利用CDN和IPQAM技术在HFC网络上实现视频点播
数字化革命带来了HFC的变化，媒体和网络的双重融合在今后将彻底改变现有广播电视系统结构和运营模式，对广电传输网络提出了新的挑战。现在已形成共识的是在主干线上采用IP技术和光纤传输技术建设广电宽带骨干网络。内容分发网络CDN是在现有的广电宽带骨干网络中增加一层新的网络架构，专门服务于应用内容，把应用内容发布到离用户仅有“一跳”之遥的网络“边缘”，从而提高应用内容的服务质量和用户体验，缓解网络带宽紧张和网络出口拥塞，进而扩大网络应用内容供应商的客户群体。另一方面IPQAM技术的迅速发展和普及使得基于HFC＋IP网络的业务模式得以全面推广。

{dy}部分 内容分发网络CDN简介

CDN是构建在IP网络上的一种分布式的内容分发网，主要采用“中心—边缘”的存储与服务分布方式。它的基本原理就是在分布的地区或网络中部署边缘服务器，所有的节目都在中心服务器存储，而通过骨干网把用户访问相对集中的内容分发到边缘服务器，直接由边缘路由器提供用户服务。一个CDN包含的基本组件有（1）CDN集中式的认证接口，位于CDN中心节点，将分布式的MSC、第三方Cache有机的与流媒体后台建立纽带，实现认证、计费、日志中继功能，作为集中的接口组件，支持分布式的认证计费业务，实现对认证计费信息的透明转发。（2）内容路由导向器CRD (Content Routing Director)负责全局负载均衡根据一组设定的导向策略（用户静态就近性、动态就近性、各节点权重等），将用户的流媒体内容请求通过重定向命令导向到{zj0}子节点，实现分布式、全网智能化负载均衡；与各子节点保持通信，检查各子节点的健康状态；作为用户请求的入口处，当用户请求到达时，通过一组设定的导向策略，将用户的内容请求导向到{zj0}的访问节点；动态检测离用户最近的子节点以便于就近分配；监控设备和应用状况，统计访问规则和应用访问情况；支持个性化分配策略设置。（3）内容服务网关CSG (Content Service Gateway)位于分布式内容服务边缘点，负责本地负载和本地流量控制，通过缺省或自定义导向策略将用户内容请求导向到{zj0}的内容引擎，实现本地智能化负载均衡；负责检查内容是否存在，并指导其控制的内容引擎MSC下载；动态维护本节点内容映像表；当用户请求导向到CSG时，按照内容映像表检查，如果存在该内容，将用户的内容请求导向到{zj0}的内容引擎；如果没有该内容，则发送请求到启用代理功能的MSC或第三方策略，同时通知一台MSC到预设原始内容服务器抓取内容与其控制的内容引擎进行流量信息交流以及内容状况同步，检查其健康状态；指导其控制的内容引擎进行内容操作：内容下载/删除、内容更新；直播支持；监控设备和应用状况，统计访问规则和应用访问情况。（4）媒体服务控制器MSC (Media Service Controller)位于分布式内容服务边缘点 ，控制流媒体服务，为最终用户提供实际流媒体边缘服务---根据预定策略（包括并发用户数、并发流量和对存贮的占用空间的控制）对访问内容服务引擎进行控制；支持当前用户访问的查询；同本节点内容服务网关CSG保持通讯，提供流量信息；接受本节点CSG指导，对本节点缓存内容进行操作，包括取得、删除、更新，以及到就近的映像内容服务器或原始内容服务器抓取内容；监控设备、应用和在线用户状况，统计访问规则和应用访问情况；支持灵活的广告和直播功能；支持认证中继，与后台认证管理系统建立认证联系。

第二部分IPQAM简介

IPQAM调制设备集“复用、加扰、调制、频率变换”功能为一体，它将DVB/IP自IP骨干网输入的节目流重新复用在指定的多业务传输流中，再进行QAM调制和频率变换，输出RF。在使用IPQAM之后，STB和CDN边缘视频服务器之间的控制信息和视频流分别通过不同的通路传输：STB的接入认证、EPG信息浏览等流程通过双向回传通道交互；CDN边缘视频服务器收到用户的请求后将音视频流以恰当的封包形式输出至IPQAM设备，IPQAM将音视频流调制为RF信号后通过HFC网络传输给STB，STB对音视频流进行解调和解码。在HFC的视频点播系统中，用户所点播的视频内容下行是由HFC网络承载的，通过IPQAM设备将IP数据包调制发送到HFC网络中。由于HFC网络的共享特性，某个特定的机顶盒只能接收到来自特定的一组IPQAM端口的数据，因此需要对服务区域有明确的规划和管理，通常将这样的服务区域定义为Region，即预先定义的一组频率资源，或者为一个IPQAM通道资源规划单元。在不同物理节点所覆盖的服务区域，可全部或部分重复使用该网的VOD频率规划单元，对拥有相同路径的服务区域即为一个Region。为识别不同的Region，每一个Region都有一个{wy}的ID号，即RegionID。视频点播业务中采用RegionID来进行机顶盒用户的定位，STB请求服务时需要向CDN提交该信息，头端系统根据此信息就可以区分是哪个区域的哪个机顶盒发出的请求，从而分配对应的路由来供视频服务器传送视频数据流。机顶盒可以通过固定分配或网络自动下载的方式获取RegionID，固定分配的方式实施较为简单，但当机顶盒在跨区域漫游或者头端网络结构调整时需要重新绑定RegionID。RegionID信息通过IPQAM经HFC通道下送给机顶盒，具体发送方式可以通过设置并实时广播DVB网络参数至机顶盒，机顶盒根据预设的规则解析得到RegionID。设置RegionID的相关参数可以有TSID方式或NID方式。（1）TSID方式：按照系统的频段规划和部署完成对IPQAM中每个通道TSID的配置，确保IPQAM每个流的TSID在全网内是{wy}的，机顶盒在开机后在划分为点播业务的频段扫描获得能够接收到的TSID并保存。在所有的IPQAM中设置TSID，由IPQAM通过实时广播PAT表来下传TSID信息。这样机顶盒将能够通过扫描方式，探测到能够到达该机顶盒所有的IPQAM的TSID信息。机顶盒可能获得属于一个Region的多个TSID，机顶盒按照设定的规则解析TSID获得RegionID。
（2）NID方式：在每个非点播频点的NIT表格插入服务入口描述符，STB通过该描述符获得点播主频点信息，然后机顶盒根据点播主频点上的NIT信息，获取到的NetworkID信息即为RegionID。当无法读到描述符中的点播主频点信息或RegionID信息时，采用机顶盒存储的信息。

第三部分

经过路由选择和资源分配后，CDN的边缘视频服务器将向IPQAM以UDP封装方式输出视频流数据，IPQAM解封装后将多个单节目传输流复用成多节目传输流，通过HFC网络传输到STB根据IPQAM设备的传输特性，需要考虑合适的数据封包和码率控制。目前主流的视频编码格式有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）视频服务器读取文件数据封装成TS包方式，加上TCP/IP包头，通过IP网络发送给IPQAM设备；（3）IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输；（4）STB接收到TS数据后对其进行解码播放。
MPEG4/H264封包流程基于实时流传输协议RTSP传输的MPEG4/H264文件播放封包解包流程如下图所示：（1）文件以MPEG4/H264文件格式存放; （2）视频服务器读取文件，先封装成RTP格式，然后加上TS的包头，再加上TCP/IP包头，通过IP网络发送给IPQAM； (3) IPQAM将TS数据取出调制成RF信号通过HFC网络传输； (4).DVB解码芯片接收到TS数据后，将TS包头数据去掉，将TS的Payload信息也就是RTP数据传递给MPEG4/H.264解码器 (5) MPEG4/H.264解码器对RTP数据信息处理，对音视频数据进行解码播放。
3、利用CDN和IPQAM技术在HFC网络进行视频点播流程： (1)STB开机自检通过后，发起DHCP请求，从DHCP获取IP地址，并将RegionID发送至CDN (2)成功获取IP地址后，STB内嵌浏览器会访问视频点播导航页面，经过机顶盒定购服务状态认证后可进入浏览，点播（3）用户的点播请求被重定向到CRD，由CRD根据全局负载均衡策略分配{zj0}节点，如果认证未通过则返回原界面（4）用户被重定向到CSG,由CSG根据本地负载均衡策略选择服务引擎，当本地节点没有用户所点的媒体时，CSG根据本地MSC负载及健康状况选择服务引擎（5）用户被重定向到MSC，MSC则连到认证管理系统去进行用户资费状态认证，认证通过后就对用户提供服务，若本地没有视频信息，则MSC向OCS发送RTSP请求，并起RTSP透明代理为STB提供服务，同时根据既定策略来决定是否从OCS上以FTP的方式下载用户刚才所点播的媒体文件（6）带有对应发出点播要求STB的 IP地址的视频数据从CDN通过IP网络传送至IPQAM(7)IPQAM将点播视频数据去掉IP包头并将接收机顶盒的IP地址映射到PID中，再选择合适的封包和码率控制，并根据用户RegionID将数据调制成TS流到特定频点通过HFC网络传送至STB(8)STB在遵循RegionID规则的特定频点通过对应自身标识的PID锁定点播的视频TS流，解调后送入相应的解码器。（9）影片服务结束后，MSC将服务详单发送给认证管理系统，然后送到DVB OSS,由DVB OSS进行计费。