承载网如何迎接高清时代？_IPTV_视像通讯

承载网如何迎接高清时代？

2010/08/12

　　随着视频技术日新月异的发展，高清已经不再高不可攀，已逐步走入寻常百姓家。视频特别是高清视频引发的数字洪水将使网络流量增长数十倍，承载网如何应对？

　　高清时代来临

　　2008年，百年奥运在盛世中国举办，举国欢庆。北京奥运会的电视转播，除了我们日常看到的标清节目之外，还提供了高清转播，观众甚至可以看清楚运动员舒展的毛孔。这是中国观众第一次亲密接触高清视频。

　　随着视频技术日新月异的发展，高清已经不再高不可攀，已逐步走入寻常百姓家。无论是终端还是内容源，无论是数字电视、IPTV还是Internet视频，甚至是个人通讯和视频监控等，都在步入高清时代。当前制作的许多影片都已经有高清版本，高清摄像机、高清转播机和高清数码相机在电影电视节目中逐渐普及。

　　到目前为止，全球已经有超过2000个高清频道，高清的点播节目更是以万小时计。美国Verizon的IPTV用户已经可以欣赏到150个高清频道。法国电信的IPTV用户可以收看300多个频道，其中高清频道有30多个。传统认为只能提供低质量节目的Internet视频，也在逐步高清化，YouTube、TV.COM和BBC iPlayer等已经开始提供1080P的高清节目。

　　据统计，从2009年开始，全球高清电视机的出货比例已经超过50%。除了电视终端，PC、XBOX、播放机甚至高端手机都逐步支持高清。

　　2010年伊始，中国正式启动三网融合。为了应对全业务运营的市场竞争，获得终端用户的青睐，运营商需要把语音、宽带和视频作为基本业务提供给终端用户，以增加用户黏性。广电运营商已经明确把开展高清和互动视频作为其在三网融合时代的竞争利器。中国电信正在积极建设FTTx和宽带城域网，给宽带用户提供12M以上的超宽带服务，为高清进入家庭作积极的准备。

　　高清“高门槛”

　　高清视频给用户的体验是无与伦比的，然而高清视频的传送给承载网带来了巨大挑战。高清视频的传送对承载网的“高门槛”要求，可以归纳成如下四点：

　　长时间的大带宽保证：在语音时代，一个链接平均只需要几分钟，一个通话只需要几十K的带宽保证。但是在视频时代，一个链接通常长达一两个小时，带宽需求将大大提高。以当前最先进的视频编码H.264为例，标清需要2M的带宽，而720P的高清就需要6－8M的带宽，1080P的高清则需要12－16M的带宽。

　　视频对丢包错包非常敏感：由于视频业务采用运动图像压缩编码技术，因此一个经过压缩编码的视频图像，在解码的过程中，各个帧之间有着互相参考的关系，也就是说，视频压缩的报文前后有互相依赖的关系。因此，一个视频报文的丢失，可能会影响后续多个视频帧不能正确解码。视频报文的错误或者丢失，是引起视频马赛克的一个根本原因。而且视频的压缩效率越高，对丢错包的要求就越严格；视频的码率越高，对于丢错包的要求也越严格。根据DSLAM Forum TR126的规定，高清视频传送要求丢错包率少于10-7。

　　视频频道切换体验要求提供特殊处理：模拟电视因为没有采用压缩技术，终端收到信息后可以马上显示图像，因此频道切换的时间非常短（少于1秒）。然而，数字电视和IPTV等业务由于采用了视频图像压缩技术，因此用户在切换频道时，终端设备必须等到某些关键信息（如PAT/PMT/I-Frame）才能开始解码，而视频压缩技术使得这些关键信息每间隔一段时间才会出现，导致用户的频道切换时间不固定，难以保证用户体验。IPTV如果不经过特殊处理，频道切换时间甚至超过5秒钟，严重影响了用户体验。

　　视频运维难：视频业务的运维通常涉及到多个部门，比如IPTV会涉及到IPTV运维、城域网运维和接入网运维等多个部门，个人视频通信业务涉及到的部门就更多，甚至涉及到不同运营商的运维部门。当视频业务出现故障后，往往难以快速定位出故障位置，甚至会出现难以界定责任、各个部门互相推诿的现象。

　　iVideo方案跨越未来

　　针对视频尤其是高清视频的上述高要求，华为提出了创新的iVideo高清视频承载解决方案。iVideo方案包括iVSE和iRSM两个部分，能顺利解决高清视频的各个难题，引领承载网进入全新的高清时代。

　　iVSE（integrated Value-added Service Enhancement）通过网络设备内置视频单板，可以实现低成本的快速频道切换和应用层重传，保证用户高品质的视频体验；通过iRSM（In-line Real Steam Monitoring，视频流实时监控）技术，可实现高效、低成本的视频运维。
　　长时间大带宽难题迎刃而解

　　经过多年的努力，华为的接入网、路由器和光传送设备全面具备T比特传送能力，实现承载网端到端的T级别传送，满足视频的大带宽要求。华为还率先推出400G每槽位交换能力的路由器，有力支撑高清视频业务的未来发展。

　　针对直播频道业务，华为全系列产品都支撑组播能力，能够根据用户需求部署组播，大大节约视频传送带宽。

　　针对点播业务，华为还提供CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）技术，通过存储来换带宽，节省传送成本，提高用户体验。华为的CDN灵活方便，既可以通过服务器方式独立部署，也可以通过路由器或者OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）等设备内置视频cache单板方式，实现CDN低成本扩展到用户边缘，节省网络带宽，提高用户体验。

　　RET应用层重传，降低丢错包率

　　视频对于丢错包非常敏感，但是IP网络并非为视频而诞生。最后一公里铜线的质量老化以及串扰，家庭网络组网，城域网拥塞，都有可能造成IP网络丢错包，因此IP网络难以达到视频的丢错包要求。为此，华为提供了RET（Retransmission，重传）技术来保证视频质量，RET可以很好地满足视频的丢错包要求，彻底解决了视频马赛克现象。

　　RET通过iVSE视频单板，缓存一小段时间的视频内容，当终端发现有丢错包时，向iVSE单板请求重传那些丢错的报文，从而彻底解决了丢错包问题。华为的iVSE单板可以根据需要，部署在网络的不同位置。经过验证，在20%的网络丢错包情况下，通过RET重传功能，用户体验都不会受到影响。

　　FCC快速频道切换

　　频道切换慢，是因为视频经过压缩之后，视频的各个帧之间存在互相参考的关系。而终端解码时，必须要收到关键帧才能开始解码。因此当频道切换时，如果关键帧已经错过，频道切换就慢。

　　FCC（Fast Channel Change）机制就是通过降低等待关键帧时间来加快频道切换速度。FCC通过iVSE视频单板，预先缓存每个直播频道的几秒内容。当用户切换频道时，终端设备向iVSE发送一个频道切换的请求，iVSE单板就将预先缓存的关键帧推送给终端，终端收到关键帧后可以立刻解码，用户可以马上看到画面，从而使频道切换体验得到保证。

　　通过iVSE单板实现的FCC，保证用户的频道切换时间少于1秒，实现高品质的用户体验。华为的iVSE单板可以根据需要部署在网络中的路由器、BRAS或OLT等设备上，以满足不同用户规模、不同带宽条件下的低成本快速频道切换要求。

　　视频流实时监控iRSM

　　视频运维一直让运营商头疼，主要原因是当出现问题时难以快速定界和定位。而由于视频的独特性，只要网络或者头端有一点点损伤，用户体验就会受到影响，不像HSI（High Speed Internet，高速上网）这样的业务，偶尔丢包或者延时，不会对用户体验产生明显损伤。因此当视频出现问题后，需要运营商快速定位出故障点，排除故障，避免用户体验受到影响。

　　端到端的视频流实时监控iRSM方案，能够快速完成故障定位。iRSM通过网络设备内置监控模块，实现高效、低成本的视频运维。通过MOS-V（Mean Opinion Score-V，视频意见得分）和RMR（Real Media Rate，真实媒体码率）的检测，实现快速故障定界；通过MDI（Media Delivery Index，媒体传输指标）/RTP（Real Time Protocal，实时传输协议）报文的检测，实现快速故障定位。所有监控信息都用图形化的界面呈现给运维人员，让运维人员轻松方便地进行视频的运维，能在一分钟之内定位故障。

　　截至目前，西班牙Telefonica、阿联酋Etisalat、沙特STC、新加坡SingTel、马来西亚电信等知名运营商，已经纷纷采用华为iVideo方案来建设其承载网，迎接高清视频新时代。

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CTI论坛报道