1、 西 门 子 宽 带 家 庭 娱 乐 通 信 系 统重 庆 电 信 试 点 项 目 方 案（ 草 案 ）北京西门子通信网络有限公司 SCNB BM NGN 2005.07 SCNB 版权所有目 录1 SIEMENS 家庭娱乐通信解决方案 41.1 概述 41.2 网络结构 .52 实施方案建议 .82.1 试点组网图 82.2 用户侧部署建议 92.2.1 终端用户的接入建议 92.2.2 用户家中的布线讨论 92.3 本次试点可提供的业务 102.3.1 数字电视及音乐(IPTV) .102.3.2 视频点播 （VoD） .112.3.3 电视上网及使用 HTML 发送电子邮件 112.3.
2、4 简单的单人游戏 .112.3.5 用户自管理和家长控制功能 .112.3.6 视频电话和 IP 电话（VoIP） .112.4 计费描述 .122.5 机房环境要求 122.5.1 设备安装及机房平面布置 .122.5.2 设备机架 122.5.3 电源系统 132.5.4 设备的安装 132.5.5 机房环境条件要求 142.6 接口、IP 资源 .142.6.1 接口 .142.6.2 IP 地址资源 142.6.3 片源及电视节目的编码格式和文件存储格式 143 系统配置 153.1 系统平台功能模块（域） 153.2 系统配置 .174 附件: SIEMENS 家庭娱乐通信系统主要
3、部件介绍 194.1 机顶盒（STB） .194.2 视频服务器（C-COR） .224.2.1 基本信息 224.2.2 n4x 视频服务器的可靠性 .234.3 中间件（Myrio） .274.3.1 概述 .274.3.2 软件结构 274.3.3 TotalManageTM 后台软件 .294.3.4 InteractiveTM 客户端软件 304.3.5 其他业务应用 .314.4 电视头端设备（Tandberg TV） 324.4.1 介绍 .324.4.2 TT1260 接收器 334.4.3 EN5930 MPEG-4 编码器 .334.4.4 Tandberg 设备控制器（T
4、DC） .344.5 网络管理 .354.5.1 SURPASS NetManager 354.5.2 网元管理 354.6 内容保护系统 371 SIEMENS 家庭娱乐通信解决方案1.1 概述在竞争激烈的电信市场中，增值业务对于业务的成败起决定性作用：业务可以提高用户忠诚度并成为新的收入来源。西门子家庭娱乐通信（Home Entertainment，简称 HE）解决方案能够通过部署有吸引力的业务集，帮助运营商掌控和开发巨大的全新应用市场。在 IPTV 业界，视频编码方式的选择在某种程度上代表了方案的先进性。MPEG-2由于需要的带宽（3.75M ）较大，而不适于在电信运营商的网络上大规模部
5、署。MPEG-4 虽然对带宽的要求有所降低，但是以牺牲“ 画质”为条件的，国际上较大的编解码厂商并未推出高性能的基于 MPEG-4 的硬件编码产品，所以也仅是一个过渡标准。H.264 以其低带宽（1.536M）和高品质画面而被认为是编解码标准的趋势，知名厂商均已经推出或计划直接跨过 MPEG-4，直接推出支持 H.264 的产品。而西门子正是目前能够独家提供基于 H.264 的端到端解决方案的厂商。在 HE 解决方案中，在用户家中部署运营商控制的机顶盒（家庭网关 STB），接入到 IP 接入网（如小区以太网）中，而在运营商侧部署各种后台网络设备提供业务支持。这样，运营商就可以为用户提供娱乐和通
6、信相结合的业务，达到三重业务整合，其中包括：视频广播、音频/视频点播，视频电话，电视上网和游戏等等。这样，电视、电话和网络这三个原本毫无关联的领域即可以在融合的同时创造出全新的通信娱乐业务体验。HE 解决方案是一个模块化概念，通过提供创新的通信娱乐业务使运营商获得长期的、持续的收入增长。它结合了电视的易操作性，并通过宽带网络提供增值应用，将终端用户家中的电视打造为真正的家庭通信和娱乐中心。图 1. HE 方案提供丰富的业务 1.2 网络结构HE 解决方案是一个端到端解决方案，在方案中不仅提供了用户侧的机顶盒，更提供了相应的后台系统，包括中间件服务器、VoD 服务器、 IPTV 头端设备、通信控
7、制器等。图 2. HE 方案系统架构概述 如上图所示，当运营商基于 HE 方案为用户提供娱乐和通信业务时，需要在网络侧部署一系列设备，系统架构中的主要组件如下：（详细介绍请见附件） 家庭网络：通信娱乐业务通过机顶盒提供给客户。终端用户只需要将机顶盒连接到小区宽带网 5 类线（以网口上行）或连接到 ADSL MODEM（ADSL 上行）和电视上即可。电脑、电话、音响等设备也可被直接连接到相同设备上（即机顶盒），通过互联网协议（IP）完成各种业务。HE 解决方案使用西门子 Speedstream 8700 机顶盒，在支持娱乐业务（MPEG-2 & H.264/MPEG-4 Part 10）的同时也
8、支持通信业务（视频通信、VoIP）。 控制设备：- 娱乐控制器（中间件） 是网络和应用之间的一层软件，使得运营商可以进行业务提供和管理、内容管理、频道打包、交易处理、计费及数据采集。HE 方案基于 Myrio InteractiveTM 机顶盒客户端应用和 TotalManageTM 后台应用。- 通信控制器 提供通信控制功能。它通过 SIP 在用户之间建立视频电话和VoIP 会话，作为呼叫性能服务器在与 PSTN 和 3G 移动网络互通时控制媒体网关。HE 解决方案中，通信控制服务器实现对视频电话和 VoIP 业务的通信控制。 内容域 （或视频头端位置）：管理 IPTV 的视频广播头端设备、
9、VoD 服务器和基于 IP 的数字鉴权管理（DRM）加密系统（在内容被分发前保证内容的安全性）。HE 解决方案基于：- Tandberg TV 的视频广播头端设备，包括解调器、电缆的编解码、卫星和地面信号、MPEG 编码器和 IP 流设备。- C-COR 的 VoD 服务器和 n4x 流媒体设备。- DRM 由 Verimatrix 内容鉴权系统（VCAS）和 Verimatrix 实时加密服务（RTES ）提供。 应用域：管理电视上网门户、短信、彩信、游戏服务器、互联网连通性等其他业务服务器。 宽带接入和 IP 网：西门子可以提供全系列的接入设备，如 DSLAM、交换机、BRAS 及核心路由
10、器等。 网管： NetM（包括我们合作伙伴产品的屏幕级网元管理系统） 覆盖所有网元管理系统、业务提供和告警管理。它对于运营商上层管理系统提供高层接口，如跨域监控和计费等。2 实施方案建议2.1 试点组网图 Siemens AG, October 204ComunicationsHE Rolut for Shanghai Aug.1st中 间 件TV Chanel hiQ620/hiQ30L3 SwitchTandbergDevice Control TransactionVoD ServernABLEDistrict 1 District NCore NetworkDistrict 2BRAS
11、 BRAS BRASIPTV head endStreaming DRM(可 选 )图 2 试点组网图在本地试点项目中，在位于重庆市大坪的中心机房放置 HE 方案的核心设备，包括娱乐控制器（中间件）、VoD 服务器、IPTV 头端设备和数字版权管理设备（可选）等，均汇聚到一台 48 口的二层交换机，并以 GE 口与骨干网相连，提供各种家庭娱乐业务。同时，中心机房放置通信控制控制器，通过一台边缘路由器与 IP 骨干网相连，提供视频通信业务。用户家庭放置机顶盒，通过 ADSL Modem 与宽带接入网相连，为用户提供全套家庭娱乐通信业务。此试验建议分为两个阶段。由于无实时节目内容源的输入，第一阶段
12、试验将重点对 VoD 进行试验。由于用户量较少，VoD 服务器将放置在中心机房为所有试验用户服务。分布在各区的用户将通过中心机房观看影片。此外，在第一阶段可以进行测试的业务还包括 IPTV、简单游戏、电视上网和视频通信。随着实时节目源问题的解决，项目将进入第二阶段。在第二阶段中，主要的业务将为 VoD、IPTV 。通过在一些城市的试点我们发现，由于实时节目的形式与目前电视一致，它对用户的吸引力非常大，尤其是当运营商能够提供个性化频道时。另外，对实时节目的录制功能也将在第二阶段供重庆电信进行测试。2.2 用户侧部署建议2.2.1 终端用户的接入建议在用户侧，需要部署机顶盒及 DSL modem。
13、由于 IPTV 业务的要求，需要modem 支持 IGMP、RTSP 、SIP 穿越；另外，由于在机顶盒进行业务的同时，家中电脑也应可以同时上网，因此 modem 还需支持 NAT 功能。考虑到本次项目的用户量较小，建议使用下面方式进行部署。如下图所示，用户家中的 PC 和机顶盒均连接到 Modem 的下连端口上，由 Modem 发起 PPPoE 请求。当 BAS 设备对用户进行认证后，一条在 BRAS 及 MODEM 间的 PVC 即被建立起来。用户所有的业务数据（包括 PC 业务及机顶盒业务）均被承载在此 PVC 内。为了业务的 QoS 得到一定保证，建议运营商为用户分配至少 2M 带宽。
14、这种方式的优势是用户可以同时使用机顶盒与 PC 业务。另外，此中方式部署迅速，不需要运营商对网络进行很大改动，只需要将用户带宽提高即可。但是，此方案也存在相应的问题，由于所有业务数据被承载在同一条 PVC 内，无法区分 IPTV 业务数据与 PC 业务数据。因此，无法真正对 IPTV 业务的 QoS 实现有效保障。随着用户量的增加，我们建议重庆电信考虑其他方案，如双 PPPoE 单 PVC，双PPPoE 双 PVC，IPTV 使用 DHCP 等。但是，这些方案都需要运营商网络侧设备的相应支持，因此需要今后进行深入细致的探讨。2.2.2 用户家中的布线讨论目前，用户家庭中的布线也是运营商关心的问
15、题。下面，选取几个目前家庭中比较常见的情况进行讨论。场景 1：普通 ADSL 接入如下图所示，对于一般用户，机顶盒与 PC 均不在同一个屋内。无论将 modem放置于客厅或卧室，均需要新增加一根网线。场景 2：无线上网对于家中已购买无线 AP 的用户，只需要将 modem 与 AP 放置在客厅与机顶盒相连即可。放置在其他屋内的 PC 使用无线方式进行上网。这种方式除了适合已有无线设备的家庭，对于家中已装修完成而不希望部署明线的用户也非常适合。Siemens HZB / BM NGN, April 205家 庭 网 络 布 线 5 无 线 上 网 ADSLline DT&VOICEPC无 线 上
16、 网家 门客 厅书 房STBSpliterMODEM PhonePhoneADSLDATWLAN APADSLDATVOICELN2.3 本次试点可提供的业务2.3.1 数字电视及音乐(IPTV)使用这项业务用户可以访问数字电视及音乐频道。用户可以通过红外遥控器或互动节目导航（EPG ）菜单结构实现频道冲浪。另外，此业务还支持信息叠加，即当用户选定频道后可以在屏幕下方提供频道信息和节目安排的信息栏。2.3.2 视频点播 （VoD）视频点播可以提供和 VCD/DVD 完全一样的功能，包括播放、暂停、快进（多扫描速率）、快退（多扫描速率）以及直接跳转到电影的特定部分。另外，还可以在以后接着看以前未
17、看完的部分。为了方便电影浏览，视频均以视频点播 EPG 的方式分类并提供给用户。另外，用户还可以通过字母顺序查找影片。为了鼓励用户购买影片，用户在购买前可以观看内容提要和宣传片等。2.3.3 电视上网及使用 HTML 发送电子邮件为了改善用户在使用电视上网业务时的使用经验，Myrio 可以通过一种独一无二的图像放大功能在屏幕上的特定区域放大字体。浏览器所能提供的标准功能包括历史记录和书签等。另外，在线交易的安全性也可以得到保证。使用上述网页浏览器的功能，终端用户可以通过 HTML 访问个人电子信箱并通过基于网页的电子邮件服务器读/写邮件。2.3.4 简单的单人游戏用户使用此应用可以进行简单的单
18、人游戏，此应用使用 Java Virtual Machine 在机顶盒上本地运行。在这种情况下，用户从 Myrio Interactive“围墙花园” 入口通过嵌入的 HTML 网页浏览器对游戏进行下载。在进行游戏时，用户可以使用通过遥控器控制。以后还可以拓展为联网游戏，如联机麻将等。2.3.5 用户自管理和家长控制功能通过用户自管理和家长控制功能可以对用户的帐户进行配置并浏览相关参数。使用主菜单上的帐户查询功能可以浏览帐户的交易记录。此功能可以为用户提供包括视频点播和按收看付费业务在内的 30 天滚动历史购买记录查询。另外，用户也有权限对于帐户设置家长控制功能，这样系统将通过 PIN 对于某
19、些内容限制申请此功能的帐户。为了提供更高级别的控制，系统甚至可以不让被限制的内容在 EPG 中出现。2.3.6 视频电话和 IP 电话（VoIP）两个用户可以使用此应用进行基于 SIP 的视频和语音通信。视频和语音用户数据均被在机顶盒中编码并通过 IP 发送给对方用户。ADSL 用户可以使用标准的 POTS 电话拨号和接收视频电话的语音部分 ，也可以采用 VoIP 方式。当收到来话时，用户由 POTS 电话的震铃通知。用户的电话号码（DN）或 E.164 号码对于固网 POTS 接入 DN 来说是相同的。ADSL 用户发起视频电话可通过两种方式： 直接视频 IP 电话方式（直接方式）：用户首先
20、建立 VoIP 呼叫，然后决定何时在当前呼叫中加入视频会话。 呼叫跳转视频电话情景（呼叫跳转）：用户首先发起 PSTN 呼叫，然后决定何时“跳转” 到 VoIP 或建立视频会话。2.4 计费描述本次试点中，运营商的计费营帐系统可以通过娱乐控制器提供的 ODBC 数据库API 接口读取计费信息，也可以通过娱乐控制器的用户自定义的计费报表体现。如需要与运营商特定平台进行集成（如 VNET），需进行后续讨论。同时，用户也可以直接通过自管理系统界面查询本用户的计费信息。2.5 机房环境要求2.5.1 设备安装及机房平面布置机房设备平面布置图在现场勘察，确定 DDF，IP 接口，电源，接地排等相关设备与
21、的相对位置后提供。机房的平面布置原则上应便于维护，尽量使布线距离较短，合理利用机房面积，机架排列整齐美观，同时应与机房内其他系统设备的布置统筹考虑，并需要考虑为今后商用和扩容预留空间。具体的机房平面图要待到勘探后确定。2.5.2 设备机架本次试点需要在中心机房安装 2 个机柜。机柜内的主要设备如下表所示 :设备名称 机柜个数 尺寸(HWD)mm娱乐控制器IPTV 头端设备VoD 服务器2 2200600900通信控制器（可选）DRM（可选）2.5.3 电源系统 供电方式本次试点的设备均采用-48V 直流供电。 电源系统对于需要-48V 直流供电的设备，采用两级辐射式供电：从直流配电屏引一路直流
22、工作电源和从地线排引一路保护地线至设备所在的列头柜，然后再从列头柜的熔丝和地线排分别引至列内各设备。 设备耗电量本次试点中心机房主要设备耗电量如下：交流 220V（单位： KW）直流 -48V（单位： KW）序号用途 数量单位耗电 合计 单位耗电 合计1 视频广播头端设备 1 1.8 1.82 DRM 系统(可选) 1 0.8 0.83 视频内容服务器 1 1.0 1.04 娱乐控制器 2 0.5 1.05 NetManager网管终端1 0.3 0.36 NMC ( for HE) 1 0.5 0.5合计 0.8 4.62.5.4 设备的安装为防止因地震使较高设备倾倒而中断业务，对设备机架应
23、采取抗震加固措施，机架加固底座以及加固方式由设备提供商提供。2.5.5 机房环境条件要求 本次试点对机房环境条件如温度、湿度等要求详见下表（1）土建要求室内净高 地面承重（kg/m2） 门 窗最低 2.6 米 650 Kg/ m2 最小宽度 1.5 米 严密防尘（2）环境要求温度 湿度 防尘要求5-40 5%-85% 严密防尘（3）接地电阻接地电阻5。2.6 接口、IP 资源2.6.1 接口中心机房侧：骨干网需要 2FE 电口与边缘路由器连接，GE 多模光口与 48口二层交换机相连。2.6.2 IP 地址资源试点网中的各种网元，包括通信控制器、中间件、带宽控制器等均是连接在 IP 承载网络上，
24、因此上述设备均需要在 IP 承载网络上可以寻址的、唯一的 IP 地址。考虑到 HE 设备所需的 IP 地址比较固定，为了使用户能够访问到各 HE 系统，建议采用公有的 IP 地址。同时考虑到设备今后的扩容以及商用，建议为本次全套 HE 系统分配半个 C 类地址。2.6.3 片源及电视节目的编码格式和文件存储格式HE 设备在编码格式上支持 MPEG-2 和 H.264 的编码格式。试点所需的点播业务的片源和组播业务的电视节目应由重庆电信公司提供，具体的编码格式及文件存储格式有待讨论确定。针对点播片源，西门子会提供一些测试片源供测试；针对组播业务，我方提供的接收设备支持 QPSK，IP，ASI，S
25、DI 等信号作为电视节目的输入，建议采用 QPSK。3 系统配置3.1 系统平台功能模块（域）在西门子的 HE 的方案部署中，所有的网络侧设备分为若干逻辑平台模块（域），可以部署在不同的地点，各平台模块完成不同的功能。控制平台 包含中间件服务器（Total Manage）、中间件 EPG 分发服务器（MADAF），DRM、负载均衡器、定制网页服务器与运营商 BSS 的接口设备及三层交换机等。部署在重庆电信的城域网骨干网上。 中间件服务器(Total Manage)：IPTV 业务的核心网元。完成 EPG 信息的提供、娱乐业务的提供、用户的认证计费和管理、机顶盒客户端的管理及业务包的定制等功能。
26、 DRM（可选）：数字版权管理系统，完成对非实时内容的加密，用以限制非法用户的使用及保证内容的安全。 定制网页服务器（可选）：除了通过浏览器访问 Internet，用户还可以访问运营商事先制作的定制网页。定制网页的信息则被存储于此服务器中。流媒体平台（VoD） 主要包括 VoD 服务器、VoD 服务器的网管（nABLE HQ/RT）、交换机/路由器及监控设备（可选）等。流媒体平台分为 2 个层面：核心平台及边缘平台。核心平台中放置所有 VoD 影片；边缘平台放置 20点播率较高的影片。对于不同地点或区域网用户的机顶盒，可以分别配置不同的边缘服务器的地址作为主要请求目的地，而将核心服务器的地址配
27、置成为备份请求目的地。当用户点播的影片包含在边缘平台中时，由其边缘平台直接对其进行服务；而当用户点播的影片不在边缘平台中时，用户则被重路由至核心平台中，由核心平台进行服务。当边缘服务器出现故障时，作为冗余的核心平台将接替其服务。核心平台部署在城域网的骨干部分，边缘平台部署在城域网的区域网中（业务开展初期可以部署在骨干网上）。 VoD 服务器：采用超立方体结构，对 VoD 影片进行存储。其最小单位为Mediahub，每个 MEDIAHUB 包含 12 块硬盘，硬盘的大小根据运营商需求配置（从 73G-300G）。 VoD 服务器的网管（ nABLE HQ/RT）：分为核心及边缘两种，完成对 Vo
28、D 服务器的管理。核心网管管理网络中所有 VoD 服务器以及各个边缘网管的权限，而边缘网管管理各自区域的服务器。nABLE HQ 可以收集边缘节点点播请求响应的情况，对点播情况进行统计，根据运营商制定的策略按一定时间（如 24小时）进行调整，将内容推送至边缘服务器中。IPTV 头端设备平台 包含 IPTV 节目源的接收设备、编码器、流生成器、实时加密设备及路由器等。部署在城域网骨干节点。 接收器（Receiver）：从节目源（卫星等）接收节目信号。每个接收器负责 1路信号的接收。 编码器(Real Time Encoder)：完成对实时的节目源进行 H.264 编码。每个编码器负责 1 路信号
29、的编码。 流生成器(IP Streamer)：在编码器完成编码后，将编码后的内容生成 IP 流，并以组播形式发送至网络中。 ASI/SDI 交换矩阵：用于直播信号和编码信号的冗余备份。3.2 系统配置产品/元件 描述 数量机顶盒 STB通过 ADSL 接口接入宽带网，同时连入家中的电视、音响、普通电话，从而提供IPTV、VoD、视频电话等宽带业务。待定通信控制器 通信控制/用户目录/SIP 代理服务。 1视频内容服务器 存储 VoD 的内容，并提供内容管理的支持。建立到机顶盒的媒体播放流。 1（配置 12 块73G 硬盘）娱乐控制器 为机顶盒提供业务选择的环境以及 EPG；对业务和用户进行相应
30、管理。 1（配置 100 License）视频广播头端设备 将电视节目源信号（如卫星）生成基于 IP的节目流。 2（支持 2 个频道）NetManager 网络管理 各个网元管理。 1DRM（可选） 对内容进行加密，并基于 X.509 证书体制对用户进行认证并授予相应的内容密钥。 14 附件: SIEMENS 家庭娱乐通信系统主要部件介绍4.1 机顶盒（STB）在西门子家庭娱乐通信（Home Entertainment，简称 HE）解决方案中，可以提供西门子 “Speedstream”机顶盒系列。它提供与电视、电话网络、互联网和业务提供商的虚拟视频库的接口。机顶盒将接收到的 IP 视频和数据流
31、解码并将它们显示在电视上。同时可以接收用户命令（遥控器）并进行处理。机顶盒可以通过JavaScript、HTML、视频客户端软件和 RTSP 模块提供全套业务。它可以通过使用10/100Base T 以太网接口连接 IP 接入网，如可以通过外接 ADSL/VDSL modem 接入xDSL 网络 。还可以通过使用 10/100Base T 以太网接口连接家中网络（电脑、路由器）。机顶盒是根据“电视为中心”的原则设计的，这说明不管是用户接口还是使用感觉来说它都与电脑有很大的不同。视频信号和用户接口的显示媒体是电视机，用户接口可以通过屏幕显示（OSD ）、遥控器（ RC）或键盘（可选）控制。由于消
32、耗电量很小并不需要电扇，所以标准版机顶盒内部不包含硬盘（HDD）。西门子 Speedstream 机顶盒需要： 电视机 LAN 宽带接入 电话机（视频电话业务） 由网络运营商或业务/内容提供商提供的相关业务这样，西门子的机顶盒可以让用户通过家中的电视去享受丰富的宽带业务，例如： 视频电话 IPTV（广播方式） VoD（视频点播） 电视上网 个人视频记录（基于网络） 机顶盒作为家庭娱乐和通信业务的中心配置了以下所有接口。它可以被连接到： LAN 接口 有线模拟电话或数字无绳电话基站 音响设备 电视机 外部视频电话摄像头 电脑 ADSL Ethernt POTS (FXS) Central ofi
33、ce (FXO) 下表详细列出了机顶盒的接口与特性。机顶盒 STB系统主处理器： IBM PowerPC 视频/音频编解码： TI TM 320C642操作系统： Linux屏幕显示/菜单： Myrio Interactive (TM) 客户端软件，提供直观的用户界面红外遥控： 热键、频道选择、音量控制支持协议： HTTP, SIP, PPPoE, DHCP client, RTP, RTSP .接口音频/视频： SCART (RGB and Composite), 视频/ 音频输出S-Video (Hosiden)输出S/PDIF 数字音频输出 (optical)模拟数字输出 (RCA) L
34、 / R语音： RJ45/11 POTS 接口数据： RJ45 以太网 LAN 接口 (10/100 Base-T)USB V1.1 接口其它： 红外接收, 56kHz摄像头接口, PAL主要 AC 电源, 2-pin IEC视频电话信令： SIP视频编码： H.263, 最大 25 帧/秒, 码率从 64 到 1920 kbit/s, 最大 CIF 分辨率(352 x288 pixels)语音编码： G.723.1 / G.711静音抑制： G.168其它： 丢包补偿本地铃音产生集成 Web 浏览器HTML, HTTP, HTTPS, DHTML, SSL, 支持 Cookie, JAVA
35、scripts / applets显示格式 GIF, JPEG, PNG图像引擎Flickering reduction8-bit alpha blending5 graphic planes2D engine输出格式音频: Analog stereo outDigital out S/PDIF视频: Composite (PAL, NTSC and SECAM), RGB, S-Video格式 4:3, 16:9分辨率最大为 NTFS (720 x 480) 和 PAL (720 x 576)编解码 (根据需要可以提供其它格式)音频: MPEG-1 Layer I & Layer IIMPE
36、G-2 BC Layer I & Layer IIDolby AC-3视频: MPEG-1, MPEG-2 MP MLH.2644.2 视频服务器（C-COR）4.2.1 基本信息通过 n4x 流媒体设备，C-COR 可以为从小规模入门配置到大规模商用部署（数万视频流）提供稳定的、可升级的以及行业认可的流媒体系统。内部的元件/板子连同外部设备可以使性能得到完全的提升和扩展。 n4x 流媒体设备是 C-COR 目前扩展性最好的产品。只需增加同样的、独立的单元或“MediaHUB ”甚至可以设计巨大的视频发送系统。以 3 Mbps 媒体流为例，系统可以提供从 160 到 44,000 个并发的广播
37、质量视频流并可存储 140,000 小时的内容。每个 n4x 流媒体设备集线器（MediaHUB）包括 4 个高速 SCSI （Small Computer Systems Interface）磁盘输入通道，一个 Intel Pentium 处理器和一个独一无二的集成视频发送加速器的超立方体互连子系统。通过对集线器进行配置，可以使其处理 ATM/OC-3c、ATM/OC-12、64-QAM、256-QAM 、DVB-ASI、以太网、G比特以太网或模拟视频输出中的任何组合。这种架构和部件组合可以提供稳定及完美的升级方案。n4x 流媒体设备在增加 MediaHUB 或磁盘资源后，可以增加计算和吞吐
38、能力。整个系统的带宽随着 I/O（Input/Output）视频流模块的增加而增加。n4x 流媒体设备的模块化结构使得处理、I/O 和互连能力得到平衡稳定的扩展。C-COR n4x 视频服务器由运行在 nVS 软件包上的互动数字视频服务器系统提供业界最易升级的、模块化的、高可靠性的和低成本的视频点播方案。n4x 视频服务器系统使用高效的超立方体互连拓扑结构。与 C-COR 的维护系统一样， 超立方体技术通过提供高效率高性能交换结构满足高密度的多媒体发送的 I/O 需求。 超立方体的设计可以使大量的用户同时访问相同内容。一个 n4x 服务器只要求所有内容均有一个拷贝就可以达到它的最高性能，这样可
39、以使视频点播业务运营商避免在系统中备份同样的内容。nABLE 点播管理系统通过单一的、集成的平台可以对视频点播业务的所有方面（系统、内容和运营情况）进行管理，此平台可以对业务实现实时控制并可从市场获得最大收入。因为不管在集团、地区或本地层面，都由同样的步骤跨越不同 VoD 发送系统实时管理视频点播业务，nABLE 减少了人工介入，简化了运营并降低了成本。4.2.2 n4x 视频服务器的可靠性4.2.2.1 RAID 背景视频点播业务提供商的主要关心的是用户对于提供商所建议的安装方式可靠性是否认可。可靠性方程中的一个元素是核心视频服务器的防错性能，对其将在后面讨论C-COR n4x 视频服务器磁
40、盘故障问题时进行讨论。所有 n4x 系统在安装时均启动了软件 RAID 恢复功能。视频数据存放在磁盘的扇区中，这些扇区又被分成若干个“RAID 组”。一个 RAID 组中的不同扇区物理上被存放在系统中不同磁盘驱动器中，该技术通常被称为“Striping ”。一个 RAID 组中的 N个扇区由系统同时读/写。对于大小为 N 的 RAID 组，N 个扇区中的一个将存储奇偶信息，而其他扇区则存储实际视频数据。N 一般为 4 到 6。如果由于某种原因系统不能在规定时间内读取其中一个扇区的内容，n4x 将由能够被成功读取的 N-1 扇区恢复丢失的数据。4.2.2.2 单磁盘故障当 n4x 的任何地方出现
41、单磁盘故障时，视频流应当不被中断继续传送。当然在多磁盘出现故障时，只要它们不在同一个 RAID 组中，视频流也应该在不出现任何停顿的情况下继续传送。当一个磁盘出现故障时，运维者通常有两种选择。一种是使用一块已经安装好的备用磁盘代替，另外一种是在系统工作时马上更换故障的磁盘（n4x 完全支持磁盘热插拔）。在前一种情况中，可以远程对系统进行维护，这样不需要马上更换故障硬盘。不管使用哪种技术，在新磁盘上恢复数据时都需要谨慎。一旦数据被恢复，该RAID 组可以抵挡其他驱动器发生故障， RAID 组不会影响系统正常工作。4.2.2.3 多磁盘故障两个或多个磁盘驱动器同时出现故障所产生的影响主要由任何两个
42、故障的驱动器是否在同一个 RAID 组中决定。如果不在同一个 RAID 组中，系统可以不受任何影响继续工作。如果在同一个 RAID 组中，当播放到 RAID 组上视频流的故障部分时，视频流将会出现小故障。下面我们来讨论一下在恢复过程中当一个 RAID 组中的单磁盘出现故障时，同一RAID 组中的另外一个磁盘也出现故障的可能性。以目前的技术水平来看，磁盘驱动器的平均故障时间（MTBF）在 800,000 小时到 1,000,000 小时之间。这样算来，一个包含 4 个磁盘的 RAID 组每 28 年才会遇到一次单磁盘故障。因为要求在恢复时间内另外一块磁盘也出现故障，所以出现双磁盘故障的情况的几率
43、就更小了。以 MTBF 计算出现此情况的几率，甚至对于一个有 1000 个磁盘驱动器的系统来说，出现双磁盘故障的时间都超过视频服务器自身的预期寿命。对于一个合理配置和运营的 n4x，不管系统规模的大小，用户都不应该遇到任何 RAID 组故障。此结果和 C-COR 目前的情况完全吻合。对于目前已经安装的 600 台视频服务器（其中一些在 1994 年投入使用）来说，C-COR 从来没有在任何运营系统中遇到过RAID 组故障的情况。然而， RAID 组故障也有可能是由运营商运维过失造成。当一块磁盘故障而运营商决定对磁盘使用热插拔时，有可能会拔掉错误的磁盘。n4x 可以通过跨 MediaHUB 延伸
44、 RAID 组防止故障。这样可以在一个 RAID 组内的磁盘物理上是分开的（从另外一个 RAID 组中拔掉错误的磁盘没有任何负面影响）。4.2.2.4 SCSI 故障普通的系统会更多遇到 RAID 组中的多磁盘故障问题，因为磁盘驱动器的不利特征：当一个 SCSI（或其他互通的）磁盘驱动器故障时，有时它会将这个总线“终止”，使得 SCSI 上的所有磁盘驱动器同时出现故障。如果同一个 RAID 组中的两个磁盘被安装在这个 SCSI 上，所有的媒体流均被中断。n4x 的特殊设计使得可用的磁盘通路的数目达到最大，并使共享同一条总线的磁盘数目最少。例如在 n4x 中，在单 MediaHUB 的配置时数据
45、是安装在大小为 4 的RAID 组中，并且每个组是跨 SCSI 的。也就是，每个 RAID 组跨越所有 SCSI 总线。因此，任何 SCSI 和其磁盘的故障对于媒体流没有任何影响。 SCSISCSISCSISCSIRAID SetRAID SetRAID SetStriping RAID Sets Acros SCSIsin a Single MediaCUBE PodDisk Drives4.2.2.5 MediaHUB 故障和磁盘驱动器系统中有可能出现整个 MediaHUB 故障的情况。对于一个单 MediaHUB 系统这种故障当然是致命的。但 n4x MediaHUB 是完全独立的子系统
46、。每个都包含自己的电源、散热、处理器、视频加速器和磁盘驱动器。因此，与其他一些高度耦合的视频服务器系统不同的是，由一个 Media HUB 引起另一个 Media HUB 故障的情况几乎不可能。 RAID Set SCI SI SCI SI SCI SI SCI SI SCI SI SCI SI SCI SI SCI SI Hypercube Link RAID Set riped cros MdiaHUBs 另外，含有 4 个或 4 个以上 MediaHUB 的 n4x 系统是通过将 RAID 组跨MediaHUB 安装的（如上图）。如果一个 MediaHUB 出现故障，停止所有直接由此Me
47、diaHUB 输出的媒体流。 然而，所有由系统中其它 MediaHUB 负责交付的媒体流对于丢失的数据进行实时恢复，并以正常速度继续发送媒体流。所以，在有 M 个MediaHUB 的 n4x 系统中，就算一个 MediaHUB 完全坏掉也只有 1/M 的媒体流出现故障。4.2.2.6 输出 MediaHUB 故障如果一个正在提供视频流的 MediaHUB 出现故障，则存放在它上面的视频流也出现故障。但是，大多数 n4x 系统是多 MediaHUB 的，而交付的媒体流是存放在多个MediaHUB 上的。这样，只有故障 MediaHUB 上的视频流受到影响。如上文所述，故障 MediaHUB 磁盘
48、的损失不会影响到其它 MediaHUB。所以，在一个有 M 个 MediaHUB 的 n4x 系统中，MediaHUB 的故障只影响 1/M的视频流。在故障过程中，应用软件将再次与连接到故障 MediaHUB 上的客户端进行通信。如果外部网络能够与 n4x 系统中连接到其它 MediaHUB 上的客户端建立连接的话，则可以重新开始用户会话。因为当 MediaHUB 出现故障时 IP 网络会有其它的分枝出现，所以 MediaHUB 故障生存的实现由客户端和“点播业务”如何与 n4x 视频服务器配合决定。4.2.2.7 链接故障在 n4x 中使用的互通结构叫做“超立方体”，它利用的是 Hammin
49、g-Distance One 互通设计。在它的体系结构的内部，服务器中任何两个 MediaHUB 之间均有多条数据通道。例如对于一个完全配置的 n4x 服务器来说，每个 MediaHUB 都由 8 条不同的链路连接到超立方体结构中的。超立方体路由逻辑由定制的硅片实现。由于超立方体结构的规律性，不需要向整个系统的每条链路发送路由消息状态。这使得无论系统中的负载量如何动态，系统内部均没有任何延迟。它还可以根据路由算法探测超立方体中的故障链路和MediaHUB，并实时给系统发送故障信息。4.3 中间件（Myrio）4.3.1 概述中间件的主要责任是保证业务的全过程。在视频环境中，中间件可以使运营商通过用户机顶盒向终端用户提供数字电视、视频点播和互联网等业务。中间件不只限于对系统中任何一个网元的单独操作，它有能力和每个网元直接通信提供方案。软件结构是中间件的核心部分。它不但提供开发新功能和业务的平台，而且提供与现有业务提供系统的接口。为提供一个可以完全叠加在运营商传统网络设施上的无缝业务，软件提
