郑州市互动电视系统项目

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摘 要：本文主要介绍在郑州有线电视网络系统中，建立以IPQAM方式推送方式建立的互动电视平台。

关键词：有线电视 互动电视系统 HFC 视频点播

Interactive TVofZhengzhou City

SHAOXUEYUAN YANGXU

Dept. ofOperations Support Henan Cable networkGroups , Zhengzhou Henan 450001China

Abstract:To introduces the development ofinteractive TV of Zhengzhou city , contruction of the interactive TV system, using the technology ofIPQAM,

Key Words:Cable TV,Interactive TV, Hybri d fiber and CoaxVideo onDemand

河南有线网络集团郑州分公司是郑州地区最大的有线电视运营商，从2007年开始在与杭州华数的合作下，搭建了覆盖郑州地区70万用户的互动电视平台。投资4800万元，采用美国科学亚特兰大公司生产的IPQAM设备Extra Dense QAM Array24作为推送平台，骨干网络采用美国思科公司IP传输设备，及交互式接入设备UBR10012，同时购置国产交互式数字双模机顶盒等配套设备。现已经在郑州地区正式运营四年，发展用户数万。

河南有线网络集团郑州分公司在郑州市区目前60万有线电视用户，除采用光纤以太网方式实现双向网络改造4万余户外，还采用CMTS技术进行双向网络改造，已基本实现全城覆盖。06年9月开始在郑州市区开展互动电视业务，采用大华增强交互型机顶盒，目前已经发展数万互动电视用户，在本地建设CDN节点为互动电视业务提供业务支持。

随着郑州互动电视业务的开展，基于郑州的IP接入网络在采用CMTS方式的地区，存在单位下行带宽成本高的现状，HFC-VOD系统能够有效的解决CMTS系统下行带宽不够的问题，降低下行带宽成本，采用HFC-VOD系统比较适合互动点播电视用户的发展。为了满足郑州CMTS覆盖区域互动电视业务发展的需要，建议在郑州部署HFC-VOD系统，以满足用户高质量、低成本的要求。

本次项目部署的重点是以较低的代价在HFC网络上实现交互电视业务。即通过对原有IPTV系统进行改造，使其适应IPQAM技术，并能同时为IPTV和IPQAM两部分用户提供服务。在CMTS覆盖区域，降低了视频服务对IP网络的要求，不再要求IP网络接入层提供较高的带宽，充分利用HFC的带宽资源以及传输特性。向用户提供有QoS保障的视频服务。

IPQAM技术的优势

基于IPQAM技术的互动电视方案具有如下优势：

* 充分利用HFC的带宽资源以及传输特性，适应今后HDTV业务对传输网络要求；

* 通过HFC骨干网将内容推送到边缘，实现全网负载均衡，节省骨干网频率资源。

如上图中所示，在HFC的互动电视方案中， STB（机顶盒）和边缘流服务引擎(Cache)之间的上行控制信息和下行视频流分别通过不同的通路传输。

STB的接入认证、信息浏览等都是通过IP网络(以太网、Cable Modem等接入方式)交互。当用户的点播请求被重定向到边缘Cache后，Cache并不直接把视频流通过IP网络传输给STB，而是将视频流以相应的封包形式输出至IPQAM设备，IPQAM将视频流调制成RF，通过HFC网络传输给STB，STB对视频流进行解调和解码。

系统整体架构如下：

HFC-VOD系统的部署

1系统部署的目标

在郑州原有IPTV系统的基础上，进行HFC-VOD系统的部署，即对原有IPTV系统进行改造，使其适应IPQAM技术，实现通过HFC网络开展互动电视业务的目标。

本次部署降低了视频服务对IP网络的要求，不再要求IP网络接入层提供较高的带宽，使采用DOCSIS2.0标准的Cable运营商能充分利用HFC的带宽资源以及传输特性，向用户提供有QoS保障的视频服务，以较低的代价开展互动电视业务。

2 所需的设备与资源

IPQAM设备：支持接收以太网流媒体服务器发送的UDP数据包，提取其中的TS数据包并将其调制到HFC的某个频点上，最后传送到STB。目前建议使用SA和哈雷两个品牌的产品。

频点资源：IPQAM设备使用的频点必须是两两连续的，郑州广电目前能提供的频点资源在738Mhz以上，建议初期先采用738Mhz－762Mhz四个频点，后期根据业务发展需要再增加新的频点。

光纤资源：总前端与分前端机房之前需要有足够的光纤资源，用于IPQAM设备GE口的上联。

CDN节点：利用原有由6台DELL2850服务器组建的CDN节点同时为IPTV和IPQAM两部分用户提供互动电视服务，实现20000互动电视用户/2000个并发流的服务能力。为增强节点服务能力，建议再增加两台DELL2850服务器。同时，CDN节点还需要进行一系列的软件升级和系统割接。

长途链路：郑州至杭州已有一条100M链路，可满足目前用户发展需要。

IP地址规划：使用原有IPTV系统的IP地址规划，只需对新增的IPQAM进行管理和通信IP地址的规划。

3 HFC-VOD系统的特点

* 系统充分利用目前的HFC网络资源，具有接入带宽大，投入费用少的特点；

* 降低了对IP网络的要求，不再要求IP网络接入层提供较高的带宽，采用DOCSIS2.0标准的Cable运营商可以以较低的成本开展业务；

* 系统部署更加灵活，成本更加低廉，有明显的性价比优势。

4HFC-VOD系统部署的方式

HFC-VOD系统采用的是空分复用的方式，即通过把HFC网络分割成多个区域，来实现相同频率资源的再次利用，IPQAM设备一般部署在HFC网络的总前端和分前端，系统部署及扩容方便快捷。

由于本次系统部署是在原有IPTV系统的基础上进行改造，因此，本方案只考虑新增IPQAM设备的部署，因不同的实现方式所产生的HFC网络设备的投入需根据实际网络情况另行考虑。

5 系统部署方案根据郑州目前HFC网络的状况，建议方案如下：

郑州目前有一个总前端机房，五个分前端机房，建议购买七台12个QAM通道的IPQAM设备，每个通道提供两个频点 。其中六台分别部署在各前端机房，IPQAM输出的射频信号直接混入各前端机房覆盖的HFC网络，剩余一台做为备用，在故障抢修或服务能力不足需扩容时使用。

按初期规划，使用4个频点，采用空分复用的方式，每个频点可提供12个并发流的服务能力，该方案总的服务能力为：

12×2×6×12＝1728个并发流。

按10％的用户并发计算，在规划的20000互动电视用户中，有17280户可采用IPQAM方式，剩余2720户仍需采用IPTV方式。

再计算CDN节点的服务能力，每台DELL 2850可以提供IPTV的并发流200个或者IPQAM的并发流100个，按上述方案，目前能够提供IPQAM流服务有6台DELL 2850服务器，可以提供大约600个IPQAM的并发流，按10％的用户并发计算，CDN节点可以支持约6000用户。

与未来用户发展还有较大缺口，综合长途链路的情况，决定将郑州节点升级为骨干节点，增加存储和推流服务器。增加一台富士通存储及ATCA服务器，可提供6Gbps并发流量，可提供约2000个IPQAM的并发流量。

综上所述，整个系统可以提供2600个并发流的服务能力，同时可以支持26000用户，符合本次系统部署的要求。

参考文献：

[1] 冯玉珉、郭宇春：《通信系统原理》清华大学出版社.2011年2月.

[2] 赵仲明、王召福：《互动电视系统工程》人民邮电出版社 2010年8月.

作者介绍：

1.邵雪原,1999年毕业于北京广播学院 ，2000年至今在河南有线网络集团郑州分公司宽带事业部工作，负责互动电视系统的建设维护。

2.杨旭，1999年毕业于东南大学，2000年至今在河南有线网络集团运营支撑部工作，负责用户认证，运营支撑系统的开发和维护工作。

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