VOD的現狀與未來
隨著媒體服務的數字化及互動程度日益提高,壓縮技術的進步促使帶寬要求不斷降低,當今的市場正經歷一場重大變革。隨著消費業務日益增多,網絡接入帶寬得到了廣泛普及。上述趨勢與卓越的電信性能及豐富的媒體內容的融合正給視頻點播業務傳輸帶來翻天覆地的變化。技術的日益成熟使得用戶能夠輕而易舉地訪問內容,因此大家開始期望能夠通過有線與移動設備隨時隨地體驗超高質量的視頻與其他的豐富的媒體類型。此外,內容擁有者也在尋求更加有效的新途徑,以便更廣泛地傳播其內容并且以盡可能多的方式從中獲利。內容可用性、技術能力以及無所不在的高速電信基礎設施所帶來的“完美風暴”已經吹開了向大規模、高收益視頻點播快速轉變的大門。
但是VOD的迅猛增長必定會給固網運營商帶來眾多挑戰與機遇,如:擁塞管理、內容定位服務、計費、推薦引擎、存儲以及及時交付。要想讓美夢成真,各方面輔助的基礎設施都必須全部落實到位且必須實現以下要素:高速接入與傳輸、可行的服務器解決方案、充足而又廣泛分布的用戶與網絡存儲、媒體處理、交付路由分集、內容處理以及QoS(流量與擁塞管理)。同時,用于點播內容與媒體內容交付的優化架構也必須得到實施并且功能齊全。
關鍵因素之一:媒體
媒體、技術和電信領域正在發生的變革,可以確保視頻點播在未來幾年成為媒體傳輸領域的重要動力。其中媒體作為整個行業的關鍵將為盡可能豐富的設備提供各種可用內容。當然,在競爭已經白熱化的媒體銷售市場中,媒體布局必須協調一致、精心規劃并細致分析。通過深入了解每位用戶的購買歷史記錄、下載偏好以及首選技術與交付方式便可以最大化未來銷售潛力。同樣重要和關鍵的是,視頻點播開始在市場中扮演日益重要的角色。媒體業現在日益認識到視頻點播是媒體資料檢索能力大戰中可靠而長期的同盟軍。另外,它還可以促進語音、視頻與數據“三重播放業務”的交付。
關鍵因素之二:技術
技術在視頻點播交付中扮演同樣重要的角色。目前,內容存儲于用戶手中的存儲設備(通常是DVD)中。而技術與市場接受度又決定VOD能否成為美好現實,因此一場有趣的變革已經上演。過去存儲于客戶端的內容正在向網絡移植,然后從一臺或多臺服務器中提取內容并按需發送給用戶。這樣就可以簡化各方面的需求,如大容量存儲陣列、對等服務器之間復雜的交互、強大的分組處理能力、數據收集與計費算法以及能夠傳輸日益增多的富媒體內容的網絡。當然,如果不能及時、準確地把內容交付到用戶手中,這一切都是空話。可量度的服務質量(QoS)必須得到保證,同時,在網絡與依賴處理器的傳輸環境中,流量管理至關重要。必須設計和實施能夠在最差情況下為其提供有全面保證的工作區的交付架構。
關鍵因素之三:電信
電信業則是整個交付藍圖的重中之重。三個產業從根本上都依賴其他兩個產業,電信業尤為重要。離開支持它們的可靠寬帶基礎設施,再豐富的內容,再復雜功能再強大的數據收集、存儲與計費模型,對用戶來說也是水中月、鏡中花。電信領域最近的一系列進展已經從許多方面重塑了網絡的角色,尤其對于點播內容。
當然,最大的轉變是從僵化的、基于TDM的網絡向更為靈活的IP網絡不可逆轉的發展。雖然電信業的變革仍然處于早期階段,但是形勢會很快轉變,整個服務提供商網絡已經開始向IP與MPLS轉變。值得一提的是IMS,因為它在不遠的將來會成為點播視頻的重心。3GPP最初把IMS看成向移動設備提供內容的一種途徑,它現在更多地被視為在各種網絡中傳輸多媒體內容的支柱技術平臺。IMS前途無量:只要得到普遍部署,服務供應商就能夠通過任何網絡、使用任何接入方式,向全球任何地方任何用戶的任何設備提供任何內容,而且可以根據網絡數據庫中保存的用戶首選方式進行計費。這種不可思議的功能抓住了流視頻與VOD作為業務必備條件的要旨。能夠分析和利用客戶偏好、始終如一地保證高QoS,并且能夠根據用戶而非服務供應商的需要提供內容的媒體、技術和電信基礎設施可以稱得上盡善盡美。但是,服務交付前進的道路依然曲折。
當前的VOD架構
隨著VOD日益流行以及服務供應商、技術設計商與媒體擁有者不斷融合,交付架構也在不斷發展。目前大型網絡中采用的最著名的VOD架構通常稱為SHE-VHO-VSO模型。
SHE-VHO-VSO模型——這種架構是一種層級架構:“超級頭端”(SHE)匯集大范圍內或全國的內容并且在大范圍內提供實時全國內容,通常采用IP作為網絡層協議。“視頻中心局”(VHO)與SHE一起把本地與區域內容整合到內容組合中,從而確保全國與本地內容的供應。最后,“視頻交換局”(VSO)把不同內容從網絡映射到接入域,以便發送給用戶。
這種模型很適應傳統內容交付;但是,隨著大家對點播業務的興趣不斷提高并且其在收入流中的比重日益加大,開始出現多種業務問題。由于所有VOD分配模型的整體目標都是最小化交付延遲、最大化網絡服務可靠性、創建易于管理(因此也易于計費)的業務環境,以及確保可靠、可預測的媒體流環境,因此出現了不同的架構方案。由于流量瓶頸是基于服務器的網絡中最常見、最棘手的問題,因此拋棄單一服務器解決方案是一種自然而然的選擇。
分布式服務器模型——理想情況下這種模型可以很好地運行。不過,由于大部分網絡都非常復雜,來自單個站點的內容存在一些潛在問題。為此,通常會部署一種多服務器架構,從多臺服務器向單個客戶端發送內容。這樣可以把故障風險分散到多臺設備,同時消除服務器的進出瓶頸。這種模型中的內容下載由接收器驅動,而非由發射器驅動,從而可以無需協調參與下載的各臺服務器。此外,對服務器內容的請求在塊級進行,這樣可以消除對復雜、耗時的分組處理的需求。最后,在參與的服務器群之間可以對帶寬占用進行自適應管理,這樣一方面可以保持服務器負載相對均衡,另一方面也可以消除服務器故障造成嚴重業務中斷的可能性。
點對點傳輸——緊隨分布式服務器模型而來的是主題的變化。最終負責把內容傳輸給用戶的服務器常稱為流引擎。在點對點環境中,主要流引擎與對等服務器合作,從合作設備下載相關數據塊,用于發送給用戶,這樣可以使不同服務器與路徑分擔傳輸責任,從而提高系統整體效率。
未來的VOD:混合方案
從單一服務器模型向點對點模型的發展與市場需求相伴而生,但是即使點對點模型也面臨挑戰,而最大的挑戰是缺乏由服務提供商管理的交付,網絡自身也面臨挑戰。為此,我們需要一種全新的方案——事實上是上述三種方案的混合。這就是允許VOD網絡中服務器單元共享存儲和處理資源的變通方案。這種技術被稱為點對點輔助視頻點播(Peer-Assisted Video-on-Demand)。
點對點輔助視頻點播有時又稱為多源流VOD(Multiple Source Streaming VOD),是一種用于傳輸單播視頻內容、功能復雜但極其高效的架構。在多源流系統中,原始視頻流分為多個視頻塊,然后通過網絡進行傳輸,類似于消息在通過IP網絡傳輸之前先分成數據包。如果正確實施,其不僅可以提高容錯性、消除瓶頸、顯著改善可用帶寬的利用,而且還可支持大幅提高的播放速度。為了成功實施,需要部署多源流調度程序(MSS)。MSS接收來自代理服務器或對等服務器等不同服務器的流塊,對視頻塊進行適當排序,然后把無縫、塊速率恒定的視頻流發送到客戶端設備。MSS當然也面臨自身的挑戰。數據塊傳輸的變化會造成MSS緩沖區下溢,進而造成回放饑餓和回放抖動。基于芯片的算法多多少少有助于緩解這種問題,但是保證可預測(和可計費)的QoS需要更強的控制。由于依靠多臺服務器向單個客戶端同時發送視頻流,這種架構具有眾多優勢,其不僅具有高容錯性,而且還能夠根據需要改發業務流,從而避免網絡硬件故障或影響業務的擁塞。此外,該架構還支持高分辨率視頻傳輸以及多個視頻流同時會話。這種模型還允許作為故障預防措施而發送冗余數據,從而提高整體服務質量。
總之,視頻點播是20世紀90年代發展起來的,隨著全球IPTV設備的普及、可播放電影內容的不斷豐富、具備IP連接功能的電子產品持續更新以及手機TV市場的持續增長,視頻點播也將迎來高速增長期。2008年奧運會推動了P2P視頻播放平臺的快速增長。點對點網絡正成為IP網絡中的主要視頻分配機制,而現代VOD網絡逐步整合的技術要素也在降低網絡和服務交付成本,提高帶寬利用效率并提升QoS水平。面對著視頻點播這一廣大市場,無論是設備供應商還是對于服務提供商來講,都將是一個機遇與挑戰并存的時代。