采用mVision建设IPTV的优势

1.1 电信运营商开展TV服务的关键和特点

1.1.1 提供差异化的服务是获得成功的关键

　　电视服务一直都是由广播电视公司来提供服务的，目前已经拥有超过一亿的有线电视用户，新的运营商想提供电视服务，获得成功的关键之一是提供差异化服务，提供区别于传统电视服务的服务模式。

　　长期以来，电视服务给人映象就是固定频道、固定时间服务，电视台什么时候播放，用户就只能在什么时候观看，如果错过，就没有机会再看到，实际上就是电视服务受到电视台播出节目表的约束，如果让人们看电视不再受到这个时间框的约束，用户可以自己任意选择电视节目的开始播放时间，并可以对电视播放进行任意的暂停、倒退和快进，那么大大改变人们看电视的习惯，使人们从电视台的时间框中解放出来，这个功能被称作时移电视（好像电视台的播放时间轴不再固定，而是根据用户需要随意移动。）

　　手机的出现，使人们可以不受固定电话线的限制，可以随地进行打电话，这个新功能成就了今天移动通信产业；时移电视的出现使人们看电视不再受时间框的限制，同样将使电视服务开始一个新的纪元，将成为新电视服务商的"杀手级"功能。

1.1.2 需要优异的视频质量

　　目前广播电视公司正在进行数字电视的改造，数字电视优势是可以大大改善电视画面清晰的情绪度，不再有烦人的雪花点，不再有讨厌的干扰条纹，而且可以提供达到电影院水平的高画质。

　　一些很有眼光的电信运营商尝试在internet上提供电视服务，利用数百K的码流提供实时电视服务，大概可以达到VCD水平的视频服务质量，这些运营商发现，这种服务质量如果是免费还可以，如果需要付费则不可行。这种情况很类似于VoIP初期在internet上的提供语音通信时，其服务质量做免费还可以，但要正式运营，向用户收费收费，还得采用专用链路。

　　同样，如果今天的电信运营商需要提供收费的电视服务，与cable网络挣抢用户，那么，依靠提供VCD质量的视频服务是很难有获胜机会的。电信运营商的TV服务质量至少需要达到cable网络的水平，能超过最好。

1.1.3 符合用户传统的电视观看习惯

　　虽然电信运营商需要提供区别于传统电视服务的功能和服务，但是需要符合用户传统电视观看习惯，否则用户难以接受。

　　我们上网浏览网页时，等待几秒钟，可能大家觉得很正常，但是如果在电视上，切换一个频道，需要5秒以上的时间，大家很难接受。因为大家已经习惯了cable电视的快速频道切换。

　　其次，如果看实时电视时，需要实时性相当好，例如大家经常把电视画面的时间作为标准时间，如果IPTV比实际的实时电视慢了10秒以上，那么用户也会很不习惯，也就是IPTV的电视服务需要优异的实时处理性能，从卫星收到的电视信号，到信号在用户的电视机上呈现，时延不能高于1秒。

1.1.4 要求大规模用户服务能力

　　与电信运营商的宽带接入的数据用户不同的是，IPTV用户服务规模将远远超过数据业务的用户规模。

　　晚上的7:00~9：00，是大家看电视的黄金时间，也是电视服务的高峰期，超过80%用户会使用这个服务，这要求系统能提供数十万并发、用户的并发服务请求。

1.1.5 用户类型多种多样

　　电信运营商遇到的用户绝大多数是点对点的通信，例如语音通信和数据通信，但IPTV服务不同的是，不仅需要面对点对点通信，还有广播式通信，以及在广播式通信和电对点通信的快速切换。

　　IPTV中有不同类型的用户，包括直播用户、点播用户、时移电视用户、NVOD用户，对应于组播、点播通行，对于时移电视，则需要能从multicast到unicast通信。

1.2 什么样的IPTV平台更适合开展IPTV业务？

1.2.1 第一代CDN技术的开展IPTV的不足

　　目前IPTV平台的建设有两种不同的方案，一种方案是在第一代CDN技术的基础上通过打补丁的模式，增加并调整一些功能模块，来开展IPTV业务，这种方案特点是可以利用现有的网络资源，这样虽然能开展一些初步的IPTV业务，但对长远来看，这种模式是不利于大规模开展IPTV业务的，主要原因有：第一代CDN的技术核心是采用了基于filecopy的技术体制，即将一个电影或一集电视剧内容作为一个文件，以整个文件为单位进行内容分发、调度和服务。这种以文件为单位的技术体制带来的缺陷有：

　　·不同服务器间的负载均衡效果不佳；
　　·很容易带来网络单点拥塞和单点服务器繁忙，而且没有有效的机制避免；
　　·冷片内容的服务效果差，用户需要长久的等待；
　　·这种基于filecopy机制主要是服务于VOD业务，因整个文件的搬移时延较大，主要适合中小规模的视频点播服务。
　　·不适合于直播电视的解决方案；
　　·难以有传统电视的电视观看体验，例如很长的切换时间和很长的电视时延。

　　第一代CDN技术主要出发点还是满足于点播服务的需要，而IPTV服务实际上有直播、点播、时移电视等多种服务，而且以直播用户是系统的主要用户，所以第一代的CDN技术是难以满足运营商大规模的部署IPTV业务需要的。

1.2.2 第二代CDN平台开展IPTV的优势

　　针对第一代CDN技术的种种不足，第二代CDN技术应运而生。第二代CDN技术的核心是媒体交换（或者称内容交换）思路，其基本原理是将体积巨大的视频文件切分成一个个固定大小的视频切片，然后以切片为基础进行存储、分发和服务，采用视频切片技术的特点系统的处理特别灵活，媒体交换技术充分借鉴了电路交换到IP交换的包交换的成功经验。

　　因为媒体交换技术是从原有的filecopy技术发展而来，所以原有的CDN的功能和特点同样拥有，视频切片技术的应用，特别适合于IPTV业务的需求，采用视频切片技术可以不仅带来内容分发性能的提升，还可以为运营商提供财源滚滚的增值业务。

1.2.2.1 提供财源滚滚的时移电视增值服务

　　电视直播服务中，信息是持续不断的，因此是一个没有结尾的超巨型"视频文件"，这对传统的filecopy技术是一个巨大挑战，而视频切片技术通过将信息进行切片，很容处理这种特殊的视频文件，以这种视频切片进行处理，可以使时移电视成为可能。

　　时移电视这个功能将成为运营商滚滚利润的来源，运营商可以将时移电视作为一个业务推荐给用户，用户如果需要开通时移电视的功能，那么需要提供支付一定的费用。

　　值得说明的是，时移电视功能和以前电视行业的PVR有本质的区别：

　　对一些有丰富电视行业经验的人来说，理解了时移电视的概念后，立即会想到PVR，这是一种通过在机顶盒上安装一个硬盘，并拥有2个高频头，用户可以将某个频道的某一段节目内容录下来。这个功能虽然表面上与时移电视有些相似，其实有着本质的区别：

1.2.2.2 具有优异的负载均衡功能

　　为说明采用视频切片技术带来的负载均衡效果，我们先看看第一代CDN是如何进行负载均衡的。

　　下图中，有4台服务器，其中媒体服务器上存储了不同的节目，结果服务器1上的某个内容是很热门的节目，结果大家都在点播上面的内容，造成服务器1迅速达到服务极限，而此时其它服务器的负载却很小，这样实际造成系统资源的严重浪费。一种改进方案是在其它服务器上进行内容的复制，可以降低热片造成负载严重不均匀的状况，但带来另一个问题是，因为文件在不同的服务器中有相同的拷贝，大大降低了该POP点的实际可用缓存空间，也降低了POP能存储节目内容的数量，导致系统的命中率降低，加重了中心节点服务器的负载，恶化用户的服务体验。

　　采用视频切片技术后，可以从根本上杜绝这个负载不均匀的问题，同一部影片的切片放在不同的服务器上，这样一步电影服务由多个服务器共同承担。采用不同技术的负载效果请见下图。

1.2.2.3 基于媒体交换的部分存储机制

　　提升系统响应速度对于第一代CDN技术而言内容分发系统来说，当用户请求了没有缓存在边缘服务器的媒体内容服务时，这些CDN 需要将用户路由到省中心服务，或者需要用户进行等待，直到内容从源服务器下载完毕。从统计学的观点看，20％的内容满足80%的用户需求，即每个边缘节点大约有20%的用户需要由中心来服务。对于一个全省10000 并发用户的系统来说，约有2000 个用户需要由中心服务，这个方案尚能满足，对于全省拥有10 万并发用户的系统来说，省中心将有2 万的并发服务规模，需要20G 的带宽，骨干网和核心节点将承受巨大的压力，这时将出现带宽、服务质量、成本等一系列问题。

　　针对该问题，利用视频切片技术基础，通过优化的软件算法，采用部分分发技术提升系统的命中率，提升服务质量。

　　部分分发技术，提升边缘系统的命中率：如果我们对5%的内容采用全copy，20％的内容采用50%copy，50％的内容采用10％，那么UT 的系统可以实现96%以上的命中率，如果采用更优化的分配策略，可以实现99％的命中率，这样大大降低骨干网的负荷，比其它系统获得更加优越的分发性能。

1.2.2.4 高效的内容交换

　　满足大规模并发用户的需要前面已经提到，电视服务的特点是需要支持超大规模的服务容量，第一代CDN技术采用点到点的分发机制，服务容量有限。因此需要有新的技术来满足大容量服务的需要。

　　视频切片的技术优势之一是支持多点同时分发技术，即同一个电影内容的不同segment 可以从不同的节点同时分发。当用户点播的内容在所在的MediaStation 上只有部分segment 或者没有时，系统将采用多点同时分发技术进行内容的快速分发。多点分同时分发的技术示意图如下：

　　多点同时分发的优势是：

　　·速度快，多个点同时向目标服务器进行分发；
　　·避免PULL 源的单点服务忙导致PULL 失败或者分发速度慢的问题；
　　·避免单点网络拥塞导致PULL 失败或者分发速度慢的问题；
　　·提升系统响应速度，提升用户的体验。

1.2.3 采用视频切片技术的mVision IPTV平台

　　UT斯达康公司的mVision系统是一个融合的多媒体业务服务平台，采用新一代的视频切片技术为基础进行设计，通过mVision系统，能够建立一整套适合电信级运营级的内容分发服务以及流媒体服务平台，能够同时满足TV终端和PC终端用户，并可以实现广播级的视频服务，突破了传统宽带只为PC终端服务的概念，极大的延伸了运营商的运营空间，把业务渗透到传统TV行业的用户市场，为下一步运营商在现有宽带网络上的开展统一的视频服务打下了坚实的基础。

　　mVision采用独特、先进、灵活的BMDP内容分发策略和机制，通过高效、快速的流媒体内容分发技术，确保用户在任意时间可以完全随机地访问任意节目，并保证系统有良好的扩展性和互通性；mVisionCDN除提供优异的内容分发功能外，还提供基于streaming化的SAN分布式存储架构，实现流媒体内容的海量存储，并且采用即插即用的扩容技术，使系统灵活的扩容。

　　UT斯达康mVision系统作为一套端到端的多媒体业务解决方案，完整地覆盖从媒体编码、自动转码、内容管理、内容分发、负载均衡、内容存储、STB解码/PC解码整个业务流程。

　　随着未来无线业务的发展，mVision的服务能力能够平滑地向无线终端延伸，如：PHS、GSM、WCDMA、等，如果网通未来建设3G网络，那么可以通过mVision在3G网络上为网通的用户提供视频服务。

　　除采用视频切片技术外，mVision还在以下优势：

1.2.3.1 有完全符合传统电视的观看习惯

　　采用视频切片技术后，mVision可以使用户获得传统的电视观看体验，例如电视切换时间在1秒以内；信号时延小，从电视信号进入mVision到用户看到信号，整个系统的时延低于2秒。

1.2.3.2 满足多种用户类型的需要

　　mVision可以灵活支持组播、单播、和组播到单播的灵活转换。

1.2.3.3 完全符合电信运营级的系统设备

　　目前市场上有不少的IPTV系统提供商，但大多数都是一些小的软件开发商利用一些PC Server+应用软件组成，他们对电信运营级的系统没有太深的理解。

　　UT是全球十大电信设备厂商之一，有着丰富的电信设备设计、部署和维护经验，mVision完全秉承UT的电信设备经验，例如：

　　·mVision采用符合电信规范的-48V电源供电，采用标准的电信机框；
　　·系统有完善的设备安全机制，支持安全冗余，防止单点故障；
　　·系统结构紧凑，一个机框可以支持15000个并发用户，存储超过5万小时的视频节目；
　　·有完善和先进的网管系统；
　　·有完善的通风设计等等。

1.2.3.4 一台服务器同时支持多种视频格式节目

　　mVision采用先进的流媒体服务引擎，可以在一台服务器上同时支持多种视频格式，而不需要针对每一种视频格式配置一种类型的视频服务器。

　　目前SP/CP提供的片源格式多种多样，这种局面以后还将继续，因此同时支持多种格式非常必要，这样可以有效的降低系统投资，提升系统的利用率。