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摘要：有线电视网络的数字电视VOD系统能够为用户提供实时、交互的视频传输系统，在实际应用的过程中，还需要解决诸多的问题，需要采用多种技术进行应用。文章分析了多媒体HFC网络的关键技术和上下行信号传输的主要途径，探究了信号传输处理的关键技术。
关键词：有线电视网络；视频点播；双向视频点播
中图分类号： TN943.6 文献标识码： A 文章编号：
随着新一代电子多媒体技术和网路技术的发展，以及新一代的高性能的视频图像编码技术标准在计算机与有线电视中的广泛应用，以及新的高性能编码/解码集成电路芯片在电子产品中的应用，促进数字电视技术日益走向成熟和实用，数字电视的进步和应用推动了新一代宽带视频网、HFC有线电视网络的发展。
一、视频点播系统的应用概述
视频点播(Video on Demand, VOD)主要是根据用户的需要，为用户提供电视、视频节目的选择能力，用户能够根据自己的需要选择适合自己的节目，VOD系统具有良好的灵活性和交互能力，在计算机网络、通信技术不断发展的基础上，形成了新的运营模式。对于有线电视行业来说，有线电视技术的改造的一个重要业务是为用户提供视频点播服务，这就需要解决2个基本的问题，视频信号的下行通道和用户的回传通道的带宽问题。已有的NVOD技术主要采用广播的形式，轮番播放节目，主要采用的单向传播，不能够与用户实现交互，提供的节目比较有限，用户对这些节目没有控制和选择的权限，虽然，在技术发展的过程中，采用轮播切片优化技术进行信号和节目的传播，但是，这种技术还是存在带宽的缺陷，不能够形成真正意义上的视频（VOD）点播系统。
随着网络技术的发展，VOD采用EPON和GPON等网络传播技术来设计和开发数字电视网络技术，这样能够实现电视信号的QoS 保证，而且信号下行通道的带宽能够满足网络信号的传输的需要，又具有可靠的信号回传通道，能够实现与网络VOD系统相同或更高的视频点播效果。但是EPON和GPON在有线电视网络中的应用，需要对原有的电视网络进行改造，投入的资金比较大，具有一定的风险性。
二、单向网络的解决方案
1、基于IP-QAM的视频点播（VOD）系统。有线电视的单向广播系统能够有效的保证电视信号的QoS质量特性，信号的下行通道带宽容量较大，但是由于采用的是同轴电缆进行信号传输，无法满足大量用户同时点播的需要，需要对有线电视网络划分为小的广播域，利用DWDM技术，能够将用户点播的节目信息流以UDP的协议在光纤网络上传输到用户所在的区域，实现大量用户视频点播的需求。利用这种技术，用户控制、点播需求、通信服务等交互命令的回传，需要建立信号的上行通道，以支持IP的回传通道，但是这种要处理信号的数据量比较小，可在原有的DVB-C机顶盒上增加相应的网络传输协议的以太网芯片和TCP/IP协议栈软件，就可以将原有的单向机顶盒形成双向机顶盒。IP回传通道的实现技术主要有Internet、ADSL等相关的技术，接入用户还是采用五类双绞线入户的以太网方式。有线电视网络的机顶盒SoC采用MPEG-2编码标准标准，具有一定的带宽限制，在这种VOD点播传输节目时，每个数据流的带宽能够满足传输的需要，由于利用了大容量的DMDW技术和具有良好QoS保证，在同轴电缆传输下行视频流，能够获得优异的传输效果，能够满足通信的需哟，可以有效的对有线电视网的区域划分。但是在有线电视传播中，要提供VOD普遍服务，就需要大量部署IP- QAM设备，但是IP- QAM的成本还居高不下，另外，还要再部署一个入户的IP网络，实施成本和工程量巨大，一般运营商难以承受。
2、双模数字视频点播VOD系统。
IP-QAM VOD 的信号的上行通道仅仅是在传输客户的请求信息，作为回传通道带宽的资源的闲置比较多，这样IP网络带宽几乎完全闲置。通过采用网络软件和硬件技术将机顶盒改造双模式机顶盒，这样就能够实现接收有线电视的DVB-C信号，也可以有效的利用上行的IP网络实现视频点播的交互特性和信号的回传通道，有效的避免了单向传输系统对IP-QAM设备的需求，而且实现的技术比较简单，成本比较低，具有灵活性的优点，这种双模机顶盒能够有效的接收来自网络的大流量数据流和视频流，具有较强的网络处理能力，与网络VOD信号传播的方式相同，受限于IP 网的QoS的保障和网络带宽特性影响，双模VOD机顶盒的规模存在也存在网络带宽的限制，需要进行技术改造和提升。例如常用的有浪潮双模机顶盒采用FPGA技术来实现网络信息传输的功能，使VOD的点播系统的下行视频带宽限制在700Kbit/s以下，成倍提高了有线电视的用户规模，改进了点播效果，具有较强的网络接收能力。
三、双向视频点播（VOD）关键技术——双向信道的实现
HFC接入网实现了双向多媒体交互业务的功能，为了实现这项功能，可以对原有的单向传输的有线电视网络进行改造，对有线设备的前端系统、干线传输系统、网络分支系统、分配器、用户终端设备等相关的功能进行更新、增加设备和改造相应的系统，为了保证有线网络的回传通道，HFC网络采用了空分复用法(SDM)技术、时分复用法(TDM)技术、波分复用法(WDM)技术和频分复用法(FDM)技术等相关的技术。但是在实际的运用中空分复用法(SDM)技术、时分复用法(TDM)技术还缺乏一定的技术限制，不能有效的满足视频点播业务的实时性要求，在视频点播（VOD）中不能广泛的得到应用。
频分复用法在视频点播中常用的方法之一，是将线路的带宽分割成若干个不重叠的部分，然后将用户的信息进行加密打包，将分割的带宽分配给用户，进行信息传递。在FDMA中采用的信号载波的频率互不相同，一个用户的数据流只占用一个载波频率，这样所有的用户就可以同时发送信息频分复用法主要采用的是将光节点以下信号频率进行分割，利用网络信号的频率不同，实现网络上行和下行信号同时传输，一般地，低频段用于上行信道，高频段用于下行信道。上下行频段的分割点频率的高低和分割的方法，主要取决于有线电视的多媒体HFC接入网主要实现的功能，以及网络传输中需要传输的信息能量。频分复用技术对对媒体网络的宽带利用率比较高，采用的调制方式主要是QPSK(四相键移调制)和正交幅度调制(64-QAM)等相关的方式，这种技术特别适合视频点播的上下行信号的传输。
波分复用技术的关键技术的码分多址(CDMA)，由于在多媒体HFC网络中，使用的设备和性能受环境和自身的影响比较严重，导致网络中的上行信号会受到干扰和噪声的影响，这是HFC网络中最为严重的问题之一，采用波分复用技术，能够有效的为有线电视分配网络提供完善的传输机制，能够有效的解决上行路径中进入的干扰和脉冲噪声的办法，采用波分复用技术可运用扩频技术和编码功能，同时它的同步码分多址(S-CDMA)技术可提高网络数据率传输的能力，可用于VOD视频系统中的恒定比特率传输(CBR) 和变比特率传输( VBR)信息业务。波分复用法的S-CDMA技術是一个不存在竞争的系统，可以有效的对网络进行分级处理，当更多用户在高峰期使用有线宽带网络时，网络不会发生拥挤和干扰，提高了网络的利用率和信号传输的速率。
四、小结
随着计算机网络技术、通信技术和数字图形图像编码压缩技术、网络分布式处理技术、高速存储技术以及多媒体技术的发展，基于有线电视的多媒体HFC网络的视频点播技术将不断得到改进和完善，将能够给用户提供高效、快速的网络信号传输，基于有线电视网络平台的视频点播技术将能够得到更广泛的应用。
参考文献：
[1]陈文周,郑德林,顾峰. 基于以太网实现VOD的方法研究[J].电视技术，2010(3).
[2]熊明,赵政,赵怿.城域网上CDN 技术的应用[J].计算机应用,2009(1).
[3]沈显君,归伟夏,冯刚等. 基于HFC的NVOD视频点播系统的设计与研究[J].计算机工程与应用,2009(6).
关键词：有线电视网络；视频点播；双向视频点播
中图分类号： TN943.6 文献标识码： A 文章编号：
随着新一代电子多媒体技术和网路技术的发展，以及新一代的高性能的视频图像编码技术标准在计算机与有线电视中的广泛应用，以及新的高性能编码/解码集成电路芯片在电子产品中的应用，促进数字电视技术日益走向成熟和实用，数字电视的进步和应用推动了新一代宽带视频网、HFC有线电视网络的发展。
一、视频点播系统的应用概述
视频点播(Video on Demand, VOD)主要是根据用户的需要，为用户提供电视、视频节目的选择能力，用户能够根据自己的需要选择适合自己的节目，VOD系统具有良好的灵活性和交互能力，在计算机网络、通信技术不断发展的基础上，形成了新的运营模式。对于有线电视行业来说，有线电视技术的改造的一个重要业务是为用户提供视频点播服务，这就需要解决2个基本的问题，视频信号的下行通道和用户的回传通道的带宽问题。已有的NVOD技术主要采用广播的形式，轮番播放节目，主要采用的单向传播，不能够与用户实现交互，提供的节目比较有限，用户对这些节目没有控制和选择的权限，虽然，在技术发展的过程中，采用轮播切片优化技术进行信号和节目的传播，但是，这种技术还是存在带宽的缺陷，不能够形成真正意义上的视频（VOD）点播系统。
随着网络技术的发展，VOD采用EPON和GPON等网络传播技术来设计和开发数字电视网络技术，这样能够实现电视信号的QoS 保证，而且信号下行通道的带宽能够满足网络信号的传输的需要，又具有可靠的信号回传通道，能够实现与网络VOD系统相同或更高的视频点播效果。但是EPON和GPON在有线电视网络中的应用，需要对原有的电视网络进行改造，投入的资金比较大，具有一定的风险性。
二、单向网络的解决方案
1、基于IP-QAM的视频点播（VOD）系统。有线电视的单向广播系统能够有效的保证电视信号的QoS质量特性，信号的下行通道带宽容量较大，但是由于采用的是同轴电缆进行信号传输，无法满足大量用户同时点播的需要，需要对有线电视网络划分为小的广播域，利用DWDM技术，能够将用户点播的节目信息流以UDP的协议在光纤网络上传输到用户所在的区域，实现大量用户视频点播的需求。利用这种技术，用户控制、点播需求、通信服务等交互命令的回传，需要建立信号的上行通道，以支持IP的回传通道，但是这种要处理信号的数据量比较小，可在原有的DVB-C机顶盒上增加相应的网络传输协议的以太网芯片和TCP/IP协议栈软件，就可以将原有的单向机顶盒形成双向机顶盒。IP回传通道的实现技术主要有Internet、ADSL等相关的技术，接入用户还是采用五类双绞线入户的以太网方式。有线电视网络的机顶盒SoC采用MPEG-2编码标准标准，具有一定的带宽限制，在这种VOD点播传输节目时，每个数据流的带宽能够满足传输的需要，由于利用了大容量的DMDW技术和具有良好QoS保证，在同轴电缆传输下行视频流，能够获得优异的传输效果，能够满足通信的需哟，可以有效的对有线电视网的区域划分。但是在有线电视传播中，要提供VOD普遍服务，就需要大量部署IP- QAM设备，但是IP- QAM的成本还居高不下，另外，还要再部署一个入户的IP网络，实施成本和工程量巨大，一般运营商难以承受。
2、双模数字视频点播VOD系统。
IP-QAM VOD 的信号的上行通道仅仅是在传输客户的请求信息，作为回传通道带宽的资源的闲置比较多，这样IP网络带宽几乎完全闲置。通过采用网络软件和硬件技术将机顶盒改造双模式机顶盒，这样就能够实现接收有线电视的DVB-C信号，也可以有效的利用上行的IP网络实现视频点播的交互特性和信号的回传通道，有效的避免了单向传输系统对IP-QAM设备的需求，而且实现的技术比较简单，成本比较低，具有灵活性的优点，这种双模机顶盒能够有效的接收来自网络的大流量数据流和视频流，具有较强的网络处理能力，与网络VOD信号传播的方式相同，受限于IP 网的QoS的保障和网络带宽特性影响，双模VOD机顶盒的规模存在也存在网络带宽的限制，需要进行技术改造和提升。例如常用的有浪潮双模机顶盒采用FPGA技术来实现网络信息传输的功能，使VOD的点播系统的下行视频带宽限制在700Kbit/s以下，成倍提高了有线电视的用户规模，改进了点播效果，具有较强的网络接收能力。
三、双向视频点播（VOD）关键技术——双向信道的实现
HFC接入网实现了双向多媒体交互业务的功能，为了实现这项功能，可以对原有的单向传输的有线电视网络进行改造，对有线设备的前端系统、干线传输系统、网络分支系统、分配器、用户终端设备等相关的功能进行更新、增加设备和改造相应的系统，为了保证有线网络的回传通道，HFC网络采用了空分复用法(SDM)技术、时分复用法(TDM)技术、波分复用法(WDM)技术和频分复用法(FDM)技术等相关的技术。但是在实际的运用中空分复用法(SDM)技术、时分复用法(TDM)技术还缺乏一定的技术限制，不能有效的满足视频点播业务的实时性要求，在视频点播（VOD）中不能广泛的得到应用。
频分复用法在视频点播中常用的方法之一，是将线路的带宽分割成若干个不重叠的部分，然后将用户的信息进行加密打包，将分割的带宽分配给用户，进行信息传递。在FDMA中采用的信号载波的频率互不相同，一个用户的数据流只占用一个载波频率，这样所有的用户就可以同时发送信息频分复用法主要采用的是将光节点以下信号频率进行分割，利用网络信号的频率不同，实现网络上行和下行信号同时传输，一般地，低频段用于上行信道，高频段用于下行信道。上下行频段的分割点频率的高低和分割的方法，主要取决于有线电视的多媒体HFC接入网主要实现的功能，以及网络传输中需要传输的信息能量。频分复用技术对对媒体网络的宽带利用率比较高，采用的调制方式主要是QPSK(四相键移调制)和正交幅度调制(64-QAM)等相关的方式，这种技术特别适合视频点播的上下行信号的传输。
波分复用技术的关键技术的码分多址(CDMA)，由于在多媒体HFC网络中，使用的设备和性能受环境和自身的影响比较严重，导致网络中的上行信号会受到干扰和噪声的影响，这是HFC网络中最为严重的问题之一，采用波分复用技术，能够有效的为有线电视分配网络提供完善的传输机制，能够有效的解决上行路径中进入的干扰和脉冲噪声的办法，采用波分复用技术可运用扩频技术和编码功能，同时它的同步码分多址(S-CDMA)技术可提高网络数据率传输的能力，可用于VOD视频系统中的恒定比特率传输(CBR) 和变比特率传输( VBR)信息业务。波分复用法的S-CDMA技術是一个不存在竞争的系统，可以有效的对网络进行分级处理，当更多用户在高峰期使用有线宽带网络时，网络不会发生拥挤和干扰，提高了网络的利用率和信号传输的速率。
四、小结
随着计算机网络技术、通信技术和数字图形图像编码压缩技术、网络分布式处理技术、高速存储技术以及多媒体技术的发展，基于有线电视的多媒体HFC网络的视频点播技术将不断得到改进和完善，将能够给用户提供高效、快速的网络信号传输，基于有线电视网络平台的视频点播技术将能够得到更广泛的应用。
参考文献：
[1]陈文周,郑德林,顾峰. 基于以太网实现VOD的方法研究[J].电视技术，2010(3).
[2]熊明,赵政,赵怿.城域网上CDN 技术的应用[J].计算机应用,2009(1).
[3]沈显君,归伟夏,冯刚等. 基于HFC的NVOD视频点播系统的设计与研究[J].计算机工程与应用,2009(6).