重庆电信IPTV试点项目方案(草案).docx

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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1SIEMENS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112.3.4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

2、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142.6.2IP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224.2.2n4x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、3.3TotalManageTM 后台软件294.3.4InteractiveTM 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324.4.2TT1260接收器334.4.3EN5930 MPEG-4编码器334.4.4Tandberg设备控制器（TDC）344.5网络管理354.5.1SURPASS NetManager354.5.2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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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、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

9、、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

10、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

11、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。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PV

12、C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。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

13、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。2.3 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

14、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

15、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

16、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

17、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

18、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

19、(HWD)mm娱乐控制器22200600900IPTV头端设备VoD服务器通信控制器（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：序号用途数量交流220V（单位：KW）直流-48V（单位：KW）单位耗电合计单位耗电合计1视频广播头端设备11.81.82DRM系统(可选)10.80.83视频内容服务器11.01.04娱乐控制

20、器20.51.05NetManager网管终端10.30.36NMC ( for HE)10.50.5合计0.84.62.5.4 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5-405%-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

21、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，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

22、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，SDI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

23、、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。 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

24、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/

25、RT）：分为核心及边缘两种，完成对VoD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

26、责1路信号的编码。 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管理。1（配置100 Lice

27、nse）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

28、。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Speedstrea

29、m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：Myr

30、io 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 / 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

31、 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 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

32、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 IIMPEG-2 BC Layer I & Layer IIDolby AC-3视频:MPEG-1, MPEG-2 MP MLH.264 4.2 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

33、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

34、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。n4

35、x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，

36、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

37、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

38、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1,000,0

39、00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

40、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

41、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。4.2.2.5 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。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

42、况几乎不可能。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MediaHUB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

43、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

44、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Hamming-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

45、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，软件提供应用编程接口（API）。该接口不但提供扩展新业务的能力，而且在系统间传输数据。另外，中间件还可以简化整个流程，如在业务提供商的用户管理系统中创建新用户、在运营商计费系统中生成统一话单等。（图中的蓝色部分表示中间件网元）4.3.2 软件结构SURPASS家庭娱乐解决方案中的Myrio中间件包括运行在头端应用服务器上的Myrio TotalManageTM 后台软件和运行在西门子Speedstream 8700机顶盒上的Myrio InteractiveTM 客户端软件。 Myrio TotalManageTMTotalManageTM 是一个后台应用软件（Middleware控制前端），它可以进行客户创建和管理、内容管理、频道打包、交易处理、计费和数据