IPQAM:IPQAM-中文百科頻道

概況

已形成共識的是在主幹線上采用IP技術和光纖傳輸技術建設廣電寬帶骨幹網絡。内容分發網絡CDN是在現有的廣電寬帶骨幹網絡中增加一層新的網絡架構，專門服務于應用内容，把應用内容發布到離用戶僅有“一跳”之遙的網絡“邊緣”，從而提高應用内容的服務質量和用戶體驗，緩解網絡帶寬緊張和網絡出口擁塞，進而擴大網絡應用内容供應商的客戶群體。另一方面IPQAM技術的迅速發展和普及使得基于HFC+IP網絡的業務模式得以全面推廣。

網絡簡介

基本定義

CDN是構建在IP網絡上的一種分布式的内容分發網，主要采用“中心—邊緣”的存儲與服務分布方式。它的基本原理就是在分布的地區或網絡中部署邊緣服務器，所有的節目都在中心服務器存儲，而通過骨幹網把用戶訪問相對集中的内容分發到邊緣服務器，直接由邊緣服務器提供用戶服務。

基本組件

一個CDN包含的基本組件有（1）CDN集中式的認證接口，位于CDN中心節點，将分布式的MSC、第三方Cache有機的與流媒體後台建立紐帶，實現認證、計費、日志中繼功能，作為集中的接口組件，支持分布式的認證計費業務，實現對認證計費信息的透明轉發。（2）内容路由導向器CRD (Content Routing Director)負責全局負載均衡根據一組設定的導向策略（用戶靜态就近性、動态就近性、各節點權重等），将用戶的流媒體内容請求通過重定向命令導向到最佳子節點，實現分布式、全網智能化負載均衡；與各子節點保持通信，檢查各子節點的健康狀态；作為用戶請求的入口處，當用戶請求到達時，通過一組設定的導向策略，将用戶的内容請求導向到最佳的訪問節點；動态檢測離用戶最近的子節點以便于就近分配；監控設備和應用狀況，統計訪問規則和應用訪問情況；支持個性化分配策略設置。（3）内容服務網關CSG (Content Service Gateway)位于分布式内容服務邊緣點，負責本地負載和本地流量控制，通過缺省或自定義導向策略将用戶内容請求導向到最佳的内容引擎，實現本地智能化負載均衡；負責檢查内容是否存在，并指導其控制的内容引擎MSC下載；動态維護本節點内容映像表；當用戶請求導向到CSG時，按照内容映像表檢查，如果存在該内容，将用戶的内容請求導向到最佳的内容引擎；如果沒有該内容，則發送請求到啟用代理功能的MSC或第三方策略，同時通知一台MSC到預設原始内容服務器抓取内容與其控制的内容引擎進行流量信息交流以及内容狀況同步，檢查其健康狀态；指導其控制的内容引擎進行内容操作：内容下載/删除、内容更新；直播支持；監控設備和應用狀況，統計訪問規則和應用訪問情況。（4）媒體服務控制器MSC (Media Service Controller)位于分布式内容服務邊緣點，控制流媒體服務，為最終用戶提供實際流媒體邊緣服務---根據預定策略（包括并發用戶數、并發流量和對存貯的占用空間的控制）對訪問内容服務引擎進行控制；支持當前用戶訪問的查詢；同本節點内容服務網關CSG保持通訊，提供流量信息；接受本節點CSG指導，對本節點緩存内容進行操作，包括取得、删除、更新，以及到就近的映像内容服務器或原始内容服務器抓取内容；監控設備、應用和在線用戶狀況，統計訪問規則和應用訪問情況；支持靈活的廣告和直播功能；支持認證中繼，與後台認證管理系統建立認證聯系。

調制簡介

定義

IPQAM調制設備集“複用、加擾、調制、頻率變換”功能為一體，它将DVB/IP自IP骨幹網輸入的節目流重新複用在指定的多業務傳輸流中，再進行QAM調制和頻率變換，輸出RF。在使用IPQAM之後，STB和CDN邊緣視頻服務器之間的控制信息和視頻流分别通過不同的通路傳輸：STB的接入認證、EPG信息浏覽等流程通過雙向回傳通道交互；CDN邊緣視頻服務器收到用戶的請求後将音視頻流以恰當的封包形式輸出至IPQAM設備，IPQAM将音視頻流調制為RF信号後通過HFC網絡傳輸給STB，STB對音視頻流進行解調和解碼。在HFC的視頻點播系統中，用戶所點播的視頻内容下行是由HFC網絡承載的，通過IPQAM設備将IP數據包調制發送到HFC網絡中。

設置

由于HFC網絡的共享特性，某個特定的機頂盒隻能接收到來自特定的一組IPQAM端口的數據，因此需要對服務區域有明确的規劃和管理，通常将這樣的服務區域定義為Region，即預先定義的一組頻率資源，或者為一個IPQAM通道資源規劃單元。在不同物理節點所覆蓋的服務區域，可全部或部分重複使用該網的VOD頻率規劃單元，對擁有相同路徑的服務區域即為一個Region。為識别不同的Region，每一個Region都有一個唯一的ID号，即RegionID。視頻點播業務中采用RegionID來進行機頂盒用戶的定位，STB請求服務時需要向CDN提交該信息，頭端系統根據此信息就可以區分是哪個區域的哪個機頂盒發出的請求，從而分配對應的路由來供視頻服務器傳送視頻數據流。機頂盒可以通過固定分配或網絡自動下載的方式獲取RegionID，固定分配的方式實施較為簡單，但當機頂盒在跨區域漫遊或者頭端網絡結構調整時需要重新綁定RegionID。RegionID信息通過IPQAM經HFC通道下送給機頂盒，具體發送方式可以通過設置并實時廣播DVB網絡參數至機頂盒，機頂盒根據預設的規則解析得到RegionID。設置RegionID的相關參數可以有TSID方式或NID方式。

TSID方式

TSID方式：按照系統的頻段規劃和部署完成對IPQAM中每個通道TSID的配置，确保IPQAM每個流的TSID在全網内是唯一的，機頂盒在開機後在劃分為點播業務的頻段掃描獲得能夠接收到的TSID并保存。在所有的IPQAM中設置TSID，由IPQAM通過實時廣播PAT表來下傳TSID信息。這樣機頂盒将能夠通過掃描方式，探測到能夠到達該機頂盒所有的IPQAM的TSID信息。機頂盒可能獲得屬于一個Region的多個TSID，機頂盒按照設定的規則解析TSID獲得RegionID。

NID方式

NID方式：在每個非點播頻點的NIT表格插入服務入口描述符，STB通過該描述符獲得點播主頻點信息，然後機頂盒根據點播主頻點上的NIT信息，獲取到的NetworkID信息即為RegionID。當無法讀到描述符中的點播主頻點信息或RegionID信息時，采用機頂盒存儲的信息。

封包控制

數據封包和碼率控制

經過路由選擇和資源分配後，CDN的邊緣視頻服務器将向IPQAM以UDP封裝方式輸出視頻流數據，IPQAM解封裝後将多個單節目傳輸流複用成多節目傳輸流，通過HFC網絡傳輸到STB根據IPQAM設備的傳輸特性，需要考慮合适的數據封包和碼率控制。主流的視頻編碼格式有MPEG-2、MPEG-4、H.264。MPEG2文件播放的封包解包流程如下：（1）文件以MPEG2的文件格式存放（2）視頻服務器讀取文件數據封裝成TS包方式，加上TCP/IP包頭，通過IP網絡發送給IPQAM設備；（3）IPQAM将TS數據取出調制成RF信号通過HFC網絡傳輸；（4）STB接收到TS數據後對其進行解碼播放。MPEG4/H264封包流程基于實時流傳輸協議RTSP傳輸的MPEG4/H264文件播放封包解包流程如下：（1）文件以MPEG4/H264文件格式存放; （2）視頻服務器讀取文件，先封裝成RTP格式，然後加上TS的包頭，再加上TCP/IP包頭，通過IP網絡發送給IPQAM； (3)IPQAM将TS數據取出調制成RF信号通過HFC網絡傳輸； (4)DVB解碼芯片接收到TS數據後，将TS包頭數據去掉，将TS的Payload信息也就是RTP數據傳遞給MPEG4/H.264解碼器 (5) MPEG4/H.264解碼器對RTP數據信息處理，對音視頻數據進行解碼播放。