。可见当仅仅开展双向互动电视业务的时候，已有单向机顶盒用户的改造使用窄带EOC+单向机顶盒的方案表面上有成本 优势，但对于同时需要开宽带和双向互动电视业务的新用户使用宽带EOC+双向机顶盒的成本是最低的。表2三种方案的成本比较（单位：元）表3：某社区互动业务调查和上行带宽需求a图10详细的示意了基于窄带EOC的双向互动点播实施方案。廉价的窄带EOC方案一般选用的是 ZigBee技术，我们知道ZigBee技术选用的频点是315/433/868/915MHz
15、，为了不和广电现有的频谱资源冲突，一般选用 915MHz。另外根据衰减不同窄带EOC方案的带宽（共享）为0.6Kbps500Kbps。从表3中可以看到对于双向互动电视业务每户所需带宽需要 规划为50Kbps以开展点播和其他增值业务。但是窄带EOC的带宽最大只有500Kbps，这样在同一时刻，一个窄带EOC头端（和ONU以及CATV 光站均放置在光节点位置）仅能带10户，而我们知道目前一个光节点覆盖的用户至少为50户。因此窄带EOC的带宽限制还是非常大的。同时我们从图10中可 以看出双向互动点播平台和EPON系统间的接口肯定是IP接口，而EPON是个二层透明传输系统，因此机顶盒232到IP信号的
16、转换必须由窄带EOC来完 成。一个理想的方案应该是机顶盒完成改造通过支持PPP来支持IP协议栈。窄带EOC终端仅负责将串口PPP信号转换成ZigBee在同轴电缆上传输，窄 带EOC头端负责将ZigBee还原成PPP信号，再进行PPP终结成IP信号转发上去或者转换为PPPoE转发上去。由此可见：为了互通，必须机顶盒厂 家、窄带EOC厂家和互动点播平台以及广电运营商四方充分配合，才有可能做到互通。对于单个地方广电运营商涉及到如下问题：机顶盒厂家的意愿和配合度，是愿意重新改造单向机顶盒还是再卖一台双向机顶盒？机顶盒中间件和上层互动点播平台的标准问题，能否协调？ 在机顶盒厂家和上层互动点播平台之间标准协调好后还需要中间的窄带EOC厂家的配合确保PPP 协议和IP协议的正
