概述：

电信业发展宽带接入的问题：

城域网建设的巨大投资和宽带用户接入的低比率形成了一个强烈的对比，在这样的情况下，如何提高接入率成为了当前必须要解决的一个重要问题。据分析，在许多城域网络建设较好，宽带接入以及增值服务丰富的城市中，宽带用户的接入经历了一段快速增长期后出现了增长率明显减缓的情况，其根本原因是在拥有个人电脑的家庭用户中，其接入率已经达到了趋于饱和的比率，增长空间受到了限制。家庭电脑的拥有率成为了一个宽带接入发展的上限。

家庭电脑的普及会受到各种因素的影响，而其中最主要的问题集中体现在其易用性方面。在市场的调查结果中明显可以发现，购买人群集中在20岁-40岁的年龄段，他们是具有一定电脑知识基础的人群。从上面的调查数据可明显看出电脑知识以及电脑的易用性已经成为了电脑进入家庭的最大障碍。

电信业新的增长点：

而采用 "信息家电"结构的IP数字机顶盒实现VOD点播，则可能为电信业再次带来巨大的市场机会。它首先所带来的就是简单、易用的概念（像家电一样的易用），且维护简单，价格便宜，这正好弥补了家庭电脑普及率这一上限的限制，成为打破现有宽带格局，创造新的增长点，充分拉动宽带接入，提高网络利用率的最佳方式。

虽然在目前，基于PC机在宽带网上实现视频点播现已逐步成为一种时尚，但由于其影视质量存在问题，且不符合大众收视习惯，所以无法进行大规模商业付费运营。成熟可靠且价格低廉的IP数字机顶盒的出现，则为电信进入影视点播服务这一新的行业提供了一把金钥匙。

▊IP数字机顶盒的概念：

它相当于一台自带嵌入式操作系统的计算机，它采用以太网接入（RJ-45），视音频输出至电视，它可将通过网络传输过来的MPEG文件转换成模拟视音频输出致电视。它具备计算机的数据交换等基本功能，采用遥控器直接操作。

▊利用IP数字机顶盒实现点播的优点：

与广电系统的数字电视相比，它为用户提供的是真正的视频点播，极大地方便了用户对收视节目的选择，可随时收看（如当用户对某部电视连续剧感兴趣，它可一直连续收看，而采用DVB方案则无法实现）；它符合了人们采用电视的收视习惯，且图像质量较计算机显示器亮丽得多；采用家电化设计，保证妇孺老幼均可操作，扩展了受众面；低廉的价格使此项增值应用更易普及。在双向以太网上对用户可实现更好的管理，收费可采取更多的方式，经营手段灵活。

以上优势可保证该项业务的良好发展，随之更加快速地带动宽带接入用户数量增长，从而实现电信业宽带发展的良性循环。所以，利用机顶盒实现社区视频点播这项新兴业务对电信业及其他宽带运营商是至关重要、不可或缺的。

IP机顶盒与PC机综合比较：

1、视频点播系统的构成：

一个标准的视频点播系统主要由视频服务器系统、用户终端、节目制作系统、节目库、网络构成。

▊  视频服务器系统

是系统的核心设备，它通过核心的播空管理软件和网络均衡控制软件，负责将用户点播的视频节目读取和输出，使每一个点播用户都能得到高质量、连续流畅的视频图像和点播响应。

▊  用户终端

采用IP数字机顶盒,它是以普通电视机为显示设备，基于宽带IP网络的数字家电产品，机项盒采用以太网络接入方式，可在较低带宽环境下，达到高质量的视听效果。机顶盒不使用硬盘以及占用资源较多的WINDOWS等操作系统，而使用经过优化处理的嵌入式操作系统，具有极高的可靠性、稳定性和易维护性，用户也不需要支付昂贵的授权使用费。

市场上成熟稳定的机顶盒支持的媒体文件格式是：MPEG-1（相当于VCD）,MPEG-2(相当于DVD)。（由于在国际上MPEG-4的技术标准没有统一，目前市场上还没有相关的成熟产品，仅有某些厂家的试验品在做概念上的宣传，MPEG-4回放到电视的效果较差，产品价格昂贵。所以支持MPEG-4的IP机顶盒推广时机尚不成熟。）

▊  节目制作系统

用于录入视像节目，它将各种片源（磁带、LD、VCD、DVD等）实时压缩成MPEG-1,2的格式文件，并存储到视像库中，供用户点播。节目制作系统由PC机、视频编码压缩卡及节目转换软件组成。

在此系统中，IP数字机顶盒支持直接播放VCD、DVD节目，所以制作工作非常简单：只需将视频源（VCD、DVD）通过CD－ROM或DVD－ROM将其拷入节目存储库中即可。而不必购买其他设备。

▊  节目库

用于存储数字影视节目，在视频点播应用中，存储单元采用的是在线设备：磁盘。为大幅度提高磁盘输出能力、容错能力以及内部磁盘的连接能力，存储节目库采用磁盘冗余阵列（RAID）。在本系统中，节目格式一般以VCD、DVD为主，存储容量的计算如下：

DVD：每部影片（100分钟长度）约占3GB硬盘空间。

VCD：每部影片（100分钟长度）约占1GB硬盘空间。

一块146GB SCSI硬盘可存储50部DVD影片，150部VCD影片。

▊  网络

可采用社区的综合布线系统，也可利用电信为住户提供的ADSL线路。在点播时，VCD节目需要的网络传输带宽：1.2-1.5mbps，DVD节目需要的网络传输带宽：2-5mbps，所以网络线路的下行传输带宽应满足传输需求。

2、大规模应用时的技术要点分析：

电信业建设的是城市级的视频点播应用项目，支持大的并发点播数是系统建设要点。目前在大型城域网视频点播建设当中，无一例外地采取分布式点播服务响应方案，即尽可能地将视频点播服务器放置在网络中与点播用户最近的位置（设计多个边缘视频服务器），以避免占用主干网络带宽；在电信的核心层，系统实现用户认证、中心节目存储分发管理、系统管理等主要功能。

▊  机顶盒用户点播流程：

当用户打开IP机顶盒，机顶盒进行拨号认证，在中心，当系统确认该用户为合法用户并具备点播权限时，中心的WEB服务器为机顶盒提供相关的浏览页面，当用户寻找到需要收看的节目并确认点播时，系统通知与此用户最近的边缘视频服务器，该服务器为其提供点播节目的数据传送，这样，大量的数据传输发生在边缘服务器与用户之间，该服务器以上的网络资源没有占用。

▊  边缘视频服务器对网络的要求：

电信行业的网络线路早期为ATM网，在核心层、汇聚层、接入层均采用ATM线路，这样就给IP应用带来不便，在边缘的视频服务器只能通过具有IP OVER ATM功能的交换设备（交换机、IP-DSLAM）接入到网络中。在IP应用快速发展的今天，电信业的IP城域网建设已成为一种趋势，在全以太网结构下，边缘服务器的接入、位置设置就变得非常容易简单了，所需考虑的仅是服务器的负载问题。

▊  边缘视频服务器的设计

需满足该网络节点的用户并发点播要求，其服务器的数量应根据本节点的宽带用户接入开通数量而定，设计的并发点播数应不少于宽带网开通户数的20%。边缘服务器一般放置在电信的接入局端或社区的机房中，它应按照长期无人职守的工业化体系设计，它更多需考虑的是防尘、散热、电源保证的问题，一台设计良好的工控PC机及可满足设计要求；它应具备一定的硬盘存储空间用以保存热播节目（建议设计300-400GB的容量，可存储400部左右的VCD、150部DVD影片）；它需有较强的数据传输能力，可实现多网卡绑定或千兆网卡的输出能力。一台边缘视频服务器初期设计支持100个（VCD）并发点播数。

对于宽带用户接入较为集中的社区，边缘服务器的设计是合理有效的，而对于用户少、分散或宽带开通数量有限的地区，则可以在汇聚层设置服务器以满足不同接入点用户的点播需求。

▊  内容分发系统

作用是将电信中心的总节目库中的热播节目根据一定的规则自动下发到各边缘服务器中，它是社区点播系统能够长期稳定运营的关键；经过长期科学的统计，在为客户提供的所有点播内容中，经常为用户点播的仅有不到20%，可以这样认为，有超过80%的影片没有为提高点播率做出贡献；所以，在边缘服务器中，仅存储热播节目就可满足用户要求；但用户的欣赏口味不是一成不变的，且经常更新的节目需要随时添加，这样该服务器的硬盘空间就变成了需要经常更新的缓存区，它需要随时根据系统的总排行榜变化而添加或删除节目。不同档次的社区，还会有不同的个性化节目服务，所有这些的控制管理，均由内容分发系统实现。其功能特点如下：根据热播节目排行榜自动下发节目；根据中节目库的比例自动下发节目；根据边缘服务器的空间自动下发节目；根据管理员最新更新的节目自动下发节目；管理员选择节目下发；可手动下发，可定时、制订周期、制定自动下发时间；可根据分发服务器带宽、边缘服务器占用带宽情况动态制订分发带宽；支持分发节目断点续传；

可自动删除边缘服务器低点播率节目，调整硬盘存储空间。

▊  用户的认证

采用基于电信通用的PPPOE拨号认证方式，系统采用的IP数字机顶盒支持该方式，在开机时即自动拨号认证，通过后获取动态IP地址，极大地方便了电信对机顶盒用户的管理。针对一些较大的企业社区，用户通过代理服务器上网，数字机顶盒可以通过DHCP服务获取IP地址并登陆点播系统，对这类用户可采用绑定网卡的MAC地址方式实现认证，这样能够有效的防止非法盗用。

3、计费方式

可采用与认证统一的包月制收费，可定制建立与其它虚拟运营商分帐收费模式。

充值卡收费：可按点播节目、点播次数、收视时长设计减值标准。用户充值方式简便，用遥控器按电视画面提示输入充值卡密码即可完成。

系统所有的用户认证计费工作均由中心控制管理。

4、系统的基本设计功能

▊  节目管理

支持对MPEG-1(SS)、MPEG-2(TS,SS,PS)、DAT（VCD）、VOB(DVD)、MP3、WAV等媒体格式的播放管理；各节目的播放属性管理（设定其点播、轮播、广告）；多级节目的列表播出管理（可实现多级节目的连续无缝播出）：节目的权限管理；节目价格设定管理；节目的中文名称、栏目设定、介绍管理；预览片花播放时长管理；栏目权限管理。

▊  用户管理

各级系统管理员权限设定管理；普通用户信息注册管理；普通用户收视权限管理（不同权限的用户将看到不同的电视的节目浏览画面）；普通用户计费方式管理；普通用户的开通、消户管理；普通用户的收视统计管理；普通用户消费查询管理。

▊  广告管理

可在点播节目前、后添加视频广告；可设定广告价格。

▊  信息管理

本系统为社区住户提供了电子信息导航功能，系统管理者可将于住户相关的各类信息分类输入，住户可通过本系统方便快捷地了解各类生活服务信息；如社区服务指南、医疗服务指南、城市新景观介绍等；还可发布各类页面广告，如电信新业务介绍、其他企业介绍等，在为自身业务提供新的广告发布渠道外，还为系统提供了新的增值赢利空间。

▊  消息管理

系统为运营商提供了消息发布管理，管理者可对所有用户或部分用户群发通知、消息，也可对某一用户单独发出消息，对系统的统一管理提供了极大方便，并为合作运营者提供更方便的管理服务功能，通过消息管理系统发布如收视费、物业费、水电费的催缴通知，业务即时变更通知等；消息发布的型式可以是以左飞字幕的方式，也可是用户在消息栏中收看。消息管理同时为用户提供了向系统发布信息的功能，如用户可选择报修通知、服务投诉、节目投票等信息，它可使运营商为用户提供更好的即时服务。

▊  系统管理

多服务器管理；系统运行状态监控管理；数据库（节目数据库、用户数据库、日志数据库）管理；支持远程管理，允许管理员在任一台机器上设置边缘视频服务器地址和查询服务器运行状态；用户机顶盒管理。

▊  轮播管理

在电信网络支持组播协议（网络上的路由器、3层交换机支持IGMP协议）的情况下，系统可实现多个广播频道的开通播放，可将多个节目按播出列表顺序播出。这就相当于在电信的IP网络上开办数字电视台。

▊  股票查询

可登陆天亿股票行情发布系统，实时查询上证、深证所有交易的股票行情（大盘行情、各股行情），可在电视上清晰显示日、周、月K线图。

▊  电视管理

带有TUNER(电视射频接口)功能的数字机顶盒还可将电视频道统一管理，可将电视机遥控器与IP机顶盒遥控器合二为一，方便用户使用，可在播出的电视节目中加入运营商的徽标，提升广告效应。

▊  系统的点播控制

用户可通过遥控器方便实现以下功能：控制节目的正常播放、暂停、停止；在节目正常播放过程中，可实现跳进、跳退功能；可选择左、右声道；可控制音量大小；可选择静音功能；对于部分DVD节目，可选择显示字幕；可实现点播/电视节目的转换

▊  WAP上网浏览及收发EMAIL的功能

▊  卡拉OK功能

假设某小区共有15栋住宅楼，楼高6层，三个楼道单元，每栋楼48户，小区总计住户720户。小区内部采用LAN的方式布线，楼道设置一个100M的楼道交换机，10M或100M到住户桌面。楼道交换机通过双绞线或者光纤的方式100M接入小区中心交换机(可以是2层或3层交换)。中心交换机配备1000M电口或者光口，用于连接边缘视频服务器。小区网络通过100M或1000M线路连接入城域网汇聚或接入层。

初期设计宽带接入用户数目为小区总户数的60%，其中机顶盒用户数为宽带接入用户数目的50%，机顶盒的并发点播率为50%，社区内边缘视频服务器所需支持的并发点播数为：

720户*60%*50%*50%=108

设计视频服务器（内含WEB服务、边缘节目数据库）1台。其配置如下表：

视频服务器总存储容量为580GB，约可存储600部VCD或者200-300部DVD的电影节目。边缘视频服务器采用1000M电口（RJ45）接入小区中心交换机，每台视频服务器可提供给80个用户同时点播流量为3Mbps的DVD节目，可提供给180个用户同时点播流量为1.38Mbps的VCD节目，节目库采用VCD和DVD混合节目库，通过流量控制系统实时监控，完全可以满足150个用户的并发点播（混合点播MPEG-1/MPEG-2节目）。所以，单台边缘视频服务器可满足规模为720户社区的机顶盒点播要求（最大可满足1000户）。

住户使用数字机顶盒接入小区内部网络，开机后通过内置的PPPOE协议到数据中心进行身份认证，获得身份认证后数据中心将机顶盒的主页面转移至小区WEB服务器，小区WEB服务器对数字机顶盒的MAC进行识别认证，无权限的机顶盒不允许进入系统。用户端显示小区特色页面，此时用户所有请求由小区服务器接管。用户开始进行页面检索点播节目。用户点播节目发送点播请求时，系统根据该用户须遵循的计费策略计费并将信息传至数据中心，视频服务器为用户提供高品质的视频服务。

       小区内部的用户点播数据库与数据中心的数据服务器实时同步，数据中心保证所有最新最全的数据信息，并根据实时生成的点播排行，按管理者制订的分发策略进行节目下发。保证社区边缘视频服务器存储的均为热播节目。

       边缘视频服务系统还可与其他第三方系统（如社区物业管理系统）对接建立接口，智能小区住户可通过机顶盒浏览各类物业管理信息。

项目投资概算：

本项目投资分三部分：电信中心节点；社区边缘服务节点；片源费用；

1：电信中心节点

需由电信运营商承建，它应构建在电信的IDC，并有良好的带宽出口。必要的软硬件设备见下表：

2: 社区边缘服务节点

构建在社区网络中心机房内，该项投资可由电信运营商、房产开发商、物业、虚拟运营商中的任何一家来实现。必要的软硬件设备见下表：

备注：本方案推荐的视频服务器支持的最大并发用户数为150（VCD）,可满足规模多达1200户社区的机顶盒点播要求。

3：片源费用：

为用户提供丰富多样的节目是系统成功的关键。运营商与节目供片公司签订合作运营协议，使其参与节目点播分成，片源供应问题则可有效解决。在运营初期，可采取保底付费的办法，在服务用户数小于10000户时，年保底费用为：人民币50000.00。（服务内容：1000部具备版权的影视节目，每月可为用户更新20部左右新片。这样可为运营商快速投入运营提供条件。当服务用户数20000--50000户时，年保底费用为：人民币150000.00。

数字机顶盒及点播软件系统的选型比较：

系统选择的是基于影碟机硬件平台的家电化设计体系，简单可靠；机顶盒的软件平台为嵌入式Vxworks操作系统，虽然在该平台上开发难度极大，但为用户和运营商带来的是高效率、可靠性，我公司在此基础上开发出具有自主知识产权的嵌入式浏览器，使机顶盒可方便容易的增加新功能。同时价格具有绝对的竞争力。

目前市场上其它IP机顶盒的硬件一般采用X86设计体系，软件平台基于Windows CE,它仍然属于PC架构，这样就会带来CPU温升、稳定性差、操作系统庞大等诸多缺点，且机顶盒造价无法低至一般百姓的期望值。以下是视翰系统与此其它产品的一些技术特点比较：

▊  系统连接速度最快

开机后5秒内即进入主画面。且按键响应速度极快，无等待时间。这对社区用户的方便使用是极为必要的。其他数字VOD提供厂商机顶盒与服务器连接速度少则10秒，多则数分钟；遥控器按键响应慢，画面刷新慢，由此造成的质量投诉问题极多。

▊  机顶盒的可靠性极高、故障率最低

在社区环境中，频繁开、关机为正常现象，其他厂家的机顶盒在这种状态下，会造成机顶盒系统崩溃或死机，视翰的产品基本不会产生此类问题。 这是系统设计机理质量差异。

▊  点播画面播放质量最好

可直接播放DVD节目；

▊  节目装载最为简单

仅需将VCD/DVD片源拷贝到节目库即可。多段VCD、DVD自动连续播放；

▊  节目点播中的快进快退反应快捷

无马赛克现象产生。

▊  节目预览

设计巧妙，经营者可自由设定精彩节目播放点，可有效吸引收视。

▊  用户权限管理

使经营更加灵活，为用户提供定制化服务成为可能。

▊  个性化小区特色服务

针对不同小区的特色和需求，使用不同的页面模版，体现特色服务。

▊  系统的视频服务采用LINUX操作平台

效率极高，我公司在流控传输上采用了高效可靠的协议，保证在同样带宽、同样节目质量的情况下可同时服务更多的用户。其他厂家一般采用WINDOWS操作系统，效率较低，且流控服务效率低。

▊  设计完善的内容分发系统

企业长期从事电信级视频点播系统的研发，对大型城域网内的节目分发有着详细的需求分析，设计符合电信业务需求。

2004-3-9