(成都貝肯達科技有限公司 www.baconda.com 四川 成都 610045)
【摘 要】隨著數(shù)字電視系統(tǒng)的迅速建設,如何基于高性價比媒體播出服務器與IP QAM來進行互動電視系統(tǒng)設計成為一個熱門話題,本文基于已成功實施項目,就高性價比媒體播出服務器在系統(tǒng)設計中的思考要點進行了總結,并介紹多種互動電視系統(tǒng)構建方案供運營商參考。
【關鍵詞】高性價比媒體播出服務器;互動電視;IP QAM;互動機頂盒;SDP
Interaction television system project design reference based on the high performance/price ratio media Broadcasts server and the IP QAM
Feng Lei,Ni Yang-kun
(Chengdu Baconda Technology Co., Ltd. Sichuan Chengdu 610045, china)
[Abstract] Along with did the digital television system“s rapid construction, how based on the high performance/price ratio media broadcast server and the IP QAM carry on the interaction television system to design into a hot topic of discussion, this article based on has succeeded the implementation project, the high performance/price ratio media broadcast server has carried on the summary in system design ponder main point, and introduced that many kinds of interaction television system construction plan refers for the operator.
[Key Words] high performance/price ratio media broadcast server; interaction television; IP QAM; interaction STB; SDP
1、引言
中國廣播電視系統(tǒng)正逐步從模擬向數(shù)字化升級,網(wǎng)絡也從單向向雙向轉變,服務也從被動向互動轉型,互動就是用戶與運營商之間的互動、用戶與用戶之間的互動,這一不可替代的特性決定了用戶從數(shù)字電視獲得的不僅僅再是單一的廣播電視節(jié)目,而是獲得了一種全新的使用體驗,而這種全新的互動業(yè)務模式勢必會引發(fā)新一輪數(shù)字電視發(fā)展的高潮,設計構建新一代面向高并發(fā)與低戶均成本的互動電視系統(tǒng)成為必然。
隨著高密度IP QAM產(chǎn)品的逐步成熟和應用,成功解決輸出網(wǎng)絡硬件設備高并發(fā)流輸出與高單流成本之間的突出矛盾,使多年來眾多互動方案設計人員一直追求的邊緣單節(jié)點寬區(qū)域覆蓋,低單流成本成為現(xiàn)實。在解決輸出網(wǎng)絡瓶頸的同時,如何為高密度IP QAM提供穩(wěn)定高并發(fā)數(shù)據(jù)流又成為制約互動方案實施的新一大問題,因此高性能高并發(fā)流多媒體服務器的實際應用才是真正意義上大幅降低互動電視系統(tǒng)單流傳輸成本的關鍵,為互動電視各項增值業(yè)務大規(guī)模商業(yè)化應用奠定堅實的技術實現(xiàn)基礎。
2、各個網(wǎng)絡形態(tài)階段制約互動電視業(yè)務開展的主要矛盾
早期模擬時代,網(wǎng)絡還是550MHz的天下,那時的網(wǎng)絡動不動一個節(jié)點就覆蓋幾萬戶,再加磁帶存儲編輯系統(tǒng),無論網(wǎng)絡架構還是存儲技術都無法支持這種個性化極強的業(yè)務,因此互動在那個時代只是一個美好的愿望。
中期模擬時代,隨著大規(guī)模網(wǎng)絡改造而到來,很多網(wǎng)絡逐步升級為750MHZ或者850MHz網(wǎng)絡,也有了盡量劃小光節(jié)點的基本統(tǒng)一認識(這點為以后進行 IP QAM單節(jié)點覆蓋提供了有力條件),并逐步建立了中心與分前端兩級分布式的網(wǎng)絡結構。但是如何建設雙向網(wǎng)絡,如何建設數(shù)據(jù)網(wǎng)絡,如何建立數(shù)據(jù)通道,如何開發(fā)機頂盒都還處于討論之時,再加上初步應用的磁盤非編系統(tǒng)和服務器硬件性能低下等眾多技術問題的制約,對于開展互動業(yè)務來說時機還不成熟,要走的路還很長。
后模擬時代的來臨是建立在前期技術討論基礎之上,基本確定了雙向網(wǎng)改造和以CMTS進行數(shù)據(jù)回傳的方案,基于MPEG-2的機頂盒方案也基本為大眾所了解。但CMTS普遍適合國情網(wǎng)絡的64QAM調(diào)制,也就只能提供38Mb有效數(shù)據(jù),難道利用MPEG-2編碼視頻和38Mb開展互動業(yè)務?這顯然不現(xiàn)實。再加CMTS技術的壟斷,高昂的價格和相對較低的網(wǎng)絡服務能力,慢慢成為制約CMTS發(fā)展的瓶頸,因此大家又在討論如何利用數(shù)字技術提高帶寬利用率,如何使用更新的光網(wǎng)絡來提高數(shù)據(jù)帶寬,在沒有解決帶寬與速率比問題的前提下,互動業(yè)務依舊是一個美好的愿望。
前數(shù)字時代悄然接踵而至,隨著數(shù)字電視計劃的正式啟動,基于MPEG-2的數(shù)字電視系統(tǒng)和DVB-C機頂盒的迅速建設和普及,數(shù)字化廣電網(wǎng)絡以驚人的速度向前推進,由于數(shù)字技術的實際應用,一夜之間使750MHz或者850MHz網(wǎng)絡出現(xiàn)大量的富裕帶寬,甚至出現(xiàn)悲觀的論調(diào):網(wǎng)絡不需要這么高的帶寬就可以了。這種看法是錯誤的,隨后的實踐證明,這些富裕的帶寬正好用于互動業(yè)務的開展??蛇@些帶寬如何利用,什么樣的方案更適合開展互動業(yè)務?此時實踐再次證明 “應用推動技術發(fā)展”這一理論的正確性,高密度IP QAM設備的適時推出,有效地解決以上這些難題,使得很多已經(jīng)成功升級雙向網(wǎng)絡的運營商第一次真正感到討論了多年的互動業(yè)務近在咫尺,可光有IP QAM進行調(diào)制輸出,沒有設備為IP QAM提供數(shù)據(jù)輸入,這樣又如何建立系統(tǒng)?因此高性能多媒體服務器又成為了新的系統(tǒng)實施瓶頸。
3、適合中國的高性價比媒體播出服務器
隨著高密度IP QAM技術的不斷改進,IP QAM輸出密度的不斷增加,眾多國內(nèi)外知名設備廠家也紛紛推出1U 24路及更高密度產(chǎn)品,在單通道成本及單流成本大幅下降的同時,以SA xDQA-24為代表的24路IP QAM單通道也開始支持16節(jié)目并發(fā),整機輸出能力已達到384個并發(fā)流輸出,這對消除輸出設備瓶頸起到?jīng)Q定性作用,但同時這使得需要一套強大的視頻輸出泵為這臺24路 IP QAM提供384套節(jié)目的輸入變得更為緊迫。這僅僅是一個播出單元,以目前《DNA2互動數(shù)字電視綜合業(yè)務平臺》在重慶永川互動電視系統(tǒng)實際實施情況來看,4個獨立播出單元,全系統(tǒng)滿載支持1536并發(fā)流,這顯然對視頻服務器的輸出能力提出了極高的要求,視頻服務器是否具備滿載1536套節(jié)目穩(wěn)定可靠的并發(fā)輸出已成為全系統(tǒng)能否真正實現(xiàn)的關鍵所在。
目前這種高性能媒體服務器多由國外廠商提供,但是各大廠商宣傳只需一兩百美金的服務器播出單流成本就可以開展互動業(yè)務的觀點還是很不適合中國國情,單純的拿來主義已經(jīng)讓國內(nèi)某些運營商嘗盡了苦頭,隨著網(wǎng)絡覆蓋的不斷增加,系統(tǒng)后期不斷添加播出服務器,高昂的進口播出服務器系統(tǒng)成為系統(tǒng)最大的開銷,但又沒有實際創(chuàng)造應有的收益價值。因此如果沒有適合的高性價比高性能視頻服務器泵作為支柱,即使IP QAM單機輸出能力再增加幾倍,單通道價格再下降幾倍,單點覆蓋用戶再擴展幾倍,互動電視增值業(yè)務實際上依然是沒有應用價值,這樣的網(wǎng)絡運營下去顯然是虧本的。
那怎樣的服務器才算是高性價比?這個不能盲目的根據(jù)國外廠家的宣傳來定義,因為國外的運營商大多是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與電視同網(wǎng)同時運營,簡單來說可以理解為把中國電信和中國廣電合并的運營商,這樣的運營商實力有多么強大可想而知,平均每戶每月包含數(shù)據(jù)和電視的消費約在30~50美元之間,這樣看來廠家宣傳的服務器每流成本100~200美元確實很便宜了,也確實可以開展互動業(yè)務,可我們的國情是這樣么?每月也能從每戶收取到30~50美元?顯然不可能。那適合中國目前網(wǎng)絡運營情況的帳該如何計算才是合理的?
以最新Baconda@MediaPump 400服務器為例,配套24路滿載輸出IP QAM,這是一個典型的播出單元,一般作為一個邊緣覆蓋一個5000戶光節(jié)點,網(wǎng)絡建設初期并發(fā)率約8%,平均每戶每月互動消費僅4塊錢(約平均每月看3 部電影),全年共計收入約24萬。一臺24路IP QAM與一臺視頻服務器全年電力功耗按照工業(yè)用電計算,再外加每年設備維護費用、人工工資平攤及設備折舊比例,方案設定2年收回播出單元成本,除去播出單元附屬設備外,一套典型邊緣播出單元合理價格應該不高于25萬(2年總收入48萬),因此播出單元每流成本應不高于651元。
目前24路IP QAM單通道媒體價格報價約800美金,折合人民幣約6000元,每通道支持管理16個并發(fā)流,每流成本約50美金,折合人民幣約375元。因此除去IP QAM每流輸出成本,高性能多媒體服務器含軟硬件每流成本應該不高于276元,所以折合美金大約為37美元(目前匯率7.5)。
根據(jù)市場調(diào)研,單機支持24路IP QAM滿載輸入,每流含軟硬件成本不高于40美金的服務器稱為高性價比媒體播出服務器,因為只有這樣的服務器才能在實際網(wǎng)絡中讓運營商真正盈利。
4、基于高性價比媒體播出服務器的互動方案設計考慮要點
高性價比媒體播出服務器在實際方案設計與實施過程中有許多細節(jié)需要考慮,根據(jù)《DNA2互動數(shù)字電視綜合業(yè)務平臺》在重慶永川區(qū)互動電視系統(tǒng)中的實際應用,總結在方案設計過程中的主要討論點,并作以下說明:
1、與Baconda@MediaPump兼容的互動機頂盒選擇
Baconda@MediaPump播出服務器支持標準SD 與HD MPEG-2格式視頻播出外,同時提供對MPEG-4格式視頻的播出支持,因此Baconda@MediaPump播出服務器幾乎兼容目前市面上所有的互動機頂盒,目前市面上常見的互動機頂盒方案大致有三種:純單向數(shù)字機頂盒+外置設備互動、純單向數(shù)字機頂盒+內(nèi)置IP接口互動、一體化整合互動數(shù)字機頂盒,每一種機頂盒如何在網(wǎng)絡中的具體使用在本文后面做介紹。
1)、純單向數(shù)字機頂盒+外置設備互動
這是一種比較普遍的想法,源于怎樣以最小的代價升級現(xiàn)成的大量單向機頂盒。但由于目前投放市場的單向機頂盒產(chǎn)品種類眾多,機頂盒提供接口參差不齊,有的機頂盒僅僅提供一個RF輸入、一個AV輸出就什么都沒有,而有的機頂盒不僅僅提供AV輸出,還提供S端子輸出,甚至提供色差分量輸出,還具有串口控制功能,光纖音頻輸出等等,由于接口的不統(tǒng)一,給外置互動設備的連接和使用帶來很大的通用性限制,目前市場實際使用率較低。
2)、純單向數(shù)字機頂盒+內(nèi)置IP接口互動
這是一種對上面方案的整合性優(yōu)化,克服了外置設備的附加成本和連接不方便等問題,這種機頂盒也就是我們常說的雙模機頂盒。這類機頂盒實現(xiàn)互動電視有兩種方式,一種為純粹利用IP網(wǎng)絡來實現(xiàn)互動播放MPEG-4視頻,這種機頂盒價格較高,因為這種機頂盒所使用的解碼芯片既要能支持MPEG-4解碼又要兼容 MPEG-2解碼,成本自然比單純MPEG-2解碼芯片貴了不少,同時為了配合MPEG-4的解碼,內(nèi)存也要增加不少,所以直接導致這種機頂盒價格偏貴。因此另一種方案應運而生,僅利用IP網(wǎng)絡實現(xiàn)命令互動交互,將視頻通過IP QAM播放,機頂盒利用已有的MPEG-2解碼器解碼,使得一顆芯片完成兩種應用,而且不需要增加大量內(nèi)存來支持,具有明顯的成本優(yōu)勢。
但不論是哪一種,都還是需要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的輔助,這對網(wǎng)絡的建設依然有一定的依賴。
3)、一體化整合互動數(shù)字機頂盒
這是目前互動機頂盒的趨勢,所謂一體化就是所有的上下行數(shù)據(jù)交互都只通過RF射頻端口實現(xiàn),解碼依舊使用一顆MPEG-2芯片完成DVB-C與互動兩種應用。互動指令通過數(shù)據(jù)通道上傳,視頻數(shù)據(jù)通過IP QAM下行,這樣的機頂盒在指定頻點對互動視頻進行搜索解碼。這種方案既不需要外置設備輔助,也不需要專有的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡支持,機頂盒的連接和使用都很方便,因此是目前實現(xiàn)互動業(yè)務的最佳選擇。這類機頂盒目前大致由兩種機制實現(xiàn):內(nèi)置DOCSIS調(diào)制解調(diào)芯片與內(nèi)置專用芯片
① 內(nèi)置Cable Moden
這是最容易想到的方法,直接與機頂盒共用高頻頭,單板實現(xiàn)數(shù)據(jù)與視頻解碼,宏觀上僅多一顆支持DOCSIS調(diào)制解調(diào)芯片,這樣機頂盒成本大致增加10美金。由于這種應用僅僅需要點播指令數(shù)據(jù)交互,沒有視頻和音頻數(shù)據(jù)存在,因此對于網(wǎng)絡帶寬沒有任何特殊要求,但鑒于有較多的上行指令,因此建議有條件的運營商還是購買支持DOCSIS 2.0的CMTS和CM,逼近2.0比1.1在上行方面還是有很大性能提升。不過由于CMTS所管理CM數(shù)量有一定限制,雖然有并發(fā)在線用戶數(shù)的概率假設,但如果要實現(xiàn)一個中大型城市的覆蓋,還是需要一定數(shù)量的CMTS,盡管CMTS已經(jīng)很便宜了,但這筆開銷還是不容忽視。
② 內(nèi)置專用芯片
由于CM調(diào)制解調(diào)芯片的國外壟斷和DOCSIS技術的相對復雜,使得CM調(diào)制解調(diào)芯片與CMTS成品價格一直居高不下,再加上CMTS在應用上的一些現(xiàn)實局限,因此國內(nèi)不少廠家開始考慮,是否可以采用類似CMTS/CM數(shù)據(jù)交換的方案來取而代之,在去年2007 CCBN展會上我們可以欣喜的發(fā)現(xiàn)已有不少廠家成功推出基于自有數(shù)據(jù)交換技術的新一代互動機頂盒,這類機頂盒的一大顯著特征就是簡化數(shù)據(jù)傳遞過程,采用專有技術實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)回傳和通訊,完全拋開CMTS而獨立運行,在成本上具有極大的優(yōu)勢,但是由于采用非標準的專有技術,這在跟其他機頂盒或者頭端兼容性上出現(xiàn)尷尬。
當然,不論內(nèi)置DOCSIS調(diào)制解調(diào)芯片還是內(nèi)置專用芯片的一體化互動數(shù)字機頂盒也不是對網(wǎng)絡沒有一點要求,這種機頂盒也僅適用于雙向HFC網(wǎng)絡。
2、Baconda@MediaPump 播出服務器位置的確定
Baconda@MediaPump 播出服務器利用千兆接口接入網(wǎng)絡,因此服務器的擺放位置可以有兩種:中心集中和邊緣分布。但不論中心集中還是邊緣分布,這都是服務器的物理位置擺放,在邏輯拓撲結構上所有的播出服務器均認為邊緣分布形式存在,并利用Baconda@SmartWeave SDP網(wǎng)絡進行連接。
圖1 中心集中式
圖2 邊緣分布式
在方案設計時采用哪種方式來擺放服務器最合適?需要重點考慮以下幾點:
1)中心機房到分前端機房光纖對數(shù)。其實不論采用哪一種方式,從中心到邊緣均需要三對光纖。中心集中方式,一對千兆光纖連接中心千兆骨干交換機上的 Baconda@MediaPump 播出服務器與分前端IP QAM,一對光纖用于中心與分前端連接,進行機頂盒數(shù)據(jù)交換,剩下一對用作備用。邊緣分布方式略有不同,一對千兆光纖用于連接中心骨干千兆交換機與分前端 Baconda@MediaPump 播出服務器完成Baconda@SmartWeave SDP網(wǎng)絡數(shù)據(jù)交換,一對光纖用于中心與分前端連接,進行機頂盒數(shù)據(jù)交換,剩下一對用作備用。因此在進行方案設計時需要重點考慮光纖對數(shù)是否夠用,如果光纖對數(shù)實在緊張,可以考慮使用單芯雙向收發(fā)光電轉換器或者采用波分復用設備。
2)中心機房UPS及電源負荷是否夠用。如果采用中心集中,初期網(wǎng)絡建設需要電力保障數(shù)不大,但隨著網(wǎng)絡規(guī)模擴展,逐步添加播出服務器,這種電力保障不可忽視。因此如果中心機房電力設計容量富裕能滿足長久網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)劃,可考慮中心集中,如果相反那就采用邊緣分布。
3)設備值守和監(jiān)控。設備值守是大家都比較關心的問題,大多數(shù)網(wǎng)絡中心機房為有人值守,而分前端機房為無人值守機房,那無人值守和有人值守對于采用 Baconda@MediaPump+Baconda@SmartWeave SDP架構的系統(tǒng)在突發(fā)故障時有多大影響?答案是因為有Baconda@SmartWeave SDP智能調(diào)度系統(tǒng)的參與,故障影響會自動降至最低,絕大多數(shù)情況下沒有影響。因此不論采用中心集中還是邊緣分布,如果一旦發(fā)生故障,中心值守人員均可以通過系統(tǒng)報警迅速核查故障主機并著手進行處理,同時在Baconda@SmartWeave SDP智能網(wǎng)絡的全力幫助下,系統(tǒng)自動進行負載分流,有效阻止單點或多點故障影響的波及和擴散,將故障損失降至最低。因此,特別在采用邊緣分布情況下,由于分前端機房較遠,一旦遭遇超過UPS待機時間停電以后的來電或者夏天空調(diào)系統(tǒng)故障導致分前端機房溫度驟然上升致使服務器宕機等等技術人員來不及趕往現(xiàn)場進行處理的突發(fā)故障,只要IP QAM能正常工作,即使分前端機房Baconda@MediaPump 播出服務器停機,在Baconda@SmartWeave SDP網(wǎng)絡的幫助下該機房覆蓋片區(qū)用戶依舊能正常使用互動業(yè)務,一切表現(xiàn)都很正常,為維護人員贏得寶貴的搶修時間。
3、與Baconda@MediaPump兼容的IP QAM選擇
由于Baconda@MediaPump播出服務器嚴格遵循13818相關技術指標規(guī)定,經(jīng)測試,目前完全兼容的IP QAM有 SA xDQA-12/24、TandBerg EQ6800、SCIVO SQN-2024 、CASE C2800。每個廠家的IP QAM都有自己的獨特之處,下面簡單介紹一下通過我們Baconda@MediaPump 400型播出服務器測試過的每種IP QAM優(yōu)劣。
SA作為射頻領域的前輩,其豐富的產(chǎn)品設計經(jīng)驗在其xDQA系列IP QAM上得到了充分的驗證。1U大小機箱的出色熱設計、快速板卡更換技術、100ms PCR抖動調(diào)整都是SA xDQA系列的最大特點。熱設計方面,前大開口網(wǎng)狀設計與后外置強力風扇配合,使得即使是24路滿載150W耗能情況下連續(xù)工作,整機溫度也是這幾款1U 機箱設計中值得驕傲的。其次快速面板拆卸與板卡更迭可以使IPQAM在不下架的情況下直接對故障板卡進行更換處理,整個更換時間不到1分鐘,非常方便快捷,至于哪塊板卡壞了,不用擔心,每塊板卡上都有狀態(tài)指示燈,一看就知道哪塊有故障需要更換,非常直觀。這樣快速更換的好處可能大家還不太理解,這樣設計的好處在于如果發(fā)現(xiàn)哪塊板卡故障,只需要將它快速拆下寄給SA服務商更換,而其他正常的板卡可以繼續(xù)工作使用,不至于整機都要停掉而擴大影響,這樣可以最大程度保障客戶的故障時期利益。SA xDQA系列同時提供高達100ms的PCR抖動調(diào)整,這對于來自IP網(wǎng)絡的高速千兆數(shù)據(jù)輸入來說非常重要,由于100ms的PCR抖動調(diào)整的有力幫助,使得SA xDQA系列輸出的TS流解碼穩(wěn)定性名列前茅。
TandBerg EQ6800 同樣采用1U機箱快速板卡拆卸設計,但是EQ6800的拆卸不在前面板而在后面板,而且只能對上下兩塊板整體拆卸,這樣的設計在靈活性上較SA稍差一些。其次EQ6800采用側面內(nèi)置抽風散熱,整機散熱效果不是很理想,機殼溫度相對較高。TandBerg EQ6800在實際測試中感覺對網(wǎng)絡高速輸入數(shù)據(jù)的調(diào)適應性調(diào)整的靈活性有待提高,整機輸出解碼效果還是比較流暢的。
SCIVO SQN-2024 這是國產(chǎn)的一款IP QAM,采用2U機箱設計,不過這樣有好處,那就是前面板可以容納三個強大的風扇進行強力吹風散熱,散熱效果還不錯,整機熱度較低。至于PCR調(diào)整力度沒有見到確切指標,整體輸出解碼效果流暢。SCIVO作為國產(chǎn)品牌相對進口設備而言具有一定的價格優(yōu)勢。
CASE C2800 IP QAM同樣采用1U設計,跟TandBerg一樣為后拔插式,散熱為前后通風設計,整體設計中規(guī)中矩。PCR調(diào)整力度同樣沒有見到確切指標,整體輸出解碼效果流暢,滿載輸出畫質穩(wěn)定。此次送測是測試工程機,還有些地方需要改進,相信正式銷售版本會做的更好。
因此目前各方面測試指標均表現(xiàn)優(yōu)異的為SA xDQA系列產(chǎn)品,不過SA的產(chǎn)品價格可不便宜,符合高性能高價值市場規(guī)律。
4、服務器的可靠性
1)、磁盤的可靠性
高性價比高并發(fā)流多媒體服務器每秒好幾百兆的數(shù)據(jù)輸出能力,這對系統(tǒng)I/O是一個極大的考驗,而這個考驗的關鍵點又集中在磁盤,但由于磁盤的機械結構始終決定它是不可靠存儲介質,如何提高磁盤存儲的可靠性就成為磁盤廠家一直努力的目標,但多媒體服務器不僅僅要有高的并發(fā)流支持同時也要有高性價,因此如果采用CSCI磁盤很難取得存儲容量的性價比,如果采用SAS磁盤,由于磁盤高密度的集中高速運行,SAS磁盤長時間工作產(chǎn)生的熱量遠大于 SATAII磁盤,這對機箱的熱設計來說是個嚴峻的考驗,因此綜合容量性價比與系統(tǒng)可靠性,在滿足性能的前提下建議采用高緩存的SATA II磁盤。那是不是所有的SATA II磁盤都可以勝任?答案不是的,以下簡單介紹磁盤選擇時需要重點注意的幾個參數(shù)。
首先簡單介紹一下磁盤的幾個速率意義。磁盤本身有內(nèi)部傳輸率和外部傳輸率之分,在選擇磁盤時外部傳輸率只要遵循SATA II標準都能達到300MByte的統(tǒng)一指標,這個數(shù)字沒有可比價值,真正有意義的是內(nèi)部傳輸率。磁盤內(nèi)部傳輸率主要由盤片數(shù)量、磁頭數(shù)量、轉速三方面決定,當然我們不需要做計算比較,因為內(nèi)部傳輸率可以直接通過指標來查看,不過磁盤內(nèi)部傳輸率又分峰值傳輸率和持續(xù)傳輸率,所以在進行比較的時候一定要對號入座,不要拿A盤的峰值比B盤的持續(xù)值,這樣沒有意義。除了內(nèi)部傳輸率以外磁盤還有一個重要指標需要關注那就是平均尋道時間,這個指標直接反應磁盤機械性能,因此平均尋道時間越短越好,普通磁盤大多在8.5ms,企業(yè)級磁盤則大多在8.0ms左右。當然磁盤還需要支持NCQ,因為NCQ的優(yōu)化硬盤工作負荷執(zhí)行順序,通過對內(nèi)部隊列中的命令進行重新排序實現(xiàn)智能數(shù)據(jù)管理,改善硬盤因機械部件而受到的各種性能制約,可以讓磁頭尋道更加高效快捷。
作為可靠性方面的權威指標則是MTBF(平均無故障時間間隔),單位為“小時”。它反映了產(chǎn)品的時間質量,是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時間內(nèi)保持功能的一種能力。具體來說,是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間,也稱為平均故障間隔,同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為MTBF。關于 MTBF的計算方法,目前最通用的權威性標準是MIL-HDBK-217、GJB/Z299B和Bellcore,分別用于軍工產(chǎn)品和民用產(chǎn)品。其中, MIL-HDBK-217是由美國國防部可靠性分析中心及Rome實驗室提出并成為行業(yè)標準,專門用于軍工產(chǎn)品MTBF值計算,GJB/Z 299B是我國軍用標準;而Bellcore是由AT&T Bell 實驗室提出并成為商用電子產(chǎn)品MTBF值計算的行業(yè)標準。企業(yè)級存儲硬盤的MTBF大多在100萬小時以上,完全有能力保證7×24小時極為苛刻的不間斷運行。
2)RAID結構的選擇
雖然企業(yè)級磁盤已經(jīng)具有超過100萬小時的MTBF保障,但對于一個商業(yè)系統(tǒng)來說僅僅依靠單點可靠性來保障全系統(tǒng)可靠性風險太大,因此人們從最簡單的全鏡像備份(RAID 1)開始,根據(jù)不同的應用系統(tǒng)不同的需求設計了多種進行安全保障的RAID結構,例如:RAID 3、RAID 4、RAID 5、RAID 6、RAID 0+1、RAID 1+0等等,各種RAID結構都有自己的優(yōu)缺點,因此作為高性價比高并發(fā)流多媒體服務器的RAID結構選擇主要考慮:可靠性(數(shù)據(jù)冗余)、性能、成本和可擴展性。
如果單純追求性能不要求可靠性,選擇RAID0以獲得最佳性能,但這顯然不符合商業(yè)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)安全性的要求,不推薦使用。如果可靠性和性能是最為重要的,而成本不是一個主要因素,則可以選擇RAID 1,不過太低的磁盤使用率不適合有一定容量要求的多媒體多處服務器。如果可靠性、成本和性能都很重要,根據(jù)高性價比高并發(fā)流多媒體服務器的實際應用要求,最合適的結構為RAID 5。
圖3 RAID 5原理圖
從上圖可以看出, RAID 5將校驗信息均勻分布在所有陣列盤上,而不單獨存放在一個盤,構成陣列的磁盤不再有校驗盤與數(shù)據(jù)盤之分,但也正是由于這種存儲機制,使得RAID 5結構的有效磁盤數(shù)為陣列總磁盤-1。
RAID 5 結構很好地保持了陣列磁盤的負載平衡性能,又同時支持多盤并發(fā)讀寫,因此具有很好的數(shù)據(jù)傳輸效率(僅次于RAID 0)。RAID 5除均衡了讀寫效率外,也具有良好的容錯性能,RAID 5支持在單盤發(fā)生故障的情況下(最多允許一個磁盤損壞),系統(tǒng)根據(jù)校驗數(shù)據(jù)自動恢復故障盤上的丟失數(shù)據(jù),待更換磁盤后自動重建數(shù)據(jù)。
3)電源的可靠性
為保障高性價比高并發(fā)流多媒體服務器7*24小時不間斷商業(yè)運行,電源系統(tǒng)作為整體的基礎保障也必須同樣得到可靠的備份,因此電源系統(tǒng)也應采用雙電源機制,以防止突發(fā)電源故障導致的服務器停機,并當某個電源故障時,系統(tǒng)自動無延遲切換,并報警提醒值班人員盡快進行更換。
5、高性價比媒體播出服務器在六種主要接入網(wǎng)方案中的應用
目前具備數(shù)據(jù)交互能力的接入網(wǎng)方式多種多樣了,以下來看看Baconda@MediaPump 播出服務器如何在目前比較主流的六種網(wǎng)絡方案上進行應用,實現(xiàn)互動電視系統(tǒng),這六種主流接入網(wǎng)方案包含:
1、傳統(tǒng)的CMTS+CM建立數(shù)據(jù)通道,開展互動業(yè)務
2、HFC增建EPON網(wǎng)絡建立數(shù)據(jù)通道,開展互動業(yè)務
3、雙向HFC網(wǎng)絡+一體化互動STB開展互動業(yè)務
4、EPON網(wǎng)絡開展互動業(yè)務
5、A+B網(wǎng)建設,開展互動業(yè)務
6、電信純IP網(wǎng)絡開展互動業(yè)務
以下逐一介紹:
1、傳統(tǒng)的CMTS+CM建立數(shù)據(jù)通道,開展互動業(yè)務
圖4 CMTS+CM網(wǎng)絡互動方案
優(yōu)點:技術成熟。
缺點:CMTS管理用戶數(shù)量有限,且每戶需要額外添置CM。
適用:在一定程度上擁有相當數(shù)量CMTS/CM用戶的現(xiàn)成絡,例如:深圳天威、廣東江門等,或者具備雙向網(wǎng)絡的酒店。
說明:雙模DVB-C機頂盒通過內(nèi)置IP接口和程序,利用CM完成與頭端交互,視頻服務器Baconda @ MediaPump在接收Baconda@SmartWeave SDP調(diào)度后向指定IPQAM發(fā)送節(jié)目,機頂盒同時按頭端返回指定PID鎖定TS流,實現(xiàn)點播節(jié)目互動。如果機頂盒有中間件支持,同時可以開展互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
2、HFC增建EPON網(wǎng)絡建立數(shù)據(jù)通道,開展互動業(yè)務
圖5 HFC+EPON 網(wǎng)絡互動方案
優(yōu)點:可保留已有單向HFC網(wǎng)絡,利用新建EPON提供高速數(shù)據(jù)接入服務,可支持MPEG-4。
缺點:EOC入戶問題尚未有較好解決方案。
適用:已有但不想雙向改造的單向HFC網(wǎng)絡。
說明:這種網(wǎng)絡支持兩種機頂盒,一種是雙模DVB-C機頂盒,通過內(nèi)置IP接口和程序利用終端EOC完成與頭端交互,視頻服務 Baconda @ MediaPump在接收Baconda@SmartWeave SDP調(diào)度后向指定IP QAM發(fā)送節(jié)目,機頂盒同時按頭端返回指定PID鎖定TS流,實現(xiàn)點播節(jié)目互動。如果機頂盒有中間件支持,同時可以開展互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
由于EPON與EOC的加入,使得每戶數(shù)據(jù)接入速率可以達到MPEG-4視頻的要求,因此這種網(wǎng)絡也支持具備MPEG-4解碼能力的增強型IPTV機頂盒開展互動電視業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
3、雙向HFC網(wǎng)絡+一體化互動STB開展互動業(yè)務
圖6 雙向HFC網(wǎng)絡+一體化互動STB互動方案
優(yōu)點:由于一體化機頂盒的使用,使得用戶端無需外置附屬數(shù)據(jù)設備即可開展互動業(yè)務。
缺點:如果采用標準內(nèi)置CM的一體化機頂盒,頭端需要一定數(shù)量CMTS配套支持;如果采用廠家專有技術的一體化機頂盒,頭端也需要廠家專有配套互動網(wǎng)關,這樣在客觀上還存在與其他廠家機頂盒的兼容性限制。
適用:已經(jīng)完成或即將進行雙向網(wǎng)改造的HFC網(wǎng)絡和酒店網(wǎng)絡。
說明:一體化機頂盒與配套頭端完成數(shù)據(jù)指令交互,視頻服務器Baconda @ MediaPump在接收Baconda@SmartWeave SDP調(diào)度后向指定IP QAM發(fā)送節(jié)目,機頂盒同時按頭端返回指定PID鎖定TS流,實現(xiàn)點播節(jié)目互動。由于數(shù)據(jù)網(wǎng)關的加入,使得在一體化機頂盒上同時也可以進行互聯(lián)網(wǎng)訪問。
4、EPON網(wǎng)絡開展互動業(yè)務
圖7 EPON網(wǎng)絡互動方案
優(yōu)點:骨干簡潔,每戶數(shù)據(jù)帶寬高。
缺點:全網(wǎng)重建難度過大,只能局部試點,家用ONU成本尚不具備優(yōu)勢。
適用:全新網(wǎng)絡建設或有較大片區(qū)改建或新建,電信網(wǎng)絡。
說明:這種網(wǎng)絡同樣支持兩種機頂盒,一種是雙模DVB-C機頂盒,雙模DVB-C機頂盒通過內(nèi)置IP接口和程序利用家庭 ONU完成與頭端交互,視頻服務 Baconda @ MediaPump在接收Baconda@SmartWeave SDP調(diào)度后向指定IP QAM發(fā)送節(jié)目,機頂盒同時按頭端返回指定PID鎖定TS流,實現(xiàn)點播節(jié)目互動。如果機頂盒有中間件支持,同時可以開展互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
由于采用EPON網(wǎng)絡,使得每戶數(shù)據(jù)接入速率可以保障MPEG-4視頻的要求,因此這種網(wǎng)絡也支持具備MPEG-4解碼能力的增強型IPTV機頂盒開展互動電視業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
5、A+B網(wǎng)建設,開展互動業(yè)務
圖8 A+B網(wǎng)方案實現(xiàn)互動
優(yōu)點:B網(wǎng)技術成熟
缺點:雙網(wǎng)建設投資過大,B網(wǎng)設備較多,增加全網(wǎng)建設與管理復雜度。
適用:已有但不想雙向改造的單向HFC網(wǎng)絡,或者已經(jīng)具備數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和HFC網(wǎng)絡的酒店。
說明:這種網(wǎng)絡也支持兩種機頂盒,一種是雙模DVB-C機頂盒,雙模DVB-C機頂盒通過內(nèi)置IP接口和程序利用ADSL網(wǎng)關或者以太網(wǎng)交換設備完成與頭端交互,視頻服務 Baconda @ MediaPump在接收Baconda@SmartWeave SDP調(diào)度后向指定IP QAM發(fā)送節(jié)目,機頂盒同時按頭端返回指定PID鎖定TS流,實現(xiàn)點播節(jié)目互動。如果機頂盒有中間件支持,同時可以開展互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
由于采用純IP的 B網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,使得每戶數(shù)據(jù)接入速率可以保障MPEG-4視頻的要求,因此這種網(wǎng)絡也支持具備MPEG-4解碼能力的增強型IPTV機頂盒開展互動電視業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
6、電信純IP網(wǎng)絡開展互動業(yè)務
圖9 電信純IP網(wǎng)絡實現(xiàn)互動
優(yōu)點:技術成熟,用戶基礎龐大
缺點:ADSL網(wǎng)絡帶寬有限,并且ADSL和Ethernet網(wǎng)絡QoS難以保障
適用:電信網(wǎng)絡或者酒店。
說明:采用純IP網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互,使得每戶數(shù)據(jù)接入速率可以保障MPEG-4視頻的要求,因此這種網(wǎng)絡支持具備MPEG-4或者H.264解碼能力的增強型IPTV機頂盒開展互動電視業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)訪問業(yè)務。
6、總結
互動電視系統(tǒng)正如前面介紹的那樣,在實際的應用中不是單一的,也不是獨立的,而是多部件的配合協(xié)調(diào)工作,因此高性能 Baconda@MediaPump 播出服務器如何配合頭端管理系統(tǒng)完成對機頂盒請求命令的響應,又如何在Baconda@SmartWeave SDP網(wǎng)絡的智能調(diào)度下,將視頻準確無誤地發(fā)送到用戶機頂盒,這是一個極其復雜的系統(tǒng)化工程,從硬件到軟件,從高性能服務器到IP QAM,從雙向HFC網(wǎng)絡到EPON網(wǎng)絡,從單向機頂盒到一體化互動機頂盒,從IP網(wǎng)絡到射頻網(wǎng)絡,其中涉及的技術幾乎涵蓋目前主要生產(chǎn)領域的全部應用技術,但目前此類高性價比且成功商業(yè)化運營的互動電視網(wǎng)絡建設經(jīng)驗相對較少,在此以已成功商業(yè)化運營的重慶永川互動電視網(wǎng)絡為例,總結在方案設計與相關設備選型中的一些寶貴經(jīng)驗,供即將或已準備規(guī)劃實施互動電視系統(tǒng)的運營商參考,希望對大家在今后的互動方案設計有所幫助.