有線網(wǎng)絡(luò)雙向化互動(dòng)電視困局及出路

1、有線網(wǎng)絡(luò)雙向化互動(dòng)電視困局及出路摘要：當(dāng)前雙向互動(dòng)數(shù)字電視開(kāi)展越來(lái)越多，是采用IPQAM還是采用IPTV來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于現(xiàn)有機(jī) 頂盒如何處置都是當(dāng)前不得不研究的問(wèn)題，文章討論了當(dāng)前采用IPQAM的合理性和現(xiàn)有機(jī)頂盒的處置原則。  關(guān)鍵詞：機(jī)頂盒，單向，雙向，高清，中間件。  引言  在2010年3月CCBN主題報(bào)告會(huì)上，廣電總局張海濤副局長(zhǎng)指出我國(guó)目前已經(jīng)有1.74億有線電視用戶，其中6500萬(wàn)已經(jīng)完成了整體平移（即數(shù)字化整 體轉(zhuǎn)換）。在這6500萬(wàn)數(shù)字有線電視用戶中，雙向覆蓋用戶達(dá)3000多萬(wàn)，但雙向機(jī)頂盒用戶只有200多萬(wàn)。這意味著，

2、有線數(shù)字電視用戶實(shí)際雙向化比例 僅為3.1%，占全部有線電視用戶的1.15%。因此在廣電網(wǎng)絡(luò)雙向化進(jìn)程中，如何處置約6200萬(wàn)存量單向機(jī)頂盒是一個(gè)不得不研究的話題。其次雙向化過(guò) 程中互動(dòng)電視業(yè)務(wù)是采用IPQAM技術(shù)，還是IPTV技術(shù)也是需要探討的。在討論如何處置現(xiàn)存單向機(jī)頂盒問(wèn)題時(shí)必須先討論清楚采用何種技術(shù)體制實(shí)現(xiàn)雙向互 動(dòng)業(yè)務(wù)。本文將首先討論雙向互動(dòng)技術(shù)體制（IPQAM or IPTV），在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步討論如何處置現(xiàn)存單向機(jī)頂盒。  IPQAM和IPTV技術(shù)體制  目前一般對(duì)IPTV的理解不夠嚴(yán)格準(zhǔn)確，在廣電體系大家談得更多的是IP+TV，而在電信體

3、系 談得更多的TV over IP，實(shí)際上前者就是指基于IPQAM的雙向互動(dòng)電視，后者指的是基于純IP的雙向互動(dòng)電視。下面分別論述兩種技術(shù)體制并闡述二者的區(qū)別聯(lián)系。  IPQAM  廣義的IPQAM指的是一種互動(dòng)電視的技術(shù)體制，示意圖如圖1。狹義的IPQAM指的是 IPQAM調(diào)制設(shè)備。IPQAM調(diào)制設(shè)備集“復(fù)用、加擾、調(diào)制、頻率變換”功能為一體，它將DVB/IP自IP骨干網(wǎng)輸入的節(jié)目流重新復(fù)用在指定的多業(yè)務(wù) 傳輸流中，再進(jìn)行QAM調(diào)制和頻率變換，輸出RF。在使用IPQAM之后，STB和CDN邊緣視頻服務(wù)器(CACHE)之間的控制信息和視頻流分別通過(guò)不 同

4、的通路傳輸：STB的接入認(rèn)證、EPG信息瀏覽等流程通過(guò)IP雙向回傳通道交互；CDN邊緣視頻服務(wù)器收到用戶的請(qǐng)求后將音視頻流以恰當(dāng)?shù)姆獍问捷敵?至IPQAM設(shè)備，IPQAM將音視頻流調(diào)制為RF信號(hào)后通過(guò)HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸給STB，STB根據(jù)頭端返回的PID鎖定對(duì)應(yīng)的音視頻流來(lái)進(jìn)行解調(diào)和解碼以 實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。圖1中用于交互的IP network即可以是EPON+LAN獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)，也可以是EPON+EOC的IP over HFC的復(fù)用網(wǎng)絡(luò)（光纖部分可以光纜中的不同光纖空分復(fù)用或者同纖波分復(fù)用，同軸部分則可以頻分復(fù)用）。IPQAM體制中典型的特征是電視機(jī)頂盒擁有RF 和IP兩個(gè)輸入接口，所有的音視頻流無(wú)

5、論是直播（廣播）還是點(diǎn)播均來(lái)源于RF輸入接口。IP雙向通道僅用于互動(dòng)回傳或其他IP增值業(yè)務(wù)。一般的直播的數(shù)字 節(jié)目使用550MHz以下的頻率，點(diǎn)播節(jié)目使用的IPQAM調(diào)制的頻點(diǎn)，使用550MHz以上的頻率。目前國(guó)內(nèi)大多使用的是24路/64QAM調(diào)制的 IPQAM，擁有24個(gè)模擬頻點(diǎn)，每個(gè)頻點(diǎn)通常擁有38Mbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬速率，按照MPEG2節(jié)目源的峰值5Mbps計(jì)算（標(biāo)清），每個(gè)頻點(diǎn)可以容納7 個(gè)VOD MPEG2的節(jié)目，則該IPQAM可同時(shí)播放168路節(jié)目?？紤]到開(kāi)通率一般低于20%，同時(shí)并發(fā)率小于20%，則該IPQAM可以覆蓋的用戶數(shù)為 168/（0.2*0.2）=4200戶?？紤]到一般的

6、分前端用戶數(shù)從幾萬(wàn)戶到幾十萬(wàn)戶不等，此種IPQAM需要用到幾十到數(shù)百。因此當(dāng)用戶數(shù)更多的時(shí)候 需要考慮使用128QAM或者256QAM又或者頻點(diǎn)更多的IPQAM設(shè)備。圖1 IPQAM示意圖  IPTV  IPTV是另一種技術(shù)體制(參見(jiàn)圖2)，和IPQAM相比其最大的特點(diǎn)就是無(wú)論是音視頻還是雙 向互動(dòng)信號(hào)均使用IP信道。IPTV的視頻節(jié)目主要分實(shí)時(shí)直播和點(diǎn)播（包括VoD和時(shí)移節(jié)目）。其中直播需要用到組播技術(shù)，同時(shí)觀看一個(gè)頻道的用戶可以共 享帶寬。點(diǎn)播使用的還是單播技術(shù)，每個(gè)用戶均需要單獨(dú)的帶寬資源。對(duì)于IPTV技術(shù)體制，HFC網(wǎng)絡(luò)不是必須的。對(duì)于僅使用IP

7、TV技術(shù)體制進(jìn)行互動(dòng)業(yè)務(wù) 的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)同軸電纜不是必須的，即使使用也只是使用的IP over Coax技術(shù)，其本質(zhì)還是IP網(wǎng)絡(luò)。使用IPTV技術(shù)的機(jī)頂盒是無(wú)需RF輸入接口的。圖2 IPTV示意圖  IPQAM和IPTV的區(qū)別和聯(lián)系        IPQAM和IPTV最大的區(qū)別還是在于音視頻流一個(gè)是從HFC信道下行，一個(gè)是從IP信道下 行。二者的頭端系統(tǒng)是類似的，圖3給出的是IPTV媒體和交互信息信息流。對(duì)于IPQAM數(shù)字電視DVB頭端的角色類似于圖3中的Multicast Server主要完成實(shí)

8、時(shí)直播節(jié)目的廣播。IPQAM的中心流服務(wù)器（Center Streaming Server）和邊緣流服務(wù)器(Edge Streaming Server)和圖3中是類似的，但邊緣流服務(wù)器（圖1中的CACHE）和Multicast Server之間沒(méi)有圖3中組播流匯流，IPQAM中直播（DVB頭端）節(jié)目和點(diǎn)播（IPQAM）節(jié)目是在HFC的入口處混合匯流的。電子節(jié)目單服務(wù)器 （EPG Server）二者是類似的?？梢钥吹綄?duì)于IPQAM和IPTV來(lái)說(shuō)，IPTV對(duì)IP信道的帶寬要求更多。對(duì)于廣電運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，HFC是現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)，采用 IPQAM體制可以充分的利用現(xiàn)有的投資，假如不考慮寬帶數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，則對(duì)

9、于IP通道僅需進(jìn)行少量投資即可以完成電視業(yè)務(wù)的雙向互動(dòng)?？紤]到以后所有的 網(wǎng)絡(luò)融合方向在邏輯層面均為IP，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看高清的IPTV必將是最終的方向，這正好和FTTH的物理網(wǎng)絡(luò)融合方向是一致的。盡管如此，但對(duì)于廣電運(yùn)營(yíng)商來(lái) 說(shuō)，HFC是廣電最好的資源，也很容易做到100%覆蓋，而FTTH要做到100%覆蓋投資將是非常巨大的，因此采用類似于EPON+EOC的技術(shù)將能夠 充分挖掘同軸電纜的潛力。同軸電纜的頻譜資源高達(dá)1GHz，某些地區(qū)的電纜甚至高達(dá)1.5Hz，而目前的調(diào)制技術(shù)（如1024 QAM）調(diào)制效率已達(dá)10 bps/Hz，因此同軸電纜的帶寬潛力可達(dá)10G15Gbps。當(dāng)前的EPON+百兆EOC已

10、經(jīng)滿足IPQAM的需求并能開(kāi)展寬帶接入服務(wù)也可以支持標(biāo) 清的IPTV，隨著技術(shù)的進(jìn)步，10GEPON+千兆EOC將能夠滿足未來(lái)更大的帶寬需求，到那時(shí)基于同軸電纜的高清IPTV技術(shù)也將是可行的。因此當(dāng)前 選擇一個(gè)IPQAM、IPTV兼容的平臺(tái)將更有利于保護(hù)廣電運(yùn)營(yíng)商的投資，圖4給出的EPON+EOC的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)IPQAM也可以實(shí)現(xiàn)IPTV。如果 采用EPON+LAN，在不使用HFC的時(shí)候僅能實(shí)現(xiàn)IPTV（圖5），當(dāng)使用HFC的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)IPQAM。 圖3 IPTV媒體和交互信息流示意圖圖4 使用EPON+EOC實(shí)現(xiàn)IPQAM/IPTV示意圖圖5 使用EPON+LAN實(shí)現(xiàn)IPTV示意圖

11、0; 機(jī)頂盒的分類和處置策略  機(jī)頂盒的分類  當(dāng)前市場(chǎng)上的有線機(jī)頂盒主要分三大類，具體分類參見(jiàn)表1，當(dāng)前市面上主要還是以基于DVB-C 的單向標(biāo)清機(jī)頂盒為主，這些用戶主要是廣電運(yùn)營(yíng)商的用戶。IP機(jī)頂盒也是以標(biāo)清為主，主要用戶集中在電信運(yùn)營(yíng)商，廣電方面華數(shù)也有不少的用戶。自廣電總局 前年提出發(fā)展高清電視以來(lái)，去年共在8個(gè)省市開(kāi)通了13套高清電視節(jié)目?？紤]到當(dāng)期大部分的機(jī)頂盒是以標(biāo)清為主，而未來(lái)的發(fā)展方向是高清節(jié)目，同時(shí)我們注 意到當(dāng)前雙向化改造是當(dāng)前的熱點(diǎn)，因此雙向高清機(jī)頂盒應(yīng)該是推廣的重點(diǎn)，如目前北京歌華有線主要發(fā)展雙向高清互動(dòng)機(jī)頂盒，雙向標(biāo)清作為中間

12、過(guò)渡狀態(tài)僅發(fā)展 了4個(gè)月。表1有線機(jī)頂盒的分類        現(xiàn)有機(jī)頂盒的處置策略圖6 廣電有線電視用戶構(gòu)成（數(shù)據(jù)來(lái)源CCBN 2010主題報(bào)告，單位 萬(wàn)戶）  按照2010年CCBN張海濤副局長(zhǎng)的主題報(bào)告數(shù)據(jù)（參見(jiàn)圖4），我們國(guó)家當(dāng)前有1.74億有 線電視用戶，其中已經(jīng)完成整轉(zhuǎn)平移的有6500萬(wàn)戶，這些平移的6500萬(wàn)數(shù)字有線電視用戶中有6300萬(wàn)使用的是單向標(biāo)清數(shù)字機(jī)頂盒，僅有200萬(wàn)的雙 向標(biāo)清數(shù)字機(jī)頂盒。如何處置現(xiàn)有的這些機(jī)頂盒是需要十分重視的問(wèn)題。  首先討論還沒(méi)有

13、完成數(shù)字平移的有線電視用戶，對(duì)于這部分用戶我們的建議是使用雙向高清數(shù)字有線 機(jī)頂盒一部到位的建設(shè)，這其中對(duì)于不需要進(jìn)行雙向高清互動(dòng)電視的用戶可以差別定價(jià)，使用此前6500萬(wàn)用戶置換下來(lái)的單向數(shù)字機(jī)頂盒或雙向標(biāo)清機(jī)頂盒。理 由如下：1. 2009年廣電總局在關(guān)于加快廣播電視網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的若干意見(jiàn)中明確要求“尚未完成整體轉(zhuǎn)換的有線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和改造要直接向雙向化過(guò)渡”，意即數(shù)字化 和雙向化同步完成。2.2009年廣電總局在廣電總局關(guān)于促進(jìn)高清電視發(fā)展的通知中要求大力推廣高清頻道。目前8個(gè)省市開(kāi)通了13套高清電視節(jié)目，高 清將是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，而且推廣的速度會(huì)比想象的快。  對(duì)于6

14、300萬(wàn)已經(jīng)完成了數(shù)字化平移單位完成雙向化的用戶，建議對(duì)其中部分有雙向互動(dòng)點(diǎn)播需求 的用戶換發(fā)雙向高清機(jī)頂盒，置換下來(lái)的單向機(jī)頂盒即可以給尚未完成數(shù)字平移的用戶使用，也可以給家庭第二臺(tái)電視使用。按照統(tǒng)計(jì)在類似于北京等城市，有 80%的家庭擁有兩臺(tái)電視，可以一臺(tái)雙向高清，一臺(tái)單向標(biāo)清。  對(duì)于200萬(wàn)已經(jīng)完成了數(shù)字平移和雙向改造開(kāi)通的用戶（雙向覆蓋用戶已達(dá)3000多萬(wàn)戶），考 慮到這部分用戶經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好，是最有意愿也最有條件做雙向高清互動(dòng)電視業(yè)務(wù)的，我們建議對(duì)于這部分視營(yíng)銷策略決定是否盡快換發(fā)雙向高清機(jī)頂盒。換下來(lái)的雙 向標(biāo)清機(jī)頂盒可以給其余有雙向點(diǎn)播需求但無(wú)高清需求的用戶使

15、用。  目前業(yè)界有一種提法是采用單向機(jī)頂盒改造來(lái)做雙向互動(dòng)電視業(yè)務(wù)。圖7-9比較幾種不同的實(shí)施方 法，表2比較了三種方案的不同改造成本。可見(jiàn)當(dāng)僅僅開(kāi)展雙向互動(dòng)電視業(yè)務(wù)的時(shí)候，已有單向機(jī)頂盒用戶的改造使用窄帶EOC+單向機(jī)頂盒的方案表面上有成本 優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于同時(shí)需要開(kāi)寬帶和雙向互動(dòng)電視業(yè)務(wù)的新用戶使用寬帶EOC+雙向機(jī)頂盒的成本是最低的。        表2三種方案的成本比較（單位：元） 表3：某社區(qū)互動(dòng)業(yè)務(wù)調(diào)查和上行帶寬需求a  圖10詳細(xì)的示意了基于窄帶EOC的雙

16、向互動(dòng)點(diǎn)播實(shí)施方案。廉價(jià)的窄帶EOC方案一般選用的是 ZigBee技術(shù)，我們知道ZigBee技術(shù)選用的頻點(diǎn)是315/433/868/915MHz，為了不和廣電現(xiàn)有的頻譜資源沖突，一般選用 915MHz。另外根據(jù)衰減不同窄帶EOC方案的帶寬（共享）為0.6Kbps500Kbps。從表3中可以看到對(duì)于雙向互動(dòng)電視業(yè)務(wù)每戶所需帶寬需要 規(guī)劃為50Kbps以開(kāi)展點(diǎn)播和其他增值業(yè)務(wù)。但是窄帶EOC的帶寬最大只有500Kbps，這樣在同一時(shí)刻，一個(gè)窄帶EOC頭端（和ONU以及CATV 光站均放置在光節(jié)點(diǎn)位置）僅能帶10戶，而我們知道目前一個(gè)光節(jié)點(diǎn)覆蓋的用戶至少為50戶。因此窄帶EOC的帶寬限制還是非常大的

17、。同時(shí)我們從圖10中可 以看出雙向互動(dòng)點(diǎn)播平臺(tái)和EPON系統(tǒng)間的接口肯定是IP接口，而EPON是個(gè)二層透明傳輸系統(tǒng)，因此機(jī)頂盒232到IP信號(hào)的轉(zhuǎn)換必須由窄帶EOC來(lái)完 成。一個(gè)理想的方案應(yīng)該是機(jī)頂盒完成改造通過(guò)支持PPP來(lái)支持IP協(xié)議棧。窄帶EOC終端僅負(fù)責(zé)將串口PPP信號(hào)轉(zhuǎn)換成ZigBee在同軸電纜上傳輸，窄 帶EOC頭端負(fù)責(zé)將ZigBee還原成PPP信號(hào)，再進(jìn)行PPP終結(jié)成IP信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)上去或者轉(zhuǎn)換為PPPoE轉(zhuǎn)發(fā)上去。由此可見(jiàn)：為了互通，必須機(jī)頂盒廠 家、窄帶EOC廠家和互動(dòng)點(diǎn)播平臺(tái)以及廣電運(yùn)營(yíng)商四方充分配合，才有可能做到互通。對(duì)于單個(gè)地方廣電運(yùn)營(yíng)商涉及到如下問(wèn)題：  

18、;機(jī)頂盒廠家的意愿和配合度，是愿意重新改造單向機(jī)頂盒還是再賣一臺(tái)雙向機(jī)頂盒？  機(jī)頂盒中間件和上層互動(dòng)點(diǎn)播平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，能否協(xié)調(diào)？   在機(jī)頂盒廠家和上層互動(dòng)點(diǎn)播平臺(tái)之間標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)好后還需要中間的窄帶EOC廠家的配合確保PPP 協(xié)議和IP協(xié)議的正常轉(zhuǎn)換。保證互動(dòng)平臺(tái)能夠和機(jī)頂盒之間對(duì)上。  對(duì)于915M的窄帶EOC仍然需要考慮如何穿透放大器。  另外單向機(jī)頂盒改造成雙向機(jī)頂盒還存在以下的問(wèn)題：  現(xiàn)有單向機(jī)頂盒是不是都留了標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，可能存在有的機(jī)頂盒RS232接口僅留置在 PCB上未引

19、出機(jī)殼，也可能存在有的機(jī)頂盒雖然留出了RS232接口，但是為焊接RS232收發(fā)芯片電平為TTL電平；  留了標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，機(jī)頂盒底層軟件是否可以更改，因?yàn)樵摻涌谝话闶墙o升級(jí)和調(diào)試使用的， 不一定有改造成互動(dòng)信道的技術(shù)可行性。  不同機(jī)頂盒的RS232接口形式不一定一樣，特別是2,3,5以外其他針的定義可能不同。  對(duì)于省級(jí)廣電運(yùn)營(yíng)商的技術(shù)部門還需要考慮到，下屬不同的地/市/縣的機(jī)頂盒CA、中間件、互動(dòng) 點(diǎn)播平臺(tái)多種多樣，一個(gè)地方就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法做到很好的統(tǒng)一，在此情況下，產(chǎn)業(yè)鏈上的各方很難配合好，無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的情況下，將造成系統(tǒng)和設(shè)備廠家改造的 意愿極小，實(shí)際的可操作性也極差。根據(jù)現(xiàn)有市場(chǎng)情況看，目前有窄帶EOC+單向機(jī)頂盒改造的地方，一般互動(dòng)點(diǎn)播平臺(tái)+窄帶EOC+機(jī)頂盒都是一個(gè)廠家的， 只有EPON可能是第三方的，造成了事實(shí)上的壟斷。基于以上的原因，我們認(rèn)為窄帶EOC+單向機(jī)頂盒改造的方案基本上不可行的，或者說(shuō)難度極大，除非是從 上到下都是用一個(gè)供應(yīng)商的產(chǎn)品。  結(jié)論  在當(dāng)前的情況下，廣電可以選用IPQAM來(lái)部