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vod是熱點產業，是IT產品與娛樂業的又一重要結合。對此題材，相信IDG/IDC早有研究。本文主要由各IT報刊有關文章編輯整理而成，黑體字是本人的評述。本文可視作《VOD，走著瞧》的續篇，上篇以對VOD集成業的評論為主，本文以整個VOD產業的基本介紹為主。

VOD（服務）定義

點播電視(VOD-VideoOnDemand)可分為真點播電視(TVOD-TrueVideoOnDemand)和準點播電視(NVOD-NearVideoOnDemand)。真點播電視:每個用戶各自占用一套節目,即和電視交互的每個人都要即時響應,對裝設在信息中心和電視臺視頻盤和視頻帶的節目可以隨意控制。但提供上述所有服務及設備的費用是十分昂貴的。準點播電視是真點播電視的替代物。NVOD是每隔一定時間(如10分鐘)從頭播放一套節目,用戶觀看電視節目時,交換機將終端與最近將要從頭開播的頻道連通,用戶等待時間不會超過時間間隔。NVOD實現起來要便宜得多,它的延遲對用戶的許多應用來說是無足輕重的。在等待時間里還可向用戶播放存儲資料(像在劇院中看到的一樣)、食品及其他產品的廣告,或提供音樂視頻插曲。這樣就使服務提供者能用廣告利潤補償用戶帳單。

節目內(Intraprogram)交互式電視也稱全交互型電視,它能夠將用戶請求應答即時地傳送給用戶。傳送給用戶的信息內容包括視頻、圖像、語音、文字和數據。它可以用在教育ITV、購物ITV、交互式游戲ITV。但是實現交互式電影需要有從一個場景切換到另一個場景的能力,花費太大,一般很少使用。美國電話公司(TELCO)和有線電視公司(CATV)正在致力于研究和開發ITV技術,它們既是合作者又是競爭對手。按照慣例,電話公司支持交互性的實現,它擁有非對稱數據用戶網絡技術(AsymmetricDataSubscriberLoop),利用現有的雙絞線向大多數用戶傳送2～6MHz帶寬的雙向數據,向家庭和商業企業傳送圖像、電視和數據。TELCO在美國已擁9400萬個家庭用戶,有線電視公司擁有大量單向帶寬通路,為5800萬個家庭提供靈活大容量的光纖網絡用以傳輸各種圖像、視頻、音頻及計算機數據,并具有播出多種電視節目的經驗。

產業發展歷史

目前,世界上很多國家,很多大公司都非常重視這項技術，IBM，DEC，Compaq,Sun,Fore，Toshiba等及臺灣的一些廠家已進行了大量的產品開發工作。國內一些公司和部門從1995年開始在一些大城市試驗小區的VOD服務。

從1986年起,南貝爾(Bellsouth)已經在HunterGreek和Heathrow分別作了兩個重要的VOD實驗。1993年,聯邦政府批準大西洋貝爾(BellAtlantic)有一年時間在現有電話線上進行傳送TV視頻撥號音試驗。緊接著大西洋貝爾的Chesaperke和PotomacTelephone公司被授權在1994年3月對2000個用戶進行試驗,試驗中將MPEG-1壓縮視頻節目傳送到用戶的機頂盒,解碼后送給用戶電視機。此外,Nynex公司在1993年6月向曼哈頓(Manhattan)居民提供了第一套VOD系統。

1994年12月14日,在美國召開了關于TimeWarner全業務網(FSN-FullSeviceNetwork)的新聞會,會議將這個日子稱為交互式電視誕生日。FSN的概念是兩年前TimeWarner公司提出的,使用現有的光纖網及其升級的工業標準協議。后有三個主要合作伙伴共同開發FSN:

SGI在視頻服務器方面提供合作;ScientificAtlanta公司在網絡底層結構和機頂盒方面提供合作;AT&T公司負責ATN轉換。

TimeWarner在奧蘭多(Orlandflorida)全業務網試驗現場,采用一套4000視頻流的設備,它需要1萬億位的存儲能力,相當于1500張標準CD-ROM盤,約1750小時的壓縮視頻資料。FSN的開發者十分重視商品化問題,1994年各項技術并沒有成熟到讓用戶滿意,預計到1996年才切實可用。那時FSN的機頂盒售價將為300美元,觀看影片的價格少于出租錄像帶的租金,玩游戲的價格每天1美元。

美國Oracle公司1994年宣布每個視頻流費用約600美元,僅為以前價格的1/5,對于一個接入100萬訂戶的VOD系統,每年每戶費用減少到75美元。Oracle的媒體服務器采用視頻存儲器和巨型并行處理機(n-Cube的MPP)。n-Cube計算機具有1024個并行處理器,每個處理器可看成是一個視頻泵(VideoPump),在服務器陣列盤上提取數字視頻壓縮信號(如電影),視頻信號的幀被分散到不同盤上。Oracle已解決了如何使這些視頻泵一同或單獨工作的問題,其結果是上千人可以同時觀看單一拷貝的一部電影,1臺視頻服務器能同時傳送1700個獨立的視頻流。Oracle還提供OracleMediaObjects,一種用于交互式多媒體創作的編輯工具;OracleMediaNet,一個可將電視和機頂盒設備聯接到視頻服務器的軟件。上述軟件具有傳送VOD的實用性,同時還可用于點播文字、音頻和圖形業務。

其他的,如Viacom、Nickelodeon、DiscoveryNetwork、Sega、Intel和GeneralInstrument、HP、Micropolis、NEC和WothernTelecom等公司,都正在研制與此有關的產品。

SGI公司最近(1995年)宣布了一種新型的交互式電視視頻處理器MagicCarpet,它將支持ITV的機頂盒及其他消費類產品的交互式視頻。它集成了MIPS的RISC技術和SGI先進的圖形引擎技術。MagicCarpet的潛在產品包括完全服務的交互式電視網絡、家庭娛樂系統、數字式電視和錄像機。AT&TNetWorkSystem、PhillipsElectronics、SamsungElectronics和TimeWarnerCable都宣布支持MagicCarpet產品。

IBM1995年7月宣布建立ITV應用開發實驗室,選用了Microware的數字音頻/視頻交互式解碼系統(DAVID)作為交互式電視應用開發實驗室的開發平臺。對于那些用電話、有線電視及無線網絡的ITV解碼器,DAVID是一個標準的操作環境。現在已有20多家制造廠商為其解碼產品選用了DAVID平臺。這些解碼產品將用于1995年交互式電視的試運行和大規模連網工程。

歐洲進行這類試驗的有泛歐ATM網絡(PEAN)、全歐網絡(GEN)及歐洲先進通訊技術研究開發中心(RACE)等。尤其是英國通訊公司(BritishTelecom)的VOD已在工作。這是一次ADSL不公開的技術演示,是由英國通訊公司實驗室為一個工業小組安排的,點播電視節目和廣告,經過本地電話交換機的普通雙絞線傳輸到3公里外的私人住宅。以縮小為一個芯片。通過電話線接收的VOD,最后機上可能只包括:一只ADSL解碼器、一只MPEG解碼器、一只微處理器控制器及將視頻從電話呼叫中分離出來的濾波器,價格將下降到150～200美元。通過一般電話線提供VOD業務,技術已很現實,由英國通訊公司(或任何其他國家電訊集團)開辦這種業務的真正障礙將是節目權的使用。

亞洲韓國的KT(KoreaTelecom)公司已推出VOD業務,通過電話線向家庭傳送電影和Karaoke節目。KT公司1995年6月通過Panpo電話局向100個家庭提供VOD服務。1995年7月,KT公司打算把這個服務擴展到Pusan、Taegu和Kwangiu的另外1000個家庭。在這次試驗中,存儲在Pan-po電話局計算機中經過編碼的VOD節目將通過電話線發送給點播人。點播人家中的機頂盒將信號進行解碼。在選定某個節目之后的三秒鐘內,電視機上將會出現相應的畫面,點播人可以進行停止、快進、倒放等操作,就像使用錄像機一樣。1996年,KT公司打算將其全面商業化。

技術及其實質

交互式電視系統和分布式多媒體數據庫從機理上講是完全一樣的。交互式電視臺把新聞和其他節目,經過視頻音頻壓縮技術存儲到多媒體數據庫中,用戶可以通過機頂盒而不是多媒體工作站,點播各種廣播節目。

這是交互式電視系統與分布式多媒體數據庫系統的一個重要區別。交互式電視系統和人機間直接通訊系統一樣,數據的傳送量和接收量之間有大量的差異。人類的眼腦和耳腦結合可以迅速地接收非常多的信息,而操作鍵盤和定位設備的手就要慢好幾個數量級。使用單鍵遙控器的交互式電視系統,目前要以每秒兆位的速度傳送家用質量的電視,而從遙控器到機頂盒只是每分鐘幾位的數量級。以賓館按次付費(PPV)點播電視系統(VOD)為例,輸入為44位11個數字,而響應輸出是每秒192000字節90分鐘的圖像及聲音,不對稱性為1.88億比1。

無論是有線電視和電話公司的VOD系統,還是蜂窩電視和賓館點播電視VOD系統,都有一個用戶擴充和技術更新的問題。要有效地解決上述問題,系統必須設計成模塊化,使其具有可擴展性。例如有線電視和電話公司的VOD系統,擁有500～10萬個用戶、20～3000個電影或節目資源是比較經濟有效的;就蜂窩電視VOD而言,擁有1000～5000個用戶、20～300個節目;對于賓館VOD系統,擁有20～1000個用戶,20～200個節目資源也是經濟有效的。

根據目前試范系統的經驗,在一個星期中,交互式電視系統大多數節目的選擇集中在一個非常小的節目子集中。一個特殊的例子是視頻點播收入:不到25個節目提供了97%的收入;在1000到10000個節目中,33～68個節目就可滿足99%的請求,而39～129個節目就可滿足99.5%的請求。基于上述的統計,可以選用準點播電視(NVOD)的方案。例如將一部90分鐘的視頻節目(1G字節)組織成10個線程,每個線程偏移9分鐘,在點播等待時間,可以播放預先準備的"微型節目"、卡通片及即將播放節目的精選;2.5分鐘的新聞提要;1分45秒的公眾服務公告;50秒鐘的有用的提示;25秒可引用的記錄;12秒鐘鼓舞人心的消息和12秒正片即將開始的提示。NVOD系統可以大大提高每個視頻線程的用戶量,同時還可以用廣告收入貼補用戶費用,這樣就可以降低整個點播電視系統的費用。

另一個值得重視的特點是節目選擇時間的集中性。例如一個有4500個用戶正觀看的視頻節目在晚上八點結束,節目結束后,有4300個用戶在1分鐘之內要選擇新的節目,這樣每秒鐘將會有72個復雜事件等待處理。這就是在VOD系統中,設計節目選擇計算機和記帳計算機要考慮的問題。

交互式電視最常用的是節目間的交互,亦稱點播電視(VOD)。典型的VOD系統主要由下面四部分組成:視頻服務器、編碼器/路由器、用戶請求計算機和記帳計算機及機頂盒。在這里重點講述兩個關鍵技術:

1.視頻服務器

VOD系統為了進行點播電視服務,需要一個大容量存儲器和具有高速傳輸能力的快速檢索系統,這就是視頻服務器。它的主要功能是:

(1)大容量視頻存儲

典型的視頻存儲器可以有20GB的存儲空間(20部90分鐘的影片),采用多重單元互連可以提供幾倍的20部影片。視頻服務器選用的存儲體有磁盤、磁帶和RAM。為了提高性能價格比,較多的采用溫徹斯特硬盤。現在單盤可以以2Mb/s的速度產生8路視頻數據流。為了提高數據傳輸率、I/O響應時間、可靠性、存儲容量及降低費用,大量采用廉價磁盤冗余陣列(RAID)技術來制作視頻陣列盤。要滿足對不太流行的視頻節目的需要,必須有二級存儲器,通常采用智能化磁帶(RoboticTapeLibraries)。由于RAM費用太高,只有少量用在Cache緩存中。

(2)節目檢索和服務

視頻服務器接收所有用戶的全部信號對服務器進行控制。服務器控制處理能力要根據應用的不同進行設計。例如,交互較少的點播影片,只需要較少的控制處理能力;而對交互式較多的交互式學習、交互式購物及交互式視頻游戲,就需要高性能的計算平臺。

(3)快速的傳輸通道

視頻服務器有一個高速、寬帶的下行通道與編碼路由器相連,把服務數據(視頻、音頻及嵌入控制信號的數據)傳送給各個用戶。SGI宣稱它的ChallengerXL系列通過總線每秒可以傳送大約1GB數據。同時,視頻服務器還接收來自用戶請求計算機的各種反向通路信號。每個用戶要求的帶寬較低(16Kb/s),當然數據量和速率也取決于用戶的多少。

視頻服務器是交互式電視系統最重要的組成部分,也是價錢最貴的設備。目前世界上很多公司都看好視頻服務器市場,爭先設計銷售自己的視頻服務器。

視頻服務器最大的特點是要求數據流的平穩性。例如,希望視頻流以精確的29.97幀/s傳輸,而不像一般計算機網絡服務器希望盡可能快地向計算機傳送數據。還希望它具有較好的交互性、可靠性及可擴展性。為了提高性能價格比,存儲器多數采用視頻磁盤結構。為了盡量滿足上述指標要求,視頻磁盤要能夠:

·識別錯誤而不是中止視頻流來改正它;

·利用順序尋址適應視頻數據的固有特性;

·盡可能在視頻流利用自識別的嵌入地址,而不必重新校準;

·利用磁盤寬帶的優點從一個磁盤產生多個視頻流(滿足VHS質量

,從一個磁盤驅動器可以產生3到18個順序訪問的視頻流);

·提供適于視頻記錄和重播的簡單命令集。已經開發了三種基本

的視頻服務器結構;

·在通用主機上實現的視頻服務器;

·用緊耦合多處理器實現的視頻服務器;

·專門設計的多線程視頻服務器,又叫調諧視頻服務器(TunedVideoServer)。

通用主機的方法是最容易實現的方案,但是費用較高,可靠性取決于主機系統。緊耦合多處理器方法能處理更多的并行節目,比主機方法便宜一些。因為它擁有更多的冗余,可靠性高于主機方案。專用的多線程視頻服務器的設計目標就是針對視頻服務應用的,視頻服務器首先是一個數據傳送系統,它不需要大量的計算處理能力。所以采用擴充的模塊化結構,支持多個并行數字通道是可行的。每個數據通路都能支持多個視頻線程。由于設計時留有大量冗余,所以它的可靠性比前兩種有了較多的提高。為了提高編程的有效性,調諧視頻服務器設計了專用的指令系統,又增加了專用的函數調用,使得訪問ATM網變得更容易了。

調諧視頻服務器有一個靈巧的調諧視頻服務器母板,它可以連接多個服務控制器,支持50個磁盤驅動器和750線程的電子盒。多個這種電子盒可以通過標準的ATM交換器互連到多路電纜系統中。要擴充系統只要增加更多的磁盤控制卡,磁盤控制卡符合標準的SCSI接口,并連接到每個磁盤驅動器。調諧視頻服務器的母板除了聯接ATM打包器外還聯接控制計算機。

2.電視機機頂盒

電視機機頂盒是VOD系統用于節目選擇凡與VOD系統交互通訊的用戶室內設備。它應該具有以下功能:

(1)指示用戶室內設備、網絡傳輸和節目資源的狀態,在用戶的電視屏幕上顯示服務公司及信息提供者所給出的信息和菜單。

(2)把用戶的選擇傳送給服務中心或信息提供者。

(3)提供用戶基本的控制功能,如電源的開/關、選擇VOD或標準電

視操作。

(4)控制用戶的電視或盒式錄像機。

(5)交互式購物。

(6)交互式教學。

(7)與家用計算機接口。

(8)數據傳輸。

(9)公用設備監測。

(10)傳輸性能的遙測反饋。

機頂盒是交互式電視系統的終端,已從一個多頻率調諧器和解碼器變為大量電影、多媒體事件、新聞等聯機數據庫的前端控制。它能夠進行節目選擇、觀看時間選擇、系統功能(診斷、狀態、出錯處理及控制等)、命令整理、菜單瀏覽、家庭采購、交互式游戲、電視機控制、隨機場景選擇、審查帳單及費用控制等。它的組成部分有:數字調諧器,ATM處理單元、ADSL接口、圖像和聲音的解壓縮、NISC、PAL、SECAM或RGB編碼、雙向通路接口、遠程控制接口、內存接口及擴展接口。機頂盒設計的一條重要原則是開放式結構,以便為用戶提供更多的服務。這是因為:

·采用開放式結構,并不凍結在現有技術。

·它與網絡有效連接。

·采用模塊化結構,具有靈活的可擴充性。

如全功能CATV150機頂盒不僅僅是一個調諧器,也是一個視頻服務器遠程控制單元,通過ATM網絡與視頻服務器相連,提供與視頻服務器雙向、全雙工的通信。它與視頻服務器通信包括如下信息:觀看者的菜單選擇、硬件/線路的診斷狀態、節目卸載請求等。

目前,不同的候選頻率正在考慮,它包括低頻帶(從10～40MHz)及放在頻譜高端的帶外頻段。機頂盒和視頻服務器之間的通信是十分不對稱的,即從端頭器發向每個機頂盒的信息比返回的信息要高出幾個數量級。類似地,到機頂盒的帶外信號只需較小的帶寬(5%到10%)。通過使用數字可編程調諧器和帶外信號調制解調器,電纜特性可由機頂盒自動決定,或由操作者定義,以便一個機頂盒能夠適應不同的CATV系統結構。

比較典型的是TELCOVOD系統的機頂盒。在應用中,分離的雙絞線從中心辦公室(CO)連到每個不同的用戶,即每個用戶都有自己專用的雙絞線,帶寬為1.5MHz到6MHz。這一帶寬足夠傳送VHS質量到廣播級質量壓縮的數字或TV信號。TELCO采用AQSL技術(非對稱數字式用戶線路),允許壓縮視頻、音頻及返回數據共存。簡易的老式電話業務(POTS)大約占據了開始的5KHz帶寬,返回通路占據了下一個10KHz帶寬,留給壓縮的視頻和音頻。

TELCO機頂盒與CATV機頂盒的最大區別是不需要數字調諧器,因為僅有一個壓縮的視頻音頻信號傳給它,而不像CATV機頂盒要從同軸電纜上成百個壓縮的視頻音頻信號中進行選擇。

機頂盒的簡單工作原理如下:·控制系統:或稱系統微處理器,是機頂盒的心臟。它從ROM中讀取啟動(自舉)程序,并把機頂盒功能程序和動態數據存到RAM中。與其他機頂盒的功能塊一起,由微處理器通過總線把它們和諧地組織起來,共同完成機頂盒的整體功能。

·數字調諧器:從控制系統接收指令,通告它有關傳輸層的類型、帶寬、頻率、解調方式和解碼信息。在初始化之后,它給ATM處理器傳送一個包括多個程序和程序線程的數字或數據流。數字式調諧器要選擇的每個頻率可以是不同組的并發節目,每個組在不同的頻率間隔可以有2～100節目。

·ATM處理器:從數字式調諧器接收多組數據,通過控制系統模塊命令控制它選擇相應的數據包。例如,選擇一個帶有確定虛或實地址的數據包,舍棄其他的數據包,特定地址的數據包將與特定節目相對應。

ATM處理器將所選擇的數據分成三個流:視頻流、音頻流和一個反饋給控制系統模塊的數據流。音頻流送給音頻解壓縮器,視頻流送給視頻解壓縮器,來自端頭器(Headend)的控制信息定義了解碼算法、觀看限制、圖像分辨率及畫面長寬比等。ATM處理器還收集了傳輸中的錯誤狀態等信息,必要時將此信息傳給控制系統模塊,以便與端頭器聯系。

·ADSL接口:它的任務是將TELCO非對稱數字式用戶線路數據傳送給機頂盒,以及將機頂盒的數據傳給TELCO的AD-SL。它能夠把壓縮的數字式音頻和視頻信號通過信號處理器傳送給開放式視頻和音頻解碼電路。

·開放式視頻解壓縮器:從控制系統接收信息指示它如何解壓縮視頻,從ATM處理器接收壓縮的視頻數據,解壓縮后送給NISC/PAL/SECAM編碼器。

開放式視頻解壓縮器是微碼引擎(MicrocodeEngine)的DSP(DigitalSignalProcessor)。它從控制系統接收解壓縮的微碼,一旦裝進了適當的基于某種算法的微碼(如JPEG、H.261、MPEG-Ⅰ及MPEGⅡ),就能對當前的視頻壓縮數據進行解壓縮。這些微碼解壓縮算法,可以在節目間更換,甚至可以在場景間更換,允許正在顯示的場景使用最好的解壓縮技術。

·開放式音頻解壓縮器:與視頻解壓縮器一樣,從控制系統接收音頻解壓縮算法。從ATM處理器接收壓縮的音頻數據由音頻解壓縮器解壓縮后,將其送到TV的左、右立體聲道。它也采用可編程的微碼DSP結構,以便適應不同的音頻編碼方法(G711、G721及G728)以及算法的改進和更新。

·NISC/PAL/SECAM編碼器:將解壓縮的視頻信號YVV或RGB編碼成現有國際標準電視接收機能夠接收的NTSC/PAL/SECAM制式。

·帶外信號調制解調器:提供了機頂盒控制系統和CATV端頭器視頻服務器之間的接口。在TELCO系統中,它提供了到機頂盒的全雙工數據通信;在CATV系統中,它定義了哪個實或虛地址被解碼。在上述兩種應用中,它提供如何解壓縮、解碼和解密,并控制節目費用、節目線程的定時、菜單和漫游信息、帶寬規劃、電子節目導引(EPG)信息、自舉等。這個子系統將顧客需求、系統狀態、診斷反應等通知給端頭器。

·IR遠程接口:提供通用的IR遠程控制設備的接口,如單鍵遙控器。它能夠提供所需的全雙工能力。

總結

綜上所述,點播電視系統的關鍵技術:視頻服務器技術、機頂盒技術(多媒體終端技術)及ATM網絡技術,也是分布式多媒體數據庫、視頻會議系統以及計算機支持的協同工作或協同編輯系統(CSCW)的關鍵技術。點播電視系統有更廣闊的應用前景及較好的經濟效益：或者由此衍生其它信息服務，或者構成某寬帶信息服務體系的一部分。

作為VOD機頂盒的潛在投資者，須考慮以下因素：

核心技術/產品均由IBM，DEC，Compaq,Sun,Fore，Toshiba等及臺灣的一些廠家掌握。

高技術含量的核心技術/產品由于開發費用巨大，所以必須達到較大的出貨量才能達到必要的成本效益。而目前未見有任何的國內機構有技術、經濟和市場方面的能力開發這些類型的核心技術/產品。對于任何自稱開發了什么產品的國內機構，必須搞清楚它在哪一環節和層次做的自主開發，并且，這些自主開發工作對其市場力量有何幫助。

VOD的產品技術已相當成熟，潛在服務市場巨大，必然引起國內家電廠家特別是那些急于尋找出路的VCD廠商的注意，只要市場時機成熟，他們很有可能投入生產VOD服務的機頂盒。它們即使不自己開發任何類似核心技術的技術，也很容易買到各種元件/模塊然后進行組裝生產，就如當年中國VCD機產業那樣的發展。

這里并不是要否定對VOD機頂盒的投資機會，某些風險因素對于投資者來說可能可以轉化為機會。這里是本人的簡單初步結論：

在一定市場條件下，國內從業者自主技術開發可能可以減少產品成本，不過，從業者可在市場成熟時通過大批量的元件訂貨而減輕單機成本，即使自己不做技術開發工作。技術開發力量未必是制勝于競爭對手的根本，企業的市場和融資能力更為重要。

技術先行的好處是市場先入，當然這也可能是成為市場先烈的契機。若市場時機成熟，投資者/經營者考慮對市場/生產實力的公司兼并或被兼并，則可能更好保護投資和讓投資最大限度增值。

另外，對于國內VOD服務的市場，本人有相當的懷疑：VideoonDemand服務，源于西方國家，順應于西方文化追求個性，追求自我空間的需求，而中國的文化有比較大的程度是從眾以及集體無意識，上層建筑對意識形態的控制從來就是防媒杜漸。VOD服務直接與文化活動直接相關，其發展必然會受到本地的政治文化因素的負面影響和制約。