【摘要】本文從視頻點播系統的結構及組成和在有線電視網絡中VOD系統的結構模式與應用兩個方面，具體地闡述了如何利用有線電視網絡實現視頻點播。

　　隨著有線電視寬帶技術的發展，各種基于寬帶技術應用的服務日益被人們所熟悉和關注，視頻點播（VOD）便是其中頗具特色的應用之一。

　　VOD的全稱為Video On Demand,即視頻點播技術，也稱交互式電視點播系統，意即按需要的視頻流播放。"在想看的時候看想看的節目"，這是最適合用戶胃口的地方，也是點播業務最具魅力之處。用戶可以根據自己的意愿選擇收看電視節目，從根本上改變了過去被動式收看電視的不足。

　　用戶不必遵守傳統的時間表，不必坐在電視機前為某個想看的電視節目苦苦等待，打開電視機就可以直接點擊希望收看的節目，同時不受廣告干擾，完全實現了由用戶把握獲得信息的主動權。形象地說，使用視頻點播業務就如同在自己的錄像機或影碟機上看節目一樣方便，用戶不僅可以自由調用節目，還可以對節目實現編輯與處理（如暫停、快/慢進、搜索等等），獲得與節目相關的具體信息，系統甚至可以通過記憶和存儲用戶選擇來向用戶推薦節目。

　　VOD向用戶提供的服務還遠遠不止這些，還可以實現Internet、收發電子郵件、家庭購物、旅游指南、訂票預約、股票交易等其他功能。因此可以說，這一技術的出現使用戶可以按自己的需要來安排工作和娛樂時間，真正實現了由用戶把握收視主動權，極大地提高和改善了人們的生活質量和工作效率，對于用戶來說，這是一種新的嘗試。

　　視頻點播是九十年代末在國外發展起來的，是一項隨著娛樂業的發展而興起的技術。它綜合采用計算機、通信、電視等技術，利用了網絡和視頻技術的優勢，徹底改變了過去收看節目的被動方式，實現了節目的按需收看和任意播放，集動態影視圖像、靜態圖片、聲音、文字等信息為一體，為用戶提供實時、交互、按需點播服務的系統。視頻點播技術的出現，從某種意義上講，是視頻信息技術領域的一場革命，也是對傳統收視方式的一個挑戰，因此引起了有線電視界和通信界的高度重視。

　　視頻點播是多媒體數字雙向自動互傳的系統，是基于計算機主機上進行工作的，是集數字電視、數字視頻壓縮編碼、視頻服務器、數據庫、多媒體計算機等技術融為一體的自動點播交互電視。在VOD系統中，有線電視用戶要在電視機輸入端上安裝一臺數字機頂盒（STB），把PC機接入STB上網，即可隨意點播收視各種電視節目。同時進行股票交易、購物、教育、電子商務、收發電子郵件等各種信息活動，視頻點播是雙向HFC分配網的最佳選擇。


一、視頻點播系統的結構及組成

VOD系統由前端系統、網絡系統及客戶系統三部分組成：

　　1、 前端系統

　　前端系統一般由視頻服務器、各種檔案治理服務器以及控制網絡部分的設備組成。各種檔案服務器主要完成一些用戶信息治理和計費工作，以及影視材料的治理工作和安全保密等。控制網絡部分主要完成各種服務器中的各種信息傳遞工作及后臺的影視材料和數據的交換。視頻服務器主要有存儲系統和建立其上的各種控制器治理系統組成，其目標是實現壓縮媒體數據的存儲以及按請求進行媒體信息的檢索和傳輸。視頻服務器與傳統的數據服務器在很多方面有顯著不同，需要解決許多問題，來支持各種新功能。同時，它的高速數據傳輸能力保證了用戶對大量影片、視頻節目、游戲、商務信息以及其它服務的近乎即時訪問。它的最大特點是可以實現多人從不同起點觀看同一節目，從而避免了出色節目被一個用戶獨占。

　　2、網絡系統

　　網絡系統包含主干網絡和本地網絡系統兩部分，是影響連續媒體網絡服務系統性能的要害部分。當前用于建立這種服務系統的網絡物理介質主要有：CATV的同軸電纜、光纖、雙絞線和無線網。在廣電部門一般采用HFC技術，在CATV系統中播出節目。

　　3、客戶端系統

　　只有利用終端系統,使用者才能與某種服務或服務提供者進行互操作。實際上，在計算機系統中，它是由帶有顯示設備的PC終端完成：在電視系統中，它是有電視機加機頂盒（set top box）完成。在客戶端系統中，除了處理硬件問題外，還需要處理與之相關的各種軟件問題。如：為了滿足用戶的多媒體交互需求，客戶系統界面必須加以改造。此外，在進行連續媒體演播時，媒體流量的緩沖治理、聲頻與視頻同步、網絡中斷與演播中斷的協調等問題都需要進行充分的考慮。


　　視頻點播系統的工過程為：用戶在客戶端啟動播放請求，通過網絡發出通信呼叫，經上行通路（有線電視網）向視頻服務器發出請求。到達并被服務器的網卡接收，傳動給服務器。經過請求驗收后，服務器把存儲子系統中可訪問的節目名預備好，并在用戶屏幕上顯示點播單。用戶選擇節目后，服務器從存儲子系統取出節目內容合成一個個視像數據流。通過高速傳輸網傳送到客戶端播放，用戶端設備除多媒體計算機或電視機外，還需配備一個機頂盒和一個視頻點播遙控器。

二．有線電視視頻點播系統的結構模式與應用

　　有線電視的VOD就是在有線電視網絡數模雙向前端中增設VOD系統（或者利用原有視頻服務器）、數字壓縮編碼器、QAM調制器，利用前端下行光發和上行光收部分，利用數模雙向傳輸系統及數字終端為載體，用戶方便地在家庭利用計算機發出的指令進行交互訪問、點播VOD系統視頻服務器中所存儲的豐富節目源，由用戶數字機頂盒負責用戶指令回傳壓縮編碼與下行數字信號解調、解密、提供用戶收視，VOD系統自動對各種播出節目進行控制和收費。視頻點播系統的應用模式分為兩種：即數模雙向傳輸系統中VOD的應用模式和全數字雙向傳輸系統中VOD的應用模式。

　　1） 數模雙向傳輸系統中VOD的應用模式

　　它是基于總前端的綜合信息雙向高速數據平臺，數模數據平臺中具有寬帶ATM交換機和高速ip協議交換之功能，同時也是基于雙向數據高速綜合業務的傳輸網。

　　其模式為：總前端數模數據平臺+雙向HFC分配網+多功能數字機頂盒（客戶端設備之一）。

　　其簡要工作過程為：用戶點播的上行回傳信號指令，由計算機輸出至多功能數字機頂盒，多功能數字機頂盒其中有上下行信號調制、編碼、解調、智能卡等功能，由多功能數字機頂盒輸出，進入5-65MHz(或5-200MHz或800-1000MHz)上行信道至HFC光節點光收發工作站，再由回傳光發射機輸出接入光纖光纜傳送至前端數模數據平臺的回傳光接收機，經光電轉換后，由交換機接入視頻服務器，視頻服務器輸出的數字信號，利用總前端數模數據平臺及雙向HFC分配網傳送至用戶數字終端，完成VOD上下行信號的傳輸，從而實現視頻點播。

　　在數模雙向傳輸系統中還有一種VOD的應用模式，與總前端數模數據平臺又分開又結合的應用模式，雙向數模傳輸與VOD傳輸是共用的傳輸通道至數字終端。

　　其模式為：總前端數模數據平臺+VOD系統+數字壓縮編碼器+雙向HFC分配網+多功能機數字頂盒（客戶端設備之一）。

　　其簡要工作過程為：用戶上行信號指令由計算機輸出至數字機頂盒，由數字機頂盒輸出信號進入上行信道至光收發工作站，再由回傳光發射機輸出接入光纖光纜傳送至總前端數模數據平臺的回傳光接收機，回傳光接收機輸出經數字壓縮編碼至ATM，經ATM交換傳送至VOD系統的數字點播系統，數字點播系統根據用戶指令，從VOD視頻服務器進行調度自動編輯，編輯后的電視節目傳送至數字播控中心系統，由數字播控中心執行數字點播系統所傳送來的節目、字幕、播出時間等。經數字壓縮編碼后，傳送給數字前端進行處理、交換、QAM-64調制器輸出，傳送給總前端數模公用部分，進行混合、下行光發、光分器、路由器輸出，接入雙向HFC分配網至光節點光收發工作站，光電轉換后輸出四路高電平106dBuv進入雙向FTTC或雙向FTLA用戶分配網，由雙向分支器BR輸出接入75-5電纜至用戶多功能數字機頂盒。

　　它有多路輸出接口，其中一路接電視機，二路接計算機，三路接IP電話，采用頻分復用的方式，在數模雙向傳輸網絡中，下行信道和上行回傳信道與用戶進行信息交換，實現視頻點播雙向傳輸。
　　用于數字終端的多功能數字機頂盒應具備如下功能：具有雙向控制通道、模擬視頻通道、數字視頻通道的前提下，它的功能有數字調諧器、QPSK/QAM解調、微處理器（CPU）、MPEG-2傳輸器、視音頻解調、交互控制功能（包括上行數字調制編碼）、接入因特爾網、IP地址、紅外遙控、打印、智能卡、多媒體合成模塊等功能。這種雙向HFC分配網中下行電視頻道按200MHz-750 MHz設計，就可以由模擬向數字傳輸過渡，最終實現家庭VOD和其它數字化功能。

　　2） 全數字雙向傳輸公用網絡中的VOD應用模式

　　當有線電視網絡是一個數字化、網絡化、自動化的雙向數字傳輸公用網絡傳輸系統時，其VOD應用模式為：雙向數字前端平臺+雙向數字傳輸公用網絡+全數字機頂盒。其工作過程為：數字前端平臺的各種信源（其中包括自辦節目，經數字化采集、非編、錄制、存儲、檢索輸出的視音頻數字信號，進入數字前端的輸入端）經數字前端輸入部分解調、壓縮、編碼、各類服務器，進入中心網絡中心處理器進行處理（監視、節目選擇、條件接收、加擾、網管）和ATM全數字平臺交換，輸出部分進行QAM-64調制后混合輸出下行信道的數字信號流，經下行光發射機輸出的光數字信號流，經路由器輸出，進入全數字雙向傳輸公用網絡至光收發工作平臺（其中有網管等），經光電轉換輸出數字信號流，進入雙向FTTC或雙向FTLA結構的同軸電纜傳輸網至數字終端（全數字多功能機頂盒），供用戶收視等。用戶的上行信號（IP電話、計算機主機數據通信、或信令或VOD指令），經全數字多功能機頂盒中調制、編碼、交換輸出的數字信號，各自分別通過上行信道至光收發工作平臺匯集混合輸出后，經光電轉換，接入數字前端輸入部分和全數字ATM平臺，數據信號、VOD指令、IP電話、因特爾網由交換機進行交換，分別進入各自的服務器，從而完成雙向數字傳輸功能。

　　在全數字雙向傳輸公用網絡中，必須采用頻分、時分復用方式，才能完成雙向傳輸信道的傳輸使命。信道頻率范圍劃分原則是：數字化后雙向數字傳輸公用網絡中上行信號的頻率范圍按本地區的規模大小、傳輸信息的實際要求而定。按頻分法，上行數字信道頻率低端低分割為5-65MHz；低端高分割為5-200MHz；高端高分割為800-1000MHz的數據信道。下行數字信道頻率范圍為200-750MHz。時分復用方式就是，根據不同速率的數字信號，采用時分復用組成一組數字信號流，經調制后，分別傳送上行、下行數字信號流。在雙向數字傳輸網絡中，根據實際需要，頻分和時分復用方式相結合應用，選出最佳方案，應用于雙向數字傳輸公用網絡中。從而使有線電視全方位數字綜合信息網更加完善，進入現代數字家庭，實現信息高速公路的宏偉理想。

三、VOD在我國有線電視網的應用

　　2000年8月14日，中國數字有線電視節目在深圳首播成功，2000年全國24個省、自治區、直轄市有線電視聯網，2001年實現全國聯網。中國廣播電視寬帶網的整體優勢必將推動我國廣電事業產業化改造和數字有線電視的發展進程。從同軸電纜升級改造為HFC分配網；從HFC分配網升級改造成雙向HFC分配網。全國有300多個有線電視網絡公司在雙向HFC分配網上進行綜合業務試點，為數字有線電視多功能開發架起了橋梁。在HFC網改造成雙向HFC網中，許多有線電視網絡公司在開展廣播電視、數據傳輸、因特網接入、視頻點播等綜合業務試點上取得了成功經驗。現在，有線電視網絡開展多功能業務中，視頻點播系統和數字機頂盒日趨成熟，進入了實用化、商品化，已成為近期熱點。


四、VOD建設的前景

　　相對于許多發達國家和地區來說，我國目前VOD建設還處在發展初期，盡管在我國一些城市小范圍內已有實驗性的視頻點播系統，但大多數應用仍以高檔酒店、大型寫字樓、高檔生活小區等局域網內應用為主。這主要是由于VOD系統對網絡要求較高，對于有線電視臺的VOD，它要在雙向網絡上才能實現，由于絕大多數的有線電視網絡都是單向的，這樣就要面臨雙向網改造的問題，需要耗費巨大的人力物力，但從長遠來看，視頻點播具有巨大的潛在市場和深遠的發展前景，因為從深層次來看，VOD不僅僅是視頻節目點播的問題，它代表未來全功能網絡化和數字交互式信息的應用發展趨勢，是一種從內容、形式上更深層次上的互動，也是數字影院、交互視頻新聞/廣告等新應用的基礎，具有廣闊的發展潛力。

　　總之VOD是未來信息高速公路構架的重要組成部分，是未來信息服務中寬帶業務的靈魂。可以肯定，隨著信息化進程的加快，VOD也會同其它信息服務一樣，走進我們的生活。