有線網(wǎng)絡(luò)雙向化互動(dòng)電視困局及出路

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6500萬已經(jīng)完成了整體平移（即數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換）。在這6500萬數(shù)字有線電視用戶中，雙向覆蓋用戶達(dá)3000多萬，但雙向機(jī)頂盒用戶只有200多萬。這意味著，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（IPQAMorIPTV），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，而在電信體系談得更多的TVoverIP，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不同的通路傳輸：STB的接入認(rèn)證、EPG信息瀏覽等流程通過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问捷敵鲋罥PQAM設(shè)備，IPQAM將音視頻流調(diào)制為RF信號(hào)后通過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IPnetwork即可以是EPON+LAN獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)，也可以是EPON+EOC的IPoverHFC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，所有的音視頻流無論是直播（廣播）還是點(diǎn)播均來源于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)VODMPEG2的節(jié)目，則該IPQAM可同時(shí)播放168路節(jié)目?？紤]到開通率一般低于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]到一般的分前端用戶數(shù)從幾萬戶到幾十萬戶不等，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(參見圖2)，和IPQAM相比其最大的特點(diǎn)就是無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IPTV技術(shù)體制進(jìn)行互動(dòng)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)商來說同軸電纜不是必須的，即使使用也只是使用的IPoverCoax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MulticastServer主要完成實(shí)時(shí)直播節(jié)目的廣播。IPQAM的中心流服務(wù)器（CenterStreamingServer）和邊緣流服務(wù)器(EdgeStreamingServer)和圖3中是類似的，但邊緣流服務(wù)器（圖1中的CACHE）和MulticastServer之間沒有圖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（EPGServer）二者是類似的?？梢钥吹綄?duì)于IPQAM和IPTV來說，IPTV對(duì)IP信道的帶寬要求更多。對(duì)于廣電運(yùn)營(yíng)商來說，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)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)商來說，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1024QAM）調(diào)制效率已達(dá)10bps/Hz，因此同軸電纜的帶寬潛力可達(dá)10G~15Gbps。當(dāng)前的EPON+百兆EOC已經(jīng)滿足IPQAM的需求并能開展寬帶接入服務(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

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，去年共在8個(gè)省市開通了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)清作為中間過渡狀態(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

按照2010年CCBN張海濤副局長(zhǎng)的主題報(bào)告數(shù)據(jù)（參見圖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6500萬戶，這些平移的6500萬數(shù)字有線電視用戶中有6300萬使用的是單向標(biāo)清數(shù)字機(jī)頂盒，僅有200萬的雙向標(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題。

首先討論還沒有完成數(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6500萬用戶置換下來的單向數(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》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6300萬已經(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200萬已經(jīng)完成了數(shù)字平移和雙向改造開通的用戶（雙向覆蓋用戶已達(dá)3000多萬戶），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)播需求但無高清需求的用戶使用。

目前業(yè)界有一種提法是采用單向機(jī)頂盒改造來做雙向互動(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?？梢姰?dāng)僅僅開展雙向互動(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。

圖9

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0.6Kbps~500Kbps。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。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來完成。一個(gè)理想的方案應(yīng)該是機(jī)頂盒完成改造通過支持PPP來支持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：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)商涉及到如下問題：

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?；谝陨系脑颍覀冋J(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來部署雙向互動(dòng)電視，從而可以節(jié)約下行IP帶寬供寬帶接入業(yè)務(wù)使用，同時(shí)考慮到可演進(jìn)性和保護(hù)現(xiàn)有投資，應(yīng)該選用同時(shí)支持IPQAM和IPTV的互動(dòng)點(diǎn)播平臺(tái)。在處置現(xiàn)有單向機(jī)頂盒的問題上，首先明確幾個(gè)問題：先開展寬帶接入業(yè)務(wù)還是先開展雙向互動(dòng)電視業(yè)務(wù)或是同時(shí)開展；何時(shí)規(guī)劃雙向高清互動(dòng)電視，現(xiàn)有單向標(biāo)清機(jī)頂盒有無升級(jí)軟件支持高清播放的可能性；雙向互動(dòng)點(diǎn)播的滲透率能到多少，是整體轉(zhuǎn)移成雙向互動(dòng)電視還是根據(jù)客戶需求來進(jìn)行，寬帶的滲透率能到多少？一旦有寬帶需求的時(shí)候，一般不應(yīng)該考慮窄帶EOC。窄帶EOC+單向機(jī)頂盒改造的方案存在產(chǎn)業(yè)鏈不好協(xié)調(diào)和及時(shí)協(xié)調(diào)好了在實(shí)際業(yè)務(wù)開通的時(shí)候也較繁瑣的問題。因此我們的建議還是采用寬帶EOC+雙向機(jī)頂盒的方案來部署雙改網(wǎng)絡(luò)，采用逐步置換的方式來解決存量單向機(jī)頂盒的問題。我們需要考慮到不是所有的用戶都有雙向互動(dòng)的需求，同時(shí)需要考慮到同一家庭可能有兩臺(tái)及以上的電視機(jī)，可以一臺(tái)發(fā)展單向一臺(tái)發(fā)展雙向電視。再次對(duì)于尚未數(shù)字化的區(qū)域建議在成本允許的情況下，考慮數(shù)字化、雙向化、高清化一步到位，避免以后不斷的“翻燒餅”?？紤]到高清互動(dòng)電視的普及還有一個(gè)過程，可以當(dāng)前要求機(jī)頂盒的硬件支持高清，當(dāng)前可以僅支持標(biāo)清，但是以后應(yīng)有通過軟件升級(jí)的方式支持高清的能力。

參考文獻(xiàn)：

[a]天柏集團(tuán)呂品《NGB之我見：歷史機(jī)遇與戰(zhàn)略思考》

作者簡(jiǎn)介:胡保民（1977-），男，博士，武漢長(zhǎng)光科技有限公司產(chǎn)品總監(jiān)，主要研究方向?yàn)閿?shù)據(jù)通信和接入網(wǎng)。