互聯(lián)網(wǎng)視頻中流行的可變碼率流媒體技術(shù) (ABR: Adaptive Bit Rate)通過實(shí)時(shí)檢測用戶的帶寬和CPU能力來相應(yīng)地調(diào)整視頻流的質(zhì)量, 該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為:緩沖很少,啟動快,能為高端和低端連接提供優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)。
大型有線運(yùn)營商很早就意識到未來的用戶收視習(xí)慣將逐漸向一對一方式轉(zhuǎn)變,但他們發(fā)現(xiàn)用戶對高清、以及超高清直播節(jié)目的需求依然存在。考慮到收視節(jié)目的長尾效應(yīng),他們推出了相關(guān)技術(shù),如交互式電視 (Switched Digital Video),來保障在現(xiàn)有帶寬下高效地播放直播視頻并部分向點(diǎn)播式視頻轉(zhuǎn)換。但是這些僅僅是過渡型技術(shù),仍然無法徹底擺脫傳統(tǒng)QAM調(diào)制技術(shù)的束縛,無法與OTT技術(shù)進(jìn)行完全融合,因此有線運(yùn)營商更希望構(gòu)建一個(gè)全I(xiàn)P系統(tǒng)。但如果將所有直播業(yè)務(wù)(包括機(jī)頂盒與移動終端)轉(zhuǎn)向ABR技術(shù),由于每個(gè)終端都需要一份單播的流量,同時(shí)移動終端也會有高碼率的需求,這會導(dǎo)致系統(tǒng)對帶寬的消耗成倍增長,也側(cè)面解釋了為什么OTT視頻提供商直播節(jié)目的成本高于有線運(yùn)營商。我們不禁要問,有線運(yùn)營商是否應(yīng)該保持現(xiàn)有HFC平臺上的廣播類視頻,僅僅考慮將自建OTT平臺的節(jié)目部署在ABR的平臺上呢?
基于在全球市場積累的創(chuàng)新實(shí)踐與成功經(jīng)驗(yàn),思科認(rèn)為,在傳輸頻道數(shù)量持續(xù)增多、用戶收視習(xí)慣不斷改變以及移動終端迅速增長的趨勢下,基于QAM調(diào)制的傳統(tǒng)技術(shù)逐漸不能適應(yīng)新的業(yè)務(wù)要求,最終運(yùn)營商會轉(zhuǎn)向全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。運(yùn)營商更希望提供融合OTT的平臺,通過Docsis接入技術(shù)提供高帶寬的接入網(wǎng)絡(luò),同時(shí)利用M-ABR技術(shù)在低帶寬消耗的基礎(chǔ)上提供高質(zhì)量的直播視頻。
思科提供的M-ABR技術(shù)可以幫助有線電視運(yùn)營商在直播節(jié)目全面OTT化后,充分利用現(xiàn)有HFC帶寬。在M-ABR系統(tǒng)中,網(wǎng)關(guān)類設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)接入能力,機(jī)頂盒與移動終端通過網(wǎng)絡(luò)提供視頻業(yè)務(wù),而傳統(tǒng)的QAM調(diào)制將被取代。圖一為M-ABR系統(tǒng)概述(以Docsis接入方式為例):
家庭網(wǎng)關(guān)類設(shè)備配置一個(gè)緩存的代理服務(wù)器后,其緩存部分可以通過單播或組播方式來獲取直播頻道,例如通過單播獲取非熱門的頻道,通過組播獲取熱門的頻道。終端的ABR播放器使用標(biāo)準(zhǔn)的Web/Internet協(xié)議,并不關(guān)心緩存部分對節(jié)目的處理。緩存系統(tǒng)甚至可以在一個(gè)頻道播放時(shí)在單播與組播之間切換。如果多個(gè)用戶在某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)收看相同的直播頻道,系統(tǒng)在對應(yīng)的時(shí)段采用組播可以立即提高效率,如果在某些時(shí)間節(jié)點(diǎn)頻道熱度下降,系統(tǒng)將會無縫轉(zhuǎn)換為單播方式。運(yùn)營商可以采用不同的機(jī)制來決定通過組播方式傳送的內(nèi)容,例如通過業(yè)務(wù)策略定義,或者基于用戶請求動態(tài)改變。組播服務(wù)器從組播控制器處獲取需要組播的內(nèi)容列表,使用單播從切片器或CDN獲取對應(yīng)的文件切片并轉(zhuǎn)為組播輸出,控制器同時(shí)通知網(wǎng)關(guān)設(shè)備相應(yīng)的(S,G)的組播表。網(wǎng)關(guān)設(shè)備的緩存代理接收組播的文件切片后進(jìn)行ABR封裝,將(S,G)的組播表轉(zhuǎn)換為切片索引信息,并采用標(biāo)準(zhǔn)的格式(MPEG-DASH或HLS)提供給ABR的播放器。 ABR播放器可以使用標(biāo)準(zhǔn)ABR協(xié)議觀看熱門節(jié)目、非熱門節(jié)目、甚至互聯(lián)網(wǎng)視頻,這將幫助有線運(yùn)營商大幅節(jié)省帶寬。
思科充分利用自身在云、網(wǎng)絡(luò)、視頻、移動性和安全領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位,致力于通過多項(xiàng)核心技術(shù)和創(chuàng)新解決方案,幫助廣大國內(nèi)外運(yùn)營商建設(shè)全面OTT架構(gòu)的系統(tǒng):
(1)ABR前端:思科的vDCM設(shè)備采用虛擬化架構(gòu),部署在x86架構(gòu)服務(wù)器中,可實(shí)現(xiàn)SD/HD/4K, MPEG-2/H.264/H.265的編轉(zhuǎn)碼;vDCM采用智能ABR技術(shù),可以基于圖像質(zhì)量動態(tài)地選擇相應(yīng)的切片文件,進(jìn)一步提高ABR的效率。
(2)ABR-TS轉(zhuǎn)換設(shè)備:國內(nèi)大量用戶采用了思科公司基于NGOD架構(gòu)的VOD系統(tǒng),在向OTT的演進(jìn)過程中,ABR-TS轉(zhuǎn)換可以從OTT存儲系統(tǒng)中獲取節(jié)目,并且與NGOD系統(tǒng)中的推流服務(wù)器協(xié)同工作。運(yùn)營商在現(xiàn)有NGOD系統(tǒng)的CDN擴(kuò)容時(shí),可以考慮建設(shè)OTT的存儲與緩存系統(tǒng)。
(3)OMD系統(tǒng)(Open Media Distribution):思科的OMD系統(tǒng)作為運(yùn)營商級別的OTT-CDN系統(tǒng),全面支持M-ABR功能。該系統(tǒng)在與思科的ABR前端系統(tǒng)聯(lián)合工作時(shí),可基于圖像質(zhì)量動態(tài)選擇對應(yīng)的文件,同時(shí)可以對頻道熱度、網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來決定組播或單播策略。OMD系統(tǒng)為了保障用戶體驗(yàn)質(zhì)量(QoE:Qualification of Experience),采用面向反應(yīng)答可靠組播(NORM:NACK-Oriented Reliable Multicast)協(xié)議,該協(xié)議為組播源與接收端定義了通信機(jī)制可以重傳數(shù)據(jù)。
(4)CCAP系統(tǒng)(Converged Cable Access Platform):思科的CCAP系統(tǒng)可以在使用Docsis接入技術(shù)時(shí)與CDN系統(tǒng)聯(lián)合工作,實(shí)現(xiàn)QoS的保障與網(wǎng)絡(luò)能力的優(yōu)化。
雖然國內(nèi)的有線運(yùn)營商不會立即將機(jī)頂盒轉(zhuǎn)向ABR系統(tǒng),但考慮到目前運(yùn)營商都在建設(shè)OTT直播系統(tǒng),用戶數(shù)量不斷增長的情況將對網(wǎng)絡(luò)帶寬造成持續(xù)壓力。思科認(rèn)為,M-ABR技術(shù)是直播節(jié)目OTT化之后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的一項(xiàng)重要技術(shù),國內(nèi)運(yùn)營商可以在發(fā)展OTT直播平臺時(shí)通過該技術(shù)建立完整的技術(shù)體系。思科歷經(jīng)驗(yàn)證的卓越科技與行業(yè)領(lǐng)先的解決方案可以幫助有線運(yùn)營商利用M-ABR技術(shù)高效地利用接入帶寬,從而為其發(fā)展OTT視頻奠定先天的成本優(yōu)勢,同時(shí)進(jìn)一步建立龐大的CDN平臺,為全面OTT化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而思科將憑借對于廣電行業(yè)轉(zhuǎn)型趨勢的深入理解以及全球范圍的豐富實(shí)踐,助力有線電視運(yùn)營商在轉(zhuǎn)型大潮中謀事布局,擴(kuò)大先發(fā)優(yōu)勢,成就跨越式發(fā)展。