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H.264与MPEG2双向机顶盒的对比
2006年12月31日 13:35   稿件来源:转自互联网
 摘要:广电运营商通过双模的机顶盒配合HFC网络的改造可以在基本的VOD业务形态上衍生出多种经营方式,如虚拟电视频道、时移电视等具备相当吸引力的交互视频服务。


一、后平移时代,VOD业务粉墨登场

    随着广电数字电视“整体平移”工作的深入开展,临近06年岁尾全国数字电视用户总数将超过1000万。在推广模数转换过程中,各地广电运营商取得了可喜可贺的骄人业绩,同时也面临着IPTV的竞争,以及如何提升用户价值、如何发展低端用户为中高端用户、如何提供更具有吸引力的交互增值业务以锁定不同消费群体为忠诚用户、如何挖掘数字电视用户群体的规模优势等。一些先行的运营商正在以“整体平移”为切入点,进行各种有益的探索,比如,深圳天威目前也开始以旧换新,以双模替代单向机顶盒的业务。提供以视频点播为代表的交互视频服务,开创丰富生动的工作局面,并产生了很好的社会效益和经济效益,促进了社会和谐。

    VOD(Video On Demand)是视频点播的简称,它打破了传统广播电视在时间、内容方面的限制,使用户可以在任何时间点播自己喜欢的节目,收看过程中还可以进行快进、快退、暂停等操作,提供完全不同于传统电视的收视体验。在VOD业务起步阶段,广电运营商完全可以发挥节目资源优势,以新闻、电视剧等节目为主提供视频点播服务,逐步改变用户的收视习惯,待用户习惯养成之后,再逐步开展高价值、高品质的视频点播服务。

    广电运营商通过双模的机顶盒配合HFC网络的改造可以在基本的VOD业务形态上衍生出多种经营方式,如虚拟电视频道、时移电视等具备相当吸引力的交互视频服务。

二、广电运营商实现VOD的几种模式

    以业务的视频流传输和接入方式划分,VOD可以划分为基于DVB/HFC的IP QAM方式、基于DVB/双向HFC的方式以及基于IPTV/LAN的方式。如果从编码方式上来划分,以上三种方式又可分为MPEG2 VOD、MPEG4 VOD、H.264 VOD。从技术和效益上来讲,基于H.264的VOD是现在发展VOD的趋势。当运营商在具备相当数量的宽带用户群体或者LAN接入网络规模时,或者在发展独立运营大客户(如酒店集团用户)时,基于双向的HFC或者IPTV的VOD也是运营商的主要选择。

三、使用H.264双模机顶盒实现VOD

    无论采用IP网络承载VOD还是采用以IPQAM承载VOD视频流的方案,从VOD系统本身而言,并没有本质区别。广电运营商选择那种VOD方式,关键在于运营商的网络以及采用哪种视频编码格式。

    目前的IPTV VOD方案采用H.264编码格式,在784Kbps码率下可以达到DVD效果,而且随着国产解码芯片的推出,机顶盒的成本得到了控制,目前系统也比较稳定,这种方案最主要的缺点是网络的QoS难以保障。而DVB VOD方案过去主要以MPEG2编码格式,这种编码格式需要4-6Mbps码率才可能达到DVD效果,但这种方案视频流以TS协议承载在HFC的广播频点,网络稳定,缺点是占用HFC网络资源多,单用户投入大,运营成本高(存储、传输等),经济效益低。H.264双向机顶盒则从机顶盒终端上,使两种方案走向了融合,兼顾了两者的优点,减少了运营商的投入、提高了运营商的收益、保护了运营商的投资。



四、H.264双向机顶盒与MPEG2双向机顶盒在VOD应用中前端设备成本对比

IPQAM:

    目前国内大多使用的是24路/64QAM调制的IPQAM,拥有24个模拟频点,每个频点通常拥有38Mbps的网络带宽速率,按照MPEG2节目源的峰值5Mbs来看,每个频点可以容纳7个VOD MPEG2的节目(单个频点的网络资源都是独立的),这台IPQAM可同时播放168路节目。以一个中等规模城市为例,市区用户数为20万户,假设有30%用户(高端用户)开通了视频点播业务,峰值点播率(即在同一时间有多少比例的用户在点播)为50%,那么在同一时间需要产生的并发流数为:20万*30%*50%=3万个,一个IPQAM可以支持的并发流数为168个,每台可支持的用户数为:168/(0.3*0.5)=1120户,共需要178个IPQAM设备。以每台IPQAM 需20万元计算,IPQAM设备的投入为3560万元,每户平均成本为200000 / 1120=178.5元。

VOD Server:

    以Seachange服务器为例,中低端的服务器每台可支持1000个MPEG2节目的并发流(MPEG2的平均码率3.75Mbps),每个流的价格在2500元左右,3万个并发流则至少需要30台VOD Server,其成本在7500万元左右,加上IPQAM的3560万元,一共1.106亿元。

    以上IPQAM与VOD Server的成本是结合终端设备双向机顶盒(MPEG2)来演算的,如果终端设备采用支持H.264解码的双向机顶盒,IPQAM与VOD Server的总成本将降低2/3,即3680万元。我公司的ACD1080ci支持MPEG2/H.264解码的双向机顶盒可以帮助运营商降低整体成本。H.264可以理解为MPEG-4 Part 10,代表了目前最先进的视频编码技术,业界也一致认为H.264才是未来数字电视的发展方向。H.264不仅压缩算法比以往的MPEG-2/4更优异,带宽耗用更低,而且授权费用也比较合理。

    H.264双向机顶盒按照节目源峰值1.8MB来看,每个模拟频点可以容纳21个VOD H.264的节目,那这台IPQAM则可同时支持21x 24 = 504路并发流。以一个中等规模城市为例,市区用户数为20万户,假设有30%用户(中高端用户)开通了视频点播业务,峰值点播率(即在同一时间有多少比例的用户在点播)为50%,那么在同一时间需要产生的并发流数为:20万*30%*50%=3万个,一个IPQAM可以支持的并发流为504个,每台可支持的用户数为:504/(0.3*0.5)=3360户,共需要59个IPQAM设备。以每台IPQAM 需20万元计算,IPQAM设备的投入为1180万元,每户平均成本为200000 / 3360=59.5元。从IPQAM的角度来看,采用H.264编码方式的VOD单用户成本比采用MPEG2编码方式的VOD单用户成本节省178.5 - 59.5 = 119元。

    而VOD Server方面,原来的服务器支持1000个MPEG2节目流,如果节目采用了H.264编码,服务器将能支持3000个H.264节目流,每个流的价格在800元左右,以每台服务器价格在250万元计算,3万个并发流则只需要10台VOD Server,其成本在2500万元左右。加上IPQAM的1180万元,一共3680万元。

MPEG-2双向机顶盒

H.264双向机顶盒

使用模型

20万数字电视用户,30%用户开通VOD业务,50%并发点播

IPQAM

250台,共3650万元。(每户平均成本为178.5)

59台,共1180万元。(每户平均成本为59.5)

 VOD Server

7500万元

2500万元

小计

1.106亿元

3680万元


 *注:此计算不包含因此而节省的宝贵的网络频谱资源、网络存储、网络传输费用、内容管理等。

五、H.264双向机顶盒与MPEG2双向机顶盒的优劣势对比

1、 视频解码

    目前国内MPEG2双向机顶盒只能支持MPEG2的解码,而H.264双向机顶盒能够同时支持H.264和MPEG2的解码,适应性强,可以灵活的配合前端节目源的调整与升级。

2、 对网络的要求

    MPEG2的节目至少需要3.75MB的网络带宽资源,一般峰值在5-6MB左右,而H.264的节目只需要700k就拥有良好的表现,在1.2MB的情况下表现更为出色,画面可以与DVB画质媲美,解码效果良好,对网络带宽要求较低。

3、 对网络资源的影响

    MPEG2的节目在每一个的频点上的峰值在5MB左右,每个频点最多容纳7个MPEG2节目流。而H.264的节目在每个频点的峰值、所容纳的节目流数量都是MPEG2节目流所需的1/3 ,大幅节省了网络频谱资源,节省下来的频谱资源能够为运营商发挥更多的价值。

4、 对前端设备的要求

    一台24路的IPQAM只能播放168路MPEG2节目,而一台24路的IPQAM可以播放504路节目,能够大幅节省运营商对IPQAM的投入。

    一台VOD Server支持H.264的节目流的数量是支持MPEG2节目流数量的3倍,节省了运营商对VOD Server的投入。

5、 专利授权费用

    MPEG2对解码设备和编码设备每台专利授权费为2.5美元,收取运营商每个节目中的0.03美元。H.264对解码设备每台专利授权费为0.2美元,收取运营商每个节目中的0.02美元(12分钟之内免费),同时还需支付至少10万美元/年 的加盟费。但总体来看,H.264相比MPEG2的各种专利授权费还是便宜很多的。

6、 业务支持

    MPEG2双向机顶盒可以支持支持点播、直播、时移、信息浏览类业务,而H.264双向机顶盒除了包含MPEG2双向机顶盒支持的业务之外,还可扩展独有的视频/语音通信业务(VOIP/Video Phone)、MM Flash业务、JAVA Game业务等,支持更多的交互式增值业务,如远程教育、远程医疗、电视银行等。

7、 扩展性

    由于MPEG2双向机顶盒只能通过Cable回传视频流到机顶盒,随着用户数量的增加,面对未来新业务(如高清),在HFC网络带宽不够的情况下就显得有心无力了。而H.264双向机顶盒既支持通过Calbe走 HFC网络回传视频到机顶盒,也支持视频通过LAN或者ADSL走IP网络回传到机顶盒,包含了IP机顶盒的功能。有效地解决了将来可能由于客观因素导致网络资源紧张而带来的问题,帮助运营商规避了潜在的风险,运营商不需要因网络资源不够而升级更多的设备,更不需更换机顶盒。

 

MPEG-2双向机顶盒

H.264双向机顶盒

视频解码

仅支持MPEG2解码

同时支持H.264MPEG2解码

对网络的要求

对网络资源的影响

占用资源多

占用资源少,比MPEG2减少2/3的网络频谱资源

对前端设备的要求

专利授权费用

用户成本

业务支持

增值业务响应速度

扩展性

终端价格

略低于H.264双向机顶盒

略高于MPEG2双向机顶盒

对整个网络系统成本的影响

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相对MPEG2双向机顶盒,能够大幅节省整体系统的建设和运营成本

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