思华科技时移电视解决方案白皮书

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1、时移电视解决方案白皮书2006 年 10 月时移电视系统白皮书Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 1 of 18目录1时移业务概述.21.11.2背景.2有线时移业务分析.22方案总体说明.62.12.22.32.42.52.6总体结构.6工作原理.8回传信令传输.8视频流格式.9机顶盒方案.9支持的时移功能.93关键设备与系统.113.13.23.3时移服务器.11采集编码系统.12IPQAM.1245接口.13方案特点.145.15.25.3业务层面.14技术层面.15整合优势.166总结.17Tel:86(21)61421822Fax

2、:86(21)52830811URL:Page 2 of 18时移电视系统白皮书1 时移业务概述1.1 背景我国全力推进数字电视已经有好几个年头，但是由于绝大多数地方仅仅把模拟信号变为数字信号，业务模式单一，无法带给观众全新的体验，数字电视缺乏吸引力，发展遇到了很多困难。同时，也因为业务单一，造成广电运营商收入的单一，无力投资进行网络改造和开展新业务。因此，寻找新的业务突破口，形成良性循环成了许多地方广电运营商的当务之急。TSoC 是 TimeShifting Over Cable 的缩写，是指观众在观看 DVB 数字电视节目时，可以随时按暂停或后退/快进键，也可以选择几天前的电视节目。TSo

3、C 彻底颠覆了原有看电视的方式，给观众带来全新的收视体验；也使得数字电视成为真正的“我的电视”，摆脱了时间的束缚，顺应现代人越来越快的生活节奏。“有线时移电视（TSoC）”，具有投入小、见效快、受众广、运营简单、能长期有效提高用户 ARPU 值的特点，是广电运营商改变业务模式，提高收入，并借以切入其他交互电视业务的首选。1.2 有线时移业务分析1.2.1 有线时移（TSoC）与电信时移（TSoE）的区别TSoE 是指电信运营商开展的完全基于 IP 网络的时移电视，即 TimeShifting Over Ethernet。由于电信运营商的 ADSL 等宽带线路的带宽难以大幅度提高，因此只能降低视

4、频码率，视频质量较差。TSoC 将 DVB 数字电视信号直接转换成时移视频流，通过 HFC 网络传送给用户端机顶盒，保证了时移电视与数字电视一样的高清晰度。电信时移的电视直播和时移电视都是基于 IP 的体系，因此实现比较简单；而 TSoC 的数字电视直播是 DVB 体系，时移电视是 IP 体系，当用户使用时移业务时涉及到两个体系之间的切换，这使得虽然在表现形式上两者比较接近，但在实际技术实现上存在较大差异，双体系的切换导致了更高的实现难度。Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 3 of 18时移电视系统白皮书思华科技基于长期以来在广电和电信领

5、域的技术积累，经过大量开发测试工作，创新性的提出“以时移服务器为核心，IP QAM 为桥梁，HFC 网络下行，任意 IP 网络回传”的时移解决方案。即：由时移服务器响应用户的时移请求，并提供所需视频流；采用 IPQAM 设备在 HFC 网络上将视频流传送到机顶盒；IP 回传通道仅需传送少量控制信令，因此可以在任何 IP 网络上实现，无须对 HFC 网络进行双向改造。1.2.2 时移电视的价值对运营商的价值持续收入增长，时移电视业务一般按照若干时移频道包月的方式收费，并可逐步增加可时移频道数量，并提高收费，这样就能带来持续的收入增长。初期投资小，由于时移电视业务实现简单，与 DVB 系统独立，H

6、FC 网络无须改造，因此初期投资很小。后期运维成本低，时移电视业务请求由用户发起，由系统自动实现，无须人工参与，因此运营成本很低。时移频道等设置一旦完成，一般不会经常修改，后期维护成本也很低。改变业务模式，时移电视可以改变原有的单向业务模式，作为开展全新交互式业务的切入点。对电视台的价值延长黄金时间，电视台在黄金时段前播放的节目，也可以在黄金时段被用户看到；晚归的用户也可以回看黄金时段的节目。提高收视率，用户的选择增加了时间维度，范围更广，更容易找到感兴趣的节目，从而增加收视时间，提高整体的收视率。提升王牌节目忠诚度，对于世界杯、超女等王牌节目，很多用户由于时间冲突无法收看直播，时移电视可以进

7、一步提升其收视率，巩固观众忠诚度。时移电视系统白皮书Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 4 of 1820点22点更多的节目选择，将提高电视的整体收视率用户将可以在黄金时段之后，观看到精彩的节目，使得后黄金时段的收视率提升电视台开始在黄金时段前放精彩节目对广电发展的价值经济效益与社会效益，时移电视除了能带来良好的经济效益，还能够推进数字化家庭进程，提升城市的信息化水平，带来巨大的社会效益。平滑扩展其他业务，时移电视解决方案可以平滑升级，支持 VOD 点播、录播等其他交互业务，为构建交互数字电视平台奠定坚实的基础。树立广电视频专家形象，应对未

8、来激烈竞争，三网合一、3C 融合是世界范围内的趋势和潮流，未来围绕电视机的争夺会越来越激烈。率先推出高质量的时移电视业务，可以在老百姓心中树立广电视频专家的形象，占据未来激烈竞争的先机。1.2.3 业务运营分析时移电视的实现方式可以分为用户端和系统端两类。用户端可以使用带录制功能的机顶盒或者带录制功能的电视机来实现。但对于运营商来说，只有在系统端来实现，才能把时移电视作为一种业务来运营，并获得长期的持续性收入。时移电视的成功运营需要考虑以下因素：时移电视的画面质量不能有下降能够时移的时间长度应该涵盖大部分用户的需求Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:

9、Page 5 of 18时移电视系统白皮书能够时移的频道应涵盖大部分用户喜欢的频道时移电视的收费模式能被用户接受Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 6 of 18时移电视系统白皮书2 方案总体说明2.1 总体结构思华时移电视解决方案由四个主要部分组成：采集编码系统、时移服务器、IPQAM 设备、回传设备。如下图所示：采集编码系统：用于对时移频道的 DVB 信号源进行实时采集编码，转换成可供用户使用的视频流。时移服务器：将采集编码系统提供的视频流进行录制，并响应用户请求提供所需的时移视频流。IP QAM：将时移服务器提供的视频流进行调制，通过

10、 HFC 网络进行传输。回传设备：如 CMTS、交换机等。一个可运营、可管理的商用时移电视系统，除了业务实现所必须的上述设备，还需要业务控制和业务管理系统的支撑，完整系统如下图所示：Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 7 of 18时移电视系统白皮书时移节目导航系统（TSG）：TSG 根据机顶盒的 STB-ID，查询相应的定购信息，并生成对应的时移频道列表信息。机顶盒根据这些信息可以判断哪些频道支持时移业务，哪些时移业务机顶盒已经定购可以观看。自服务网关（SSG）：机顶盒可以通过 SSG 进行在线定购、退定。SSG 与 OSS、TSG有数据

11、同步接口。自动录播管理系统（LiveAdmin）：对采集编码视频质量进行监控，在某台采集编码服务器故障时，自动调度备用服务器。网络管理与监控系统（CNOSS）：管理和监控时移服务器、IPQAM 设备，并提供时移业务的分析报表。多业务综合运营支撑系统 DTV-OSS：DTV-OSS 系统是多业务（时移电视、交互电视、数字电视、模拟电视、宽带、数据专线等）的综合运营支撑系统，在该系统中实现用户的开户、消户、定购、退定、出帐等功能。Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 8 of 18时移电视系统白皮书2.2 工作原理思华时移电视解决方案的工作原理如

12、下：通过采集服务器将 DVB 信号直接转换成视频流，并传送到时移服务器中时移服务器将直播节目进行录制，供用户时移时使用用户端机顶盒通过 IP 回传通道，传送用户的时移控制信令时移服务器接收信令，通过 IP-QAM 设备将视频流经过 HFC 网络传送给机顶盒2.3 回传信令传输思华时移电视解决方案针对广电 HFC 网络特点，采用 IPQAM 技术将时移视频流通过 HFC网络传送给机顶盒，而回传信道只需传送少量的控制信令，因此可以根据实际情况采用任何的 IP 网络，对于原有 Cable Modem 的用户，可以直接连接机顶盒；对于没有 Cable Modem的用户，可以一个楼道或者一栋楼共用一个

13、modem；对于五类线到楼/户的小区，可以直接将机顶盒连到交换机；对于五类线入户比较困难的小区，可以采用 Ethernet over Cable 的方式入户，连接机顶盒、对于家中已有其他运营商宽带的用户，也可直接利用其宽带作为回传信道。Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 9 of 18时移电视系统白皮书2.4 视频流格式思华采集编码系统可以将 DVB 信号采集下来转换成其他格式（如 MPEG4、H.264、WMV）或者低码流的 MPEG2。但考虑时移电视业务的特性，为保证数字电视用户在切换时，不会感觉视频质量明显下降，一般建议采用 34M

14、码流的 MPEG2 作为时移电视的视频流格式。2.5 机顶盒方案在时移方案中，机顶盒需要与思华的前端系统进行数据通行，接收、解析和执行思华时移服务器的指令，同时完成向上汇报和接受思华前端系统的相关监控。在采用 MPEG2 作为时移电视的情况下，普通 DVB 机顶盒即可对时移电视视频流进行解码。因此，硬件上只需增加一个网络模块（RJ45 接口），来连接 Cable Modem 或者交换机。软件上，思华提供标准的接口规范和 sample code，只要安思华的接口规范完成简单的接口开发，就可以快速集成到本解决方案中。对运营商来说，无需更换现有 DVB STB，仅需对现网 STB 进行软件升级即可支

15、持时移业务。2.6 支持的时移功能用户使用时移业务的操作非常简单，只要通过遥控器上的“”、“”、“确认/OK/播放”、“退出”等按钮即可完成。用户可以选择的时移操作包括：暂停(Pause)在观看电视频道时，用户按遥控器暂停键，节目暂停一段时间后，用户按播放键，可以从暂停处继续播放，此时可以进行节目快进，直到播放本频道实时的电视节目定位（Seek）在观看电视频道时，按遥控器定位键，可以选择前 N 分钟或某个绝对时间，并从选择的时间开始观看以前的电视节目快退（Trickplay）在观看电视频道时，按遥控器快退键，节目快退，按播放键，从选择的位置开始观看以前的电视节目快进（Trickplay）用户观

16、看以前的节目，按遥控器快进键，节目快进，直到播放本频道实时的电视节目时移电视系统白皮书Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 10 of 18Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 11 of 18时移电视系统白皮书3 关键设备与系统3.1 时移服务器思华时移服务器是基于先进的 ATCA 硬件架构的高性能视频服务器。具有 99.999%的高可靠性，全冗余热插拔，无阻塞的 IP 交换和 FC 交换背板；采用优化的 linux 操作系统，防止攻击；单块板卡可同时支持多种格式(MP2/MP4/H.26

17、4/WMV/REAL)。它包含了视频服务 MSC、录制 TSB、时移导航 TSG、用户自服务 SSG、资源管理 CSG等多个功能组件。单台时移服务器可以提供 6Gbps 的服务能力，相当于 1300 多个 4.5M 的 MPEG2 并发视频流。以高峰期，10%的用户同时使用时移电视业务计算，单台服务器能够同时为 13000 户数字电视用户提供时移服务。根据系统容量和用户规模，时移服务器可集中部署在总前端，向全网用户提供时移电视服务。当用户规模扩大时，可将时移服务器分布式部署于各分前端，就近向用户提供服务。Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page

18、12 of 18时移电视系统白皮书3.2 采集编码系统采集编码系统将 DVB 信号实时转码成所需的格式与码流，并发送给时移服务器进行录制。系统支持 MPEG2、MPEG4、H.264、WMV 等所有主流编码格式。采集编码服务器支持 N+1 冗余备份的方式，当一台服务器故障时，可自动切换到备份服务器接替工作。3.3 IPQAMIPQAM 设备接收时移服务器提供的时移视频流，并将其调制成射频信号，通过 HFC 网络传送给机顶盒。思华时移电视解决方案全部采用国际标准与协议，可与任何标准的 IP QAM 设备对接。思华方案目前已完成包括 SA，Harmonic，Tandberg 在内的多家主流 IP

19、QAM 厂家的 IP QAM设备集成。一般的 IPQAM 设备支持 1624 个频点，以 24 频点 IPQAM 设备为例，在 64QAM 调制方式下，单台 IPQAM 可以支持 192 个 4.5M 的 MPEG2 并发流。以高峰期，10%的用户同时使用时移电视业务计算，单台 IPQAM 可为 1920 户数字电视用户提供时移服务。Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 13 of 18时移电视系统白皮书4 接口时移系统的接口如上图所示：A：机顶盒从 HFC 网络中获取 DVB 直播节目的接口；B：采集转码服务器从 HFC 网络中获取 DVB

20、 直播节目的接口，该接口同 A 相同；C：CDN 网络从 SENDER 获取直播流的接口，该接口使用 RTSP 进行控制，使用RTP/TS 传输视频、音频数据；D：机顶盒同 TSG 接口，该接口采用 XML 协议进行通讯；E：机顶盒同 SSG 接口，该接口采用 HTTP 协议进行通讯；F：TSG 同 LDAP 服务器之间的接口，该接口采用 LDAP 协议进行通讯；G：AUTHVIEW 同 TSG 之间的接口，该接口采用 HTTP 协议进行通讯；H：机顶盒同 CDN 网络的接口，该接口采用 RTSP 进行控制，通过 RTP/TS 方式传送视频、音频数据；Tel:86(21)61421822Fax

21、:86(21)52830811URL:Page 14 of 18时移电视系统白皮书5 方案特点5.1 业务层面5.1.1 业务创新开展全新的交互业务，改变原有的服务提供模式，获得良好的社会效益，提升广电形象和政绩改变用户的收视习惯，得到一种全新的用户体验，可以随心所欲的回看已经播出的内容，不必再受时间的限制是广电从单向服务过渡到交互服务的必由之路，为未来开展更多的交互业务打下良好的基础5.1.2 经济效益系统初始投入成本较低，吸引高端用户，提高用户的忠诚度系统大规模部署，可以获得较高的投资回报提供此增值业务，提高用户的 ARPU 值，增强 DVB 平移后的盈利能力有效地利用现有的局端设备和 S

22、TB 的投资5.1.3 快速部署业务的内容获取方便，版权明晰不需构建复杂的内容制作中心，与现有系统没有复杂的接口关系，投入成本低，系统建设简单快速业务实现简单、运营模式清晰，运营维护成本低、并可快速升级到其他交互业务Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811URL:Page 15 of 18时移电视系统白皮书5.2 技术层面5.2.1 先进性思华科技借助多年的广电和电信行业的技术积累，创新性地将时移这种电信业务移植到广电的网络中国内首创的符合广电业务特点的时移解决方案充分利用广电网络的特点和优势，实现对 DVB 节目的直接采集和转码，并可以通过广电 HFC 网络进

23、行视频流传输控制信令和视频传输分离，高效准确的控制和路由体系5.2.2 低投入系统集成度高、经过大量的整合测试，可以快速地进行系统安装和部署，业务开通简化系统安装调试简便，运行后人工干预小，对运维人员要求低，维护成本低5.2.3 可靠性与可扩展性系统采用的设备和终端都经过大量的现网验证，符合广播级要求方案及系统经过大量的实验室测试和大规模的现网测试，充分保证系统的稳定性和可靠性思华工程师提供贴身服务，帮助进行系统运行初期的调试、监控和维护系统扩展性好，可以支持多种媒体格式和业务类型，可以实现平滑升级，以支持其他交互类业务Tel:86(21)61421822Fax:86(21)52830811U

24、RL:Page 16 of 18时移电视系统白皮书5.3 整合优势5.3.1 强强联手方案中思华选择广电领域的知名厂商作为合作伙伴，在网络方面选择 CISCO/SA 作为设备提供商强强联手充分保证系统技术领先性整合方案，降低方案投资，减少运营商的整体拥有成本提供更优质的技术服务，充分保证系统的可靠性和稳定性5.3.2 无缝集成套装方案保证系统无缝集成，整合度高为用户提供完整的、交钥匙工程，解决多厂家设备不兼容问题各种设备经过大量的测试和联调，保证良好的协同工作能力充分保证系统地快速开通，降低未来运营维护成本思华作为统一服务接口，解除运营商地后顾之忧Tel:86(21)61421822Fax:8

25、6(21)52830811URL:Page 17 of 18时移电视系统白皮书6 总结广电行业正面临着前所未有的数字化大发展的历史机遇，电视正超着高清、多业务、强互动的 TV2.0 时代迈进。但是，围绕着电视机的竞争也必将越来越激烈。能否顺应潮流、抓住机遇，推出满足用户需求的新业务，对广电运营商意义重大。时移电视可以在很大程度上改变用户收视习惯，满足个性化需求。同时业务实现简单，可以快速部署、快速开展业务、长期获得收益。时移电视系统还可以平滑升级支持 VOD 点播、录播等其他业务，为构建多业务交互数字电视平台奠定坚实的基础。思华科技作为杭州数字交互电视平台和广东电信互联星空系统的提供商，在广电和电信领域都拥有众多的成功案例，拥有大量专利核心技术积累，又非常熟悉广电的实际情况，是开展时移电视业务的最佳合作伙伴。