有線電視網(wǎng)絡(luò)的短信視頻點(diǎn)播系統(tǒng)研究

許東營(yíng)

[摘要]隨著數(shù)字電視技術(shù)的不斷發(fā)展和越來越廣泛的開展,視頻點(diǎn)播系統(tǒng)(VOD)將對(duì)人們的日常生活、信息產(chǎn)業(yè)等各行各業(yè)產(chǎn)生巨大影響。對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)的短信視頻點(diǎn)播系統(tǒng)進(jìn)行研究。

[關(guān)鍵詞]有線電視網(wǎng)絡(luò)短信視頻點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TN94文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)1110045-01

目前我國的有線電視網(wǎng)仍然以單向的HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主,對(duì)HFC的雙向改造僅僅在少數(shù)幾個(gè)大城市中展開,并且對(duì)HFC進(jìn)行大規(guī)模的雙向改造仍是一項(xiàng)耗時(shí)耗費(fèi)均相當(dāng)巨大的工程。近年來廣電總局要求推廣“免費(fèi)送機(jī)頂盒”以擴(kuò)大數(shù)字電視用戶規(guī)模的模式,這表明我國數(shù)字電視的開展仍處于普及型階段,所采用的機(jī)頂盒的功能不會(huì)很強(qiáng)大。短信視頻點(diǎn)播系統(tǒng),可以在無需對(duì)有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造的情況下,利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)來上傳用戶請(qǐng)求以實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播。

一、短信點(diǎn)播系統(tǒng)

基于CATV網(wǎng)絡(luò)的短信點(diǎn)播系統(tǒng)是一種借助于無線通訊網(wǎng)絡(luò),利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、數(shù)字壓縮技術(shù)、數(shù)字視頻傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù),在現(xiàn)有的數(shù)字電視前端系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行視頻播出的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)。

該系統(tǒng)構(gòu)成十分簡(jiǎn)單,用戶只需要具備普通的數(shù)字電視機(jī)頂盒和手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)節(jié)目的點(diǎn)播。點(diǎn)播節(jié)目時(shí),用戶先通過機(jī)頂盒接收列有可供點(diǎn)播節(jié)目的節(jié)目單,在相關(guān)點(diǎn)播信息的提示下,按照一定的格式編輯短信息,包括自己所要點(diǎn)播節(jié)目的有關(guān)信息,通過手機(jī)發(fā)送到特定的服務(wù)號(hào)碼;在服務(wù)器端,系統(tǒng)通過短信網(wǎng)關(guān)接收用戶的點(diǎn)播請(qǐng)求,對(duì)短信的內(nèi)容進(jìn)行分析,按照一定的請(qǐng)求調(diào)度算法,將獲得系統(tǒng)資源的視頻節(jié)目發(fā)送給前端設(shè)備的調(diào)制器,調(diào)制設(shè)備將調(diào)制后的節(jié)目經(jīng)由混合器送入CATV網(wǎng)絡(luò),同時(shí)服務(wù)器返回相關(guān)的點(diǎn)播信息以便用戶收看已經(jīng)成功點(diǎn)播的節(jié)目。

在系統(tǒng)的前端系統(tǒng)中,利用數(shù)據(jù)庫對(duì)所提供的節(jié)目信息進(jìn)行管理,并在數(shù)據(jù)庫的支持下響應(yīng)用戶點(diǎn)播請(qǐng)求,查詢節(jié)目信息、動(dòng)態(tài)生成節(jié)目菜單。系統(tǒng)節(jié)目庫可實(shí)現(xiàn)大量節(jié)目的存儲(chǔ),并支持多種節(jié)目格式。

二、系統(tǒng)可行性分析

(一)系統(tǒng)適用范圍廣。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn),本視頻點(diǎn)播系統(tǒng)適用于現(xiàn)有的所有數(shù)字有線電視服務(wù)商。本系統(tǒng)特別適用于為仍然是單向HFC網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)提供視頻點(diǎn)播服務(wù)。

(二)無需任何新的網(wǎng)絡(luò)布線。視頻信號(hào)傳輸方面,利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)信道即可,不需要進(jìn)行任何的改造。點(diǎn)播請(qǐng)求上傳通道利用移動(dòng)的GSM網(wǎng)和聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)即可。在應(yīng)用于智能小區(qū)的方案中,有線電視網(wǎng)進(jìn)入小區(qū)的中心機(jī)房后,可以另外增加射頻調(diào)制器以及混合器,把小區(qū)內(nèi)部的點(diǎn)播節(jié)目加入整個(gè)有線電視網(wǎng)絡(luò)中提供給本小區(qū)的點(diǎn)播用戶收看。

(三)設(shè)備成本投入較低。一般的數(shù)字電視用戶所使用的為普通機(jī)頂盒,利用本點(diǎn)播系統(tǒng)進(jìn)行視頻點(diǎn)播,不需要對(duì)機(jī)頂盒進(jìn)行硬件方面的改動(dòng)。用戶只要把通過身邊的手機(jī)就能完成點(diǎn)播命令的傳送。前端設(shè)備中只需增加接收移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的短信網(wǎng)關(guān),即可完成對(duì)用戶點(diǎn)播命令的處理,及對(duì)用戶點(diǎn)播信息的反饋。所以該系統(tǒng)的使用、運(yùn)行和維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高、系統(tǒng)的投資少、成本低,易于推廣。

(四)充分利用頻帶資源。目前我國絕大部分地區(qū)的有線電視臺(tái)提供的電視節(jié)目頻道是有限的,從而造成很多頻帶資源的浪費(fèi),通過增設(shè)視頻點(diǎn)播頻道,充分利用頻帶資源。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)用戶同時(shí)點(diǎn)播不同節(jié)目的支持,其支持的數(shù)目?jī)H僅受有線電視網(wǎng)絡(luò)資源的限制。

三、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

(一)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。本視頻點(diǎn)播系統(tǒng)基于有線電視網(wǎng)絡(luò),提供數(shù)字視頻、音頻節(jié)目等多媒體節(jié)目的點(diǎn)播服務(wù)。VOD系統(tǒng)采用最先進(jìn)的視頻數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)流控技術(shù),充分利用現(xiàn)有的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)資源,把各種視頻、音頻節(jié)目提供給點(diǎn)播用戶,使用戶可以方便地對(duì)自己感興趣的節(jié)目進(jìn)行選擇收看。

1.節(jié)目點(diǎn)播。用戶可以隨時(shí)根據(jù)個(gè)人的喜愛,點(diǎn)播視頻服務(wù)器中的節(jié)目,不論節(jié)目的時(shí)間長(zhǎng)短系統(tǒng)均可保證節(jié)目的順暢播放,聲音、圖像如同單機(jī)播放節(jié)目一樣。每一個(gè)節(jié)目可讓多人同時(shí)點(diǎn)播,用戶收看點(diǎn)播視頻節(jié)目時(shí)互相不受干擾;同一時(shí)間系統(tǒng)可供多人同時(shí)點(diǎn)播不同的節(jié)目。

2.分類索引。本系統(tǒng)提供節(jié)目分類索引,可方便、有效地將視頻節(jié)目依據(jù)使用者的需要加以分類,使每個(gè)用戶在需要點(diǎn)播時(shí)能快速找到自己需要的節(jié)目。在系統(tǒng)中增加或刪除節(jié)目時(shí),都會(huì)自動(dòng)維護(hù)視頻索引文檔,以保證用戶點(diǎn)播時(shí)所看到的節(jié)目也是最新內(nèi)容。

3.媒體庫管理。即節(jié)目的管理功能,可對(duì)節(jié)目進(jìn)行增加、刪除、修改節(jié)目屬性、媒體節(jié)目的格式轉(zhuǎn)換、節(jié)目壓縮入庫等操作。目前支持的視頻、音頻文件格式有:MPEG-1格式(VCD)/MPEG-2格式(DVD)/AVI格式;輸出質(zhì)量:音頻可達(dá)CD級(jí)質(zhì)量,視頻可達(dá)30幀/秒的質(zhì)量,圖象穩(wěn)定流暢無抖動(dòng)。當(dāng)硬盤容量不夠時(shí),可方便地掛接新的硬盤,并立即能夠存儲(chǔ)使用。

4.用戶管理。本系統(tǒng)能對(duì)進(jìn)行點(diǎn)播請(qǐng)求的用戶進(jìn)行合法性檢查,對(duì)點(diǎn)播用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和管理,可以對(duì)所有進(jìn)行點(diǎn)播請(qǐng)求的用戶信息進(jìn)行查看,在需要時(shí),通過對(duì)節(jié)目取消授權(quán)的方式可隨時(shí)切斷任何一個(gè)用戶的點(diǎn)播操作。對(duì)成功完成點(diǎn)播請(qǐng)求的用戶,將對(duì)其進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理。

(二)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)由客戶端發(fā)起,服務(wù)器處于被動(dòng)狀態(tài),等待客戶的各種請(qǐng)求,然后通過消息觸發(fā)和消息響應(yīng)機(jī)制來完成它的工作。用戶通過上行信道向系統(tǒng)中心管理服務(wù)器發(fā)送視頻點(diǎn)播服務(wù)請(qǐng)求,中心管理服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)調(diào)度分配,視頻服務(wù)器通過下行信道向用戶傳送所請(qǐng)求的視頻節(jié)目。具體流程描述如下:

1.通過機(jī)頂盒接收點(diǎn)播節(jié)目的節(jié)目單,選擇自己喜愛的視頻節(jié)目;2.通過手機(jī)編輯短消息,輸入節(jié)目編號(hào)以及用戶IC卡號(hào),發(fā)出點(diǎn)播請(qǐng)求;3.短信網(wǎng)關(guān)接收用戶點(diǎn)播信息,對(duì)用戶及點(diǎn)播命令的合法性進(jìn)行檢查;4.管理服務(wù)器記錄所有合法點(diǎn)播請(qǐng)求的用戶信息,對(duì)其進(jìn)行分級(jí)管理;5.管理服務(wù)器對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行查詢,判斷是否有空閑的信道來滿足新的用戶點(diǎn)播請(qǐng)求;6.對(duì)于所有成功獲得點(diǎn)播服務(wù)的用戶,服務(wù)器記錄其相關(guān)信息并予以反饋;7.視頻服務(wù)器對(duì)成功點(diǎn)播的節(jié)目進(jìn)行調(diào)度,加擾后傳入CATV網(wǎng)絡(luò);8.用戶機(jī)頂盒接收點(diǎn)播節(jié)目,對(duì)其進(jìn)行解調(diào)、解擾、解碼呈現(xiàn)給用戶觀看。按照數(shù)據(jù)處理的流程,系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)前端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和客戶端設(shè)備三個(gè)主要部分組成。

本視頻點(diǎn)播的前端系統(tǒng)與一般的數(shù)字電視前端系統(tǒng)基本相同,僅多了一個(gè)對(duì)點(diǎn)播請(qǐng)求進(jìn)行處理的模塊。前端采用100M快速交換式以太網(wǎng),連接視頻服務(wù)器、管理工作站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、節(jié)目編輯制作工作站等,并提供現(xiàn)有計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口。用戶管理系統(tǒng)其實(shí)是滿足數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)管理所需的一套綜合性的軟件。條件接收系統(tǒng)就是可以按不同情況對(duì)數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)按時(shí)間、頻道和節(jié)目進(jìn)行管理控制、規(guī)定一些節(jié)目只有經(jīng)過適當(dāng)授權(quán)的用戶才能收看的系統(tǒng)。

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