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思科助力有线电视运营商向全面OTT架构演进

众所周知,传统的有线电视数字视频服务是建立在QAM调制技术基础上的。过去数十年,有线电视系统在广播视频、高清电视和视频点播(VoD)方面成绩斐然。但是如今有线电视产业却面临转型的挑战:传统电视以广播(一对多)方式传送,而IP内容以单播(一对一)传送。目前国内运营商都在谈论DVB+OTT架构,全球IT领导厂商思科却指出,更先进的架构正在向一个全面OTT的架构进行演进, 而组播可变码率流媒体 (M-ABR: Multicast Adaptive Bit Rate)是转向全面OTT的一个重要技术。

 

互联网视频中流行的可变码率流媒体技术 (ABR: Adaptive Bit Rate)通过实时检测用户的带宽和CPU能力来相应地调整视频流的质量, 该技术的优点为:缓冲很少,启动快,能为高端和低端连接提供优质体验。

 

大型有线运营商很早就意识到未来的用户收视习惯将逐渐向一对一方式转变,但他们发现用户对高清、以及超高清直播节目的需求依然存在。考虑到收视节目的长尾效应,他们推出了相关技术,如交互式电视 (Switched Digital Video),来保障在现有带宽下高效地播放直播视频并部分向点播式视频转换。但是这些仅仅是过渡型技术,仍然无法彻底摆脱传统QAM调制技术的束缚,无法与OTT技术进行完全融合,因此有线运营商更希望构建一个全IP系统。但如果将所有直播业务(包括机顶盒与移动终端)转向ABR技术,由于每个终端都需要一份单播的流量,同时移动终端也会有高码率的需求,这会导致系统对带宽的消耗成倍增长,也侧面解释了为什么OTT视频提供商直播节目的成本高于有线运营商。我们不禁要问,有线运营商是否应该保持现有HFC平台上的广播类视频,仅仅考虑将自建OTT平台的节目部署在ABR的平台上呢?

 

基于在全球市场积累的创新实践与成功经验,思科认为,在传输频道数量持续增多、用户收视习惯不断改变以及移动终端迅速增长的趋势下,基于QAM调制的传统技术逐渐不能适应新的业务要求,最终运营商会转向全IP的网络运营商。运营商更希望提供融合OTT的平台,通过Docsis接入技术提供高带宽的接入网络,同时利用M-ABR技术在低带宽消耗的基础上提供高质量的直播视频。

 

思科提供的M-ABR技术可以帮助有线电视运营商在直播节目全面OTT化后,充分利用现有HFC带宽。在M-ABR系统中,网关类设备提供网络接入能力,机顶盒与移动终端通过网络提供视频业务,而传统的QAM调制将被取代。图一为M-ABR系统概述(以Docsis接入方式为例):

图一

 

家庭网关类设备配置一个缓存的代理服务器后,其缓存部分可以通过单播或组播方式来获取直播频道,例如通过单播获取非热门的频道,通过组播获取热门的频道。终端的ABR播放器使用标准的Web/Internet协议,并不关心缓存部分对节目的处理。缓存系统甚至可以在一个频道播放时在单播与组播之间切换。如果多个用户在某个时间节点收看相同的直播频道,系统在对应的时段采用组播可以立即提高效率,如果在某些时间节点频道热度下降,系统将会无缝转换为单播方式。运营商可以采用不同的机制来决定通过组播方式传送的内容,例如通过业务策略定义,或者基于用户请求动态改变。组播服务器从组播控制器处获取需要组播的内容列表,使用单播从切片器或CDN获取对应的文件切片并转为组播输出,控制器同时通知网关设备相应的(S,G)的组播表。网关设备的缓存代理接收组播的文件切片后进行ABR封装,将(S,G)的组播表转换为切片索引信息,并采用标准的格式(MPEG-DASH或HLS)提供给ABR的播放器。 ABR播放器可以使用标准ABR协议观看热门节目、非热门节目、甚至互联网视频,这将帮助有线运营商大幅节省带宽。

 

思科充分利用自身在云、网络、视频、移动性和安全领域的全球领先地位,致力于通过多项核心技术和创新解决方案,帮助广大国内外运营商建设全面OTT架构的系统:

(1)ABR前端:思科的vDCM设备采用虚拟化架构,部署在x86架构服务器中,可实现SD/HD/4K, MPEG-2/H.264/H.265的编转码;vDCM采用智能ABR技术,可以基于图像质量动态地选择相应的切片文件,进一步提高ABR的效率。

(2)ABR-TS转换设备:国内大量用户采用了思科公司基于NGOD架构的VOD系统,在向OTT的演进过程中,ABR-TS转换可以从OTT存储系统中获取节目,并且与NGOD系统中的推流服务器协同工作。运营商在现有NGOD系统的CDN扩容时,可以考虑建设OTT的存储与缓存系统。

(3)OMD系统(Open Media Distribution):思科的OMD系统作为运营商级别的OTT-CDN系统,全面支持M-ABR功能。该系统在与思科的ABR前端系统联合工作时,可基于图像质量动态选择对应的文件,同时可以对频道热度、网络能力进行统计来决定组播或单播策略。OMD系统为了保障用户体验质量(QoE:Qualification of Experience),采用面向反应答可靠组播(NORM:NACK-Oriented Reliable Multicast)协议,该协议为组播源与接收端定义了通信机制可以重传数据。

(4)CCAP系统(Converged Cable Access Platform):思科的CCAP系统可以在使用Docsis接入技术时与CDN系统联合工作,实现QoS的保障与网络能力的优化。

虽然国内的有线运营商不会立即将机顶盒转向ABR系统,但考虑到目前运营商都在建设OTT直播系统,用户数量不断增长的情况将对网络带宽造成持续压力。思科认为,M-ABR技术是直播节目OTT化之后进行网络优化的一项重要技术,国内运营商可以在发展OTT直播平台时通过该技术建立完整的技术体系。思科历经验证的卓越科技与行业领先的解决方案可以帮助有线运营商利用M-ABR技术高效地利用接入带宽,从而为其发展OTT视频奠定先天的成本优势,同时进一步建立庞大的CDN平台,为全面OTT化打下坚实基础。而思科将凭借对于广电行业转型趋势的深入理解以及全球范围的丰富实践,助力有线电视运营商在转型大潮中谋事布局,扩大先发优势,成就跨越式发展。

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