2019年10月23日~25日，中國杭州黃龍飯店，第二十七屆媒體融合技術(shù)研討會(huì)（ICTC2019）隆重召開，5G+超高清產(chǎn)業(yè)高峰論壇、廣電寬帶技術(shù)論壇、集客業(yè)務(wù)發(fā)展高峰論壇、智慧家庭業(yè)務(wù)運(yùn)營創(chuàng)新論壇、5G+智慧廣電建設(shè)高峰論壇等同期召開。

ICTC2019經(jīng)國家廣播電視總局批準(zhǔn)，國家廣播電視總局科技司指導(dǎo)，由中國廣播電影電視社會(huì)組織聯(lián)合會(huì)、浙江省廣播電影電視產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、華數(shù)數(shù)字電視傳媒集團(tuán)有限公司主辦，中國廣播電影電視社會(huì)組織聯(lián)合會(huì)技術(shù)委員會(huì)、華數(shù)數(shù)字電視傳媒集團(tuán)有限公司、浙江省廣電科技股份有限公司承辦，中廣互聯(lián)、浙江傳媒學(xué)院協(xié)辦，融合網(wǎng)|DWRH.net為ICTC2019支持媒體單位。

2019年10月24日下午，在廣電寬帶技術(shù)論壇上，天威視訊副總工程師徐蓓發(fā)表了《基于DOCSIS的IP視頻傳輸研究與測(cè)試》的主題演講。

以下為其演講部分內(nèi)容——

今天我給大家提出交流的題目是深圳天威視訊公司基于DOCSIS進(jìn)行4K的一個(gè)IP視頻傳輸?shù)难芯亢蜏y(cè)試情況。

首先，來看一下我們面臨的挑戰(zhàn)，包括：一是4K超高清視頻應(yīng)用的發(fā)展，二是有線電視網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)資源緊張，三是DVB模式的局限性，四是光纖到戶入戶難，當(dāng)中重點(diǎn)的一點(diǎn)是基于IP的視頻傳輸，實(shí)際上在光纖到戶的模式下，應(yīng)該有很多成熟的方案，但是像深圳這樣的城市，可能城市化的程度也很高，所以廣電運(yùn)營商在進(jìn)行光纖到戶的實(shí)施時(shí)，也還是有很大的阻力，進(jìn)展并不是非常理想。在這種情況下，我們就提出了怎么樣進(jìn)一步挖掘同軸的資源優(yōu)勢(shì)，或者是資源的潛力，基于DOCSIS協(xié)議，能否支撐4K視頻的傳輸。

4K視頻傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)特性提出了很高的要求，視頻現(xiàn)在主要的傳輸是基于TCP來做的，它的連接通量會(huì)和時(shí)延、丟包率、網(wǎng)絡(luò)帶寬有相關(guān)性，我們查了一些數(shù)據(jù)，對(duì)于一個(gè)4K的視頻，一個(gè)基本的傳輸網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求，就是需要提供端到端的帶寬達(dá)到50M，時(shí)延30毫秒，丟包率小于10-5。

視頻類的業(yè)務(wù)現(xiàn)在主要是有兩大模式：一是組播模式，二是單播模式�，F(xiàn)在是頻點(diǎn)有局限性，在進(jìn)行IP傳輸?shù)臅r(shí)候，通過組播模式進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候，還是一些熱門的直播頻道。對(duì)于一些長(zhǎng)尾直播頻道和回看，還是建議用單播的模式。

（圖示）測(cè)試前置工作項(xiàng)：IP組播信源建設(shè)，覆蓋80%的直播用戶。進(jìn)行IP交互業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)，組播+單播視頻城域網(wǎng)建設(shè)，與數(shù)據(jù)城域網(wǎng)呈雙平面。接入網(wǎng)為基于C-DOCSIS的無源同軸網(wǎng)，一臺(tái)CMC覆蓋典型值為150戶。

路由器和寬帶遠(yuǎn)程接入節(jié)點(diǎn)以下啟用二層組播協(xié)議。

（圖示）這是單播的，它和組播的連通邏輯是類似的，大家可以具體看一下。

剛才說的是兩種模式，一是組播模式，二是單播模式，那么我們看一下接下來的小C網(wǎng)絡(luò)。小C的網(wǎng)絡(luò)，這次采用的是32頻點(diǎn)的CMC，總的帶寬能夠達(dá)到1.6G。我們把32個(gè)頻點(diǎn)分為4組，8個(gè)頻點(diǎn)一組，分別是這樣來做，就是其中的第一個(gè)8頻點(diǎn)是作為組播頻點(diǎn)，其中2個(gè)配成固定組播頻點(diǎn)，6個(gè)為共享頻點(diǎn)，組播優(yōu)先。另外8個(gè)頻點(diǎn)為EQAM頻點(diǎn)，16個(gè)頻點(diǎn)為寬帶和單播頻點(diǎn)。終端，我們這次有三種終端：16頻點(diǎn)CM+IPSTB、8頻點(diǎn)CM+DVB STB、8頻點(diǎn)CM。

（圖示）這是剛才說的頻點(diǎn)規(guī)劃，實(shí)際上這個(gè)頻點(diǎn)規(guī)劃主要是兩個(gè)意思，主要是說我們希望這次試驗(yàn)是有可操作性的，所以頻點(diǎn)規(guī)劃里實(shí)際上是覆蓋了既有網(wǎng)絡(luò)的一些配置，這樣的話，新增網(wǎng)絡(luò)在上面的一些需求做疊加，老的貓就完全可以無縫、無感知的接到新的端上來。 

（圖示）我們采用了32頻點(diǎn)，為什么采用32頻點(diǎn)？一是它是基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的考慮，就是說用32頻點(diǎn)，就基本上不需要?jiǎng)泳W(wǎng)絡(luò)。二是有成本的考慮，三是基本能夠滿足容量需求。在下行流量方面，我們做了一個(gè)基本的評(píng)估，剛才我們說了，現(xiàn)在小C的關(guān)鍵點(diǎn)典型覆蓋數(shù)量是150個(gè)，電視業(yè)務(wù)的滲透率在比較好、高端的小區(qū)，可能是能夠達(dá)到80%，那么電視用戶大概有120個(gè)機(jī)頂盒。開機(jī)率是60%，我們有這樣的數(shù)據(jù)，應(yīng)該是日峰值開機(jī)率，大概是接近60%，所以按照60%算，應(yīng)該說是每天的開機(jī)機(jī)頂盒是72個(gè)，所以我們認(rèn)為它是一個(gè)并發(fā)的數(shù)據(jù)。那么，現(xiàn)在看起來在收視行為上，我們簡(jiǎn)單把它算成直播是一半，點(diǎn)播是一半，實(shí)際上真實(shí)的數(shù)據(jù)看下來，直播的用戶可能還是會(huì)更多一點(diǎn)，隨著越來越多的操作方便性，可能未來做交互行為的用戶會(huì)更多，因此我們把它對(duì)半分了一下。寬帶的滲透率，可能稍微預(yù)算的高一點(diǎn)，30%，所以這就是我們基本的一個(gè)用戶的分布。那么，在用戶分布里，我們又對(duì)單播業(yè)務(wù)，就是視頻的碼率做了一個(gè)大概的靜態(tài)碼率的預(yù)算，用戶整個(gè)的使用率，目前高清是最高70%，4K是10%不到。按照這樣的方式，我們?cè)u(píng)估下來，視頻業(yè)務(wù)特別是基于單播的視頻業(yè)務(wù)，寬帶是接近13M。寬帶業(yè)務(wù)是按照200M的碼率來算的，按照目前全網(wǎng)100M的模型來看，現(xiàn)在是在2M。200M，隨著整個(gè)電視或者視頻的業(yè)務(wù)行為會(huì)越來越多，可能它的帶寬會(huì)有一個(gè)大的提升，會(huì)按照5M來算。

（圖示）這是下行業(yè)務(wù)流量模型。我們剛才已經(jīng)給大家介紹了，32個(gè)頻點(diǎn)的CMC的一些基本配置分布，那么基于寬帶或者單播的頻道是16個(gè)800M，EQAM頻點(diǎn)是8個(gè)400M，組播頻點(diǎn)是2個(gè)100M，共享頻點(diǎn)是6個(gè)300M，為什么這么說？我們認(rèn)為在CMC下所覆蓋的用戶，很多可能是通過EQAM或者說IP的機(jī)頂盒來看電視，或者說通過OTT、寬帶的方式看電視，所以我們現(xiàn)在需要計(jì)算的是覆蓋了多少屏的能力。實(shí)際上，大家都說可能有線電視用戶在減少，但是并不代表看電視的用戶在減少，所以實(shí)際上無論是哪一種接入模式，到最后的時(shí)候，我感覺在一定的覆蓋范圍內(nèi)，用戶真正面對(duì)的大屏數(shù)量，基本上是不會(huì)有很大變化的，無非是從這個(gè)渠道到那個(gè)渠道而已。因此，我們把所有渠道的需求匯總到一起，然后用一個(gè)統(tǒng)一的方式來進(jìn)行帶寬流量的估算。這樣算下來以后，4K的視頻開通的流量是滿足要求的，同時(shí)也能夠支持200M的測(cè)速和200M的靜態(tài)帶寬的要求。當(dāng)然，我們這次用的是16頻點(diǎn)的CM，如果我們采用24頻點(diǎn)的CM，可能效率會(huì)更高一點(diǎn)，當(dāng)然到最后還是要看成本。

（圖示）從我們這次的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，上行的通量對(duì)于視頻的IP化傳輸，影響是非常大的。我們測(cè)了一下，因?yàn)門CT的傳輸會(huì)產(chǎn)生大量的ACK，這樣會(huì)占用大量的上行流量，當(dāng)我們要穩(wěn)定地傳輸一個(gè)P60的4K視頻時(shí)，上行的流量要達(dá)到1.65M，P30要達(dá)到1.2M，高清要達(dá)到0.8M，組播節(jié)目要達(dá)到0.15M。

（圖示）在我們整個(gè)的小C試驗(yàn)過程中，QoS還是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，因?yàn)槲覀冊(cè)谛�C下面布了IP的組播、IP的單播，還有一些寬帶業(yè)務(wù)。那么，怎么樣讓它在一個(gè)混合的流量模式下能夠各得其所，這是我們特別需要關(guān)注的一個(gè)問題。在圖表中可以看出，在OLT和CMC之間，它是通過優(yōu)先級(jí)調(diào)用的方式，從CMC到CM之間，用的是業(yè)務(wù)流的方式。在整個(gè)的保障帶寬里，組播是最高級(jí)的，單播是其次的，最后是基本的寬帶業(yè)務(wù)。

（圖示）上行的QoS，都是基于DOCSIS的一些基本體系，在這里面實(shí)際上我們?cè)跍y(cè)試的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)單播的4K經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)圈或者卡頓的情況，后來我們就發(fā)現(xiàn)實(shí)際上時(shí)延的影響很大。我們?cè)谏闲械耐ǖ谰腿∮昧薝GM（音譯）的協(xié)議，能夠保證它比較順暢的傳輸。

（圖示）當(dāng)我們把組播流服務(wù)優(yōu)先級(jí)配置為最高，將單播流服務(wù)優(yōu)先級(jí)配置為次高。單通CM采用儀器模擬數(shù)據(jù)流量，將下行推滿，CM顯示實(shí)時(shí)流量780M。

4K的IP化傳輸，它是一個(gè)體系，剛才我們說到的主要是一些接入網(wǎng)方面的探索。實(shí)際上，可能還有以下的一些技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)需要我們?nèi)リP(guān)注，比如說在編碼方式的優(yōu)化，包括碼率控制方面，還有城域網(wǎng)的扁平化、CDN下沉、上行頻段的擴(kuò)展等等。

結(jié)論。我們的測(cè)試應(yīng)該是在實(shí)驗(yàn)室的階段，已經(jīng)結(jié)束了，現(xiàn)在已經(jīng)在線上做一些測(cè)試，但是因?yàn)闀r(shí)間不是非常長(zhǎng)，可能在目前階段性會(huì)有這么幾個(gè)結(jié)論：第一，基于C-DOCSIS的無源同軸網(wǎng)絡(luò)可以滿足4K視頻的IP化承載要求，可以有效地支持4K視頻的直播、點(diǎn)播，基于現(xiàn)網(wǎng)資源快速實(shí)現(xiàn)4K的IP化傳輸，同時(shí)提供高帶寬的寬帶接入。第二，基于天威目前頻點(diǎn)資源情況、終端情況進(jìn)行，具有成本合理性，支持4K發(fā)展，如果更深入支持超高清視頻，需要進(jìn)行頻點(diǎn)優(yōu)化和擴(kuò)展。第三，DOCSIS3.1、DOCSIS4.0及C-DOCSIS2.0都將大大提升超高清視頻傳輸能力，但是怎么用、怎么落地，成本成為關(guān)鍵，因?yàn)槲覀儗?duì)標(biāo)的是光纖到戶。