抓住多屏机遇

近日，媒体技术服务提供商Farncombe发布一份帮助有线电视运营商迎接他们面对的来自新兴的OTT服务的商业和技术挑战的白皮书。此得到NAGRA赞助的白皮书称有线运营商别无他选只能接受OTT技术用于多屏服务，最终通向全IP未来。他们应采用分阶段到全IP的迁移过程，以保护在HFC网络上原有投资。

NAGRA认为，“尽管转向多屏意味着有线运营商最终目标应是全IP分发，但考虑到网络升级改造和机顶盒更换，实现的难点很大且需很长时间。我们预测较多观众的广播服务继续通过DVB-C分发到户及大量线性和点播IP服务并存的局面还将维持很长时间。”

互联网（OTT）视频分发的崛起给有线电视公司带来了多重挑战——无论是战略，还是技术上。从战略的角度来说，他们面临类有线电视企业“在云中”的崛起。这些类有线电视企业能够绕过他们的有线电视网络而直接向消费者销售内容，使用下一代网络（包括无线）、新标准和新技术来保证QoE——所有这些都引诱客户“切断有线电视线”。

与此同时，不仅有线电视企业的付费内容在互联网上越来越多地被非法传播，而且某些打击在线盗版的措施本身也在侵蚀他们的利润。例如好莱坞制片厂的紫外模式，授权与现有VOD窗口重叠的视频流。应对这样复杂的情况极为困难，选择最优的技术同样困难。

理想情况下，有线电视运营商希望能够随时在任何地方的诸多设备上交付内容选择——就像新出现的OTT挑战者——并且安全地交付。

多屏业务刻不容缓

这一切都源自PC：作为一种娱乐设备，它最初是通过光盘播放音乐和电影；但无处不在的高速宽带和用户友好的网络视频门户网站让它开始替代客厅中的电视机。这是“第二屏”革命的开始。

随后是两个独立但并行的发展：首先，联网游戏机把PC上的视频流体验带到电视机。新一代宽带数字电视机顶盒首先推动了这个趋势，随后是智能电视或网络电视的演进。第二，在PC引领的第二屏现象的基础上，iPhone和iPad（以及所有其他类似设备）使其成为一个大规模的市场发展趋势。

这对有线电视运营商意味着：1）用户希望在随时随地在自己碰巧拥有的设备上欣赏内容（包括运营商或其他人的内容）；以及2）如果运营商无法以这种方式提供内容，其用户将寻求在他们无法控制的设备上消费。

鉴于这些原因，转向多屏对有线电视运营商是一个极具吸引力的选择。但这样做也有运营上的理由，因为转向多屏实际上是转向IP的同义词。从业务角度来说，转向IP可以带来运营灵活性，从而节约资本和运营成本，因为基于浏览器技术的IP机顶盒比传统的有线电视机顶盒简单，产品周期更短，而且更便宜。同时，管理端到端IP基础设施提高了灵活性，而且有线电视可以实现与宽带交付平台的整合效应。

对于有线电视运营商来说，转向多屏不仅仅只是一个战略选择，而是将很快变得必须。

证据是有线电视运营商越来越多地应对这项迫切业务。在一个有关多屏网关的论文中，思科引用了Heavy Reading在2010年进行的一项全球调查，其中发现40%的有线电视运营商当时计划在2012年推出某种类型的‘IP视频服务——接近80%表示当时已经开始或有意开始‘IP视频试点或实际推出。

新技术

大多数有线电视运营意识到他们必须为客户建立多屏生态系统，即使不是多平台生态系统。对于有线电视运营商来说，多屏战略可以定义为：通过DVB-C/QAM有线电视基础设施支持无法访问线性或点播服务的设备。

在实际应用中，一种合乎逻辑的方式是针对家庭中普及率最高的设备类型（鉴于推广多屏离网服务的潜力，应考虑未来设备的本质）。一般来说，除了PC、笔记本电脑和游戏机，我们这里主要谈论的是iOS和安卓设备。这就出现了两个问题： 首先，这些设备很可能由别人控制（例如微软、苹果和谷歌），这就带来了与他们合作所涉及的业务成本 ；第二，他们使用多种互联网技术，例如可变码率（ABR）技术和内容保护方案。

源自互联网和移动领域的新一代开放式标准和技术正在缓慢地改变这种情况，并偏向于开源模式——例子包括DNLA、MPEG-DASH、HTML-5、HbbTV以及各种IP协议。但是，虽然有线电视运营商不应忽视这些发展，在实践中，目标设备不同的操作系统意味着使用不同的软件堆栈和图形用户界面，以及部署在基于IP的ABR环境中管理多种、非互操作的DRM的系统。

通过非受控网络向第二屏交付IP视频的一个重大障碍是无法确保平滑地交付高质量的视频。通过降低质量（降低分辨率、帧速或提高压缩级别）应对可用带宽的突然降低，可变码率（ABR）流解决了这个问题。调用低码率流直至限制消失，帮助规避在客户等待接收额外视频流（重新缓存）时出现屏幕冻结等问题。这可能造成图像质量下降，但实际经验表明：观众宁可临时观看低质量图像，也不愿意停止观看。

ABR技术可以提供适用不同客户端设备的灵活性。对于处理能力或者显示能力较弱的客户端，可以选择接入低比特率的流媒体。通过ABR技术，可以让比较老旧的客户端使用更长的时间，而新设备完全不必去适应这些低比特率的流媒体。

MPEG-DASH是一个使用ABR的新开放式标准的例子，源自移动领域。全年末得到正式批准 的MPEG-DASH支持视频内容在现有IP和移动网络上交付——目标是成为ABR流的全球标准。已经采用MPEG-DASH的公司包括：法国的下一代混合DTT平台TNT 2.0；英国的混合平台Freesat；以及西班牙Abertis电信公司的OTT服务。

在实践中，全球消费者宽带的普遍提升意味着用户更喜欢ABR流，而不是下载。之前，人们通过下载方式保证视频质量和无中断的消费，在观看时允许在本地存储和播放一部分内容 。另外一个优势是ABR还支持先进服务的交付，例如‘特技播放功能（例如电影暂停或重放）。在后面的章节可以看到，这是它与IP组播视频流不同的地方。在组播视频流中，如果用户暂停视频，该视频流将切换到单播模式。

过去，捆绑浏览器、媒体播放器、内容加密和DRM的专有方式造成了各种消费电子设备对DRM的支持出现严重的碎片化。结果，服务提供商不得不为不同设备提供格式不同的相同内容。

MPEG-DASH和HbbTV等标准的一个关键特性是引入了通用加密——允许多个DRM使用相同加密的ABR资产。这也是好莱坞DECE行业组织推广的新Ultraviolet电子销售与流平台的一个重要特性。目标是通过付费流内容支持混合平台的盈利，这是联网电视商业模式一直缺乏的一个功能。

这意味着传统垂直付费电视环境的重大变化，其中运营商的设备通常只支持一种内容安全解决方案，也意味着整个行业试图解决OTT视频的互操作性问题。在拥有多个第二屏的联网家庭中，不同的内容安全解决方案是需要解决的一大障碍。

这种不断演进的模式借鉴了DVB 同密机制背后的概念，其中内容采用通用格式，和/或通过通用加密机制进行加密，在顶端出现新的DRM层，从而在之前无法互操作的设备上实现解密。

有线电视运营商应用OTT技术

有线电视运营商最初提供高速互联网接入服务时并没有预期用户会利用这项服务观看在线视频。然而，这类用途已经快速地变得非常流行。有线电视运营商有理由认为：既然提供的基础设施被他人所用，为什么不自己充分利用呢？相应地，他们中很多已经拥有技术基础——不管有意还是无意，为了转向全面、多设备、多屏、开放式互联网环境而改变自己的系统。例如，有些有线电视运营商在内部设立了新的技术部门，其中包括针对iOS和安卓客户端的内容链。

很多情况下，他们还使用各种ABR支持基于IP的点播和回看服务（自己或其它广播公司的服务）——通过可点击的应用或浏览器工具（例如使用HTML5）访问这些服务。这种新服务方式可以说是“创建全面多屏环境”的第一步。然而，为有线电视运营商带来最大机会的是接下来的三步：第二步是把当前的QAM点播服务转向基于IP的ABR； 第三步是把小众线性QAM服务（例如例如平均每个节点少于一个观众的频道）转向单播模式；第四步是把所有传统QAM线性服务转向IP/ABR单播。

很明显，第二步和第三步转变极具挑战性，因为大多数有线电视运营商已安装了不支持基于IP的ABR的QAM传统有线电视机顶盒，在进行这两项转变时需要丢弃。第四步最为困难，因为它需要扩展有线电视DOCSIS网络以支持持续的使用高峰。但这也是向全面、IP视频环境过渡的最后一步，因为它会创建一个提供一切的后台系统。

在有线电视网络上提供视频点播

在有线电视网络上传输视频点播流类似于广播流，几乎所有有线电视运营商迄今为止都使用QAM这么做——这意味着线性和视频点播流都通过边缘QAM调制器以QAM模式交付给用户。

最根本的不同是对于QAM视频点播来说：视频与其他视频点播实时多路复用，插入下行QAM信道；动态管理这些视频点播QAM通道时，必须根据点播用户的数量分配资源。点播数量会影响在有线电视网络上实施QAM点播服务的复杂性。

在这种背景下，管理带宽的有线电视运营商通常需要做出两个决策：首先，如何划分模拟和数字服务的容量；第二，应为QAM广播和视频点播频道分配多少下行QAM容量，以及把多少转化为用于宽带的DOCSIS。

把视频点播转向OTT

有线电视运营商需要优化带宽。由于需要支持大量的消费者同时过渡，他们的HFC网络越来越被拉伸：从模拟到数字、从标清到高清电视（如果不是3D电视和超高清电视）。

所有这些都给QAM网络带来了压力：一方面，运营商希望把更多的RF频率从模拟转到数字以扩大数字节目的规模和质量——但同时，面临为追看和点播保留额外QAM容量的越来越高的需求。

我们提出的基于IP的ABR方案的一个优势是可以通过把某些或全部点播和追看服务卸载到DOCSIS而节约QAM网络上的容量，有望释放更多广播容量。如果之前在QAM网络上交付的点播视频流以相同的码率通过DOCSIS在OTT模式下交付，这不能实现任何总容量节约。事实上，DOCSIS通道的效率稍微要低一些。

如果所有视频流都通过DOCSIS交付，而不是QAM，那么管理可变点播容量就会更简单，使用单个后台IP平台而不是在两者之间散播。广播QAM通道的分配随后就是固定的。这意味着运营商为支持多屏需求而建设的OTT基础设施（有线电视运营商早晚要进行的投资）得到了重新利用。未来，这些OTT容量可以通过CDN按需扩展。

虽然QAM传统设备的存在带来了当前客户的点播服务可能丢失的问题，在某些情况下，近期的机顶盒可以通过包含新IP视频ABR堆栈的空中下载（OAD）解决这个问题。新的IP视频ABR堆栈随后可以与IP视频点播平台集成。

把SDV广播频道转向OTT

在美国，解决QAM容量压力问题的一个方式是使用交换式数字视频（SDV）。简单地说，SDV是一种基于点播原理，来提供小众广播频道的方式。这是因为大多数用户只会观看HFC网络传统向家庭交付的大约250个广播频道中一小部分。借助SDV，不需要的频道就不需要发送。

实际上，SDV模式就像在传统QAM视频点播场景下一样对待广播频道，让多个家庭能够按需观看（通常收视率较低的）频道。但如果有线电视运营商已经开始建设用于向手持设备提供视频流的OTT基础设施，为什么不扩大以把小众广播频道包括在内呢（把基于QAM的点播频道转到DOCSIS）？这更加复杂，因为虽然小众，但这些频道仍同时被很多观众收看。而且，虽然SDV方法在架构上与QAM视频点播相同，但仍有不同之处：SDV需要自己的资源管理系统，并且在机顶盒上有个额外的SDV堆栈（除QAM视频点播资源管理系统和STB堆栈之外）。

很明显，这样做的效率很低，特别是视频最初通过骨干网以IP方式交付：最好全程以IP方式交付给终端消费者，因为这能够在资源管理和STB集成上带来节约。最初的假设是这里会支持IP组播方式，因为，与ABR模式下部署并行、同时IP单播流相比，这在容量使用效率方面更合理。

但有两个原因让我们不建议利用IP组播代替：一是平板电脑和智能手机等手持设备通常还不兼容IP组播，他们一般使用的家庭网络也不兼容。二是虽然似乎与直觉相反，有证据表明，与单播ABR方式相比，IP组播方式在网络容量上的优势并不明确。

基于IP的ABR单播战略——特别是当运营商已经投资OTT基础设施的情况下——可以允许小众广播频道从QAM转换以及转换QAM视频点播服务。这种方法需要时间来推广，也提供额外的灵活性。

网关的情况

如果有线电视运营商在某种程度上拥有多屏家庭中的所有设备，关键是不仅向他们提供OTT服务，还有全套的标准和付费广播频道。这满足了消费者的需求，那就是他们可以在自己拥有的任何设备上消费自己付费购买的任何内容。案可能在于使用一个家庭网关，它为家中的任何DVB-C设备（IDTV和机顶盒）控制（通过使用多个DVB调谐器）标准的DVB-CA设置，也能够把收到的广播频道转码为第二屏设备所需的视频/DRM形式。

在有线电视运营商已经投资ABR OTT的情况下，合理的方式是在家中为视频流以相同的方式使用ABR。在这种情况下，网关处理所有进入家庭的带宽：不仅仅是QAM频道，还有DOCSIS频道。作为回看和其他点播OTT服务的管道，它还通过相同的Wi-Fi链路把这些内容分发到非QAM设备上，就像广播内容。

这种模式的一个重要含义在于家中的任何IP客户端需要支持接收网关和云交付的服务。

或许同样重要的是使用网关中的存储来大大提升在多个房间享受服务的诉求，其中它应当够充当与其相连的任何设备的PVR。理想情况下，它能够在任何设备上暂停视频流并在另外一台设备上重新开始。

‘全IP有线电视模式

‘全IP模式可以被不同的人做不同的理解。对于某些人来说，这意味着端到端的IP组播模式——例如，不仅仅是头端和本地集线器之间，而是整个传输网络一直延伸到消费者。而对另外一些人来说，这意味着基于IP的单播ABR方法。

虽然我们认为——由于已经提到的原因（即更便宜的机顶盒、更高效的后端系统、更快的上市速度等）——全IP网络是运营商渴望实现的状态，但本文并不倡导IP组播方式。如果有线电视运营商必须支持多屏，我们已经提到这需要使用在ABR单播模式下IP视频——因为增长速度最快的消费类电子设备（例如智能手机和平板电脑）使用的也正是这种方式。IP组播不是一种跨开放式互联网运行的技术（至少目前不是）。更重要的是，很少消费类电子设备支持它，更不要说智能手机和平板电脑。

正如早前所说，IP组播在网络容量方面较IP单播的优势经常被夸大。例如，当使用ABR通过CDN（它实施高效的边缘缓存）交付视频时，如果用户请求其它视频流，则不会对网络容量产生影响。在存在混合下行绑定组（DBG）的环境中，IP组播也碰到很多问题 。这是有线电视运营商推出IP视频时面临的一个问题，因为DBG中的下行频道数量可能随着家用网关的进步而增加。这造成在现场安装一系列不同的网关来访问不同的DBG。但是，使用ABR和单播交付时，每个网关调制解调器可以存在于适合其功能的绑定组中，让多个绑定组可以重叠，从而提高带宽使用效率。

我们倡导的方法假定终极目标是全IP方法，利用单播模式的ABR流提供全面的多屏生态系统，但从实用角度认识到这将需要分成四个阶段：

·第一步：为新服务实施基于IP的ABR单播方法，刺激用户使用受控网络和服务（例如，从创建能够针对iOS和安卓客户端的新内容准备链开始）

·第二步：把任何基于QAM的视频点播服务转到OTT，并通过基于IP的视频平台统一进行后台管理。

·第三步：把小众广播线性服务（每个节点观众数小于1的频道）迁移到基于IP的ABR。

·第四步：把所有QAM视频迁移到基于IP的ABR技术平台上。

很明显，对于大多数有线电视运营商来说，第四步还需要很多年才能实现。它还要求DOCSIS网络在黄金时段为线性电视的同时使用而扩展。因此，我们倡导在中短期内实现第一、二和三步。对于规划下一代网络的有线电视运营商来说，每个阶段的成本和容量交换极为复杂，实际结果将取决于其网络当时的状态和客户需求。

电信运营商的对比

很多有线电视运营商的假设，部署到终端用户的全程IP组播让他们的电视产品更具竞争力，因为他们相信这能够让他们以更低的成本交付广播频道。在全球范围内，主要电信运营商确实成功地使用IP组播提供电视服务。这个模式从第一眼看对有线电视运营商极具吸引力，因为其HFC网络的核心已经在使用IP组播来向边缘QAM调制器分发广播频道。

但是，这种方法对于全新IPTV部署越来越多地被质疑，因为提供受控组播网络要求核心网和接入网的升级，其成本很高。西班牙电信公司Jazztel就是一个例子，它在2010年结束了组播IPTV服务。2011年12月，Jazztel利用基于IP的ABR重新推出了直播和视频点播服务，废除了之前的IP组播方式——包括在核心网和接入网层面。Jazztel使用商用CDN服务加快服务的推出，但后来迁移到自己的CDN上。这个例子中有趣的地方是Jazztel不想成为一家OTT服务提供商，并且只在其自己的网络上提供视频服务。

事实上，在IPTV环境中做出这样的战略选择更容易，因为虽然使用IP组播在核心网层面更加高效，但给IPTV运营商的接入网带来的好处却存在疑点：这些是星形网络（不像有线电视运营商的树形结构），因此，家庭之间无法共享接入网容量。

在从组播转向ABR方面，Jazztel并不是唯一的公司。很多成功地推出基于组播的IPTV产品的欧洲电信运营商正在使用ABR技术将服务扩展到不支持IP组播技术的网络部分。在这种背景下，切换到基于IP的ABR方法看上去并不激进，并且从容量规划的角度来说相对直接，而接入网由传统CDN（就像Jazztel的例子）或某些其他类型的受控网络提供。反常的是，IPTV运营商实际上可能在向全IP ABR模式转换的过程中成为先锋。就像我们提到的，有线电视运营商面临更大的挑战，最开始应当采用混合模式，为广播频道使用DVB-C并结合IP/ABR方法。

OTT技术对QoE的影响

在我们向全IP、多屏过渡的分阶段方法中，我们之前忽略了对有线电视用户的影响。ABR方法是否会因为提供低质量图像而不可避免地降低用户体验的质量（QoE）？实际上可能恰恰相反，但这确实取决于观众本身。

在基于QAM的视频点播环境中，运营商计算可以分配给视频点播的QAM资源，这个决定将反过来决定同时支持多少个并发流。只要系统在这个数字内运行，观众看到的图像质量将很高。但运营商知道，在高峰期视频点播流的数量会超过系统支持的最大并发流数量。在这种情况下，请求点播内容的观众会收到一条信息——视频点播服务或您所点播的电影目前不可用。

如果一项服务使用ABR，这样灾难性的服务损失就不太可能发生：点播数量的突然飙升将挤压带宽，视频流的质量会下降因为客户端不得不选择更低码率的视频流，但点播视频的服务不会中断——实际上，视频质量的下降在很多情况下可能只是一瞬间。

在两种情况下，如果点播量在范围之内，观众都能获得高质量的体验——但点播量超负荷的情况下，体验质量就成为一个大问题。以基于QAM的点播视频为例，一些订购高清电影的用户可能希望确保其视频点播体验很高，但如果只能在低分辨率下观看则宁愿选择放弃。而有些其他人可能宁愿观看标清版，也不愿意放弃观看。

然而，对其他观众来说，与根本无法观看相比，短暂的低质量服务是可以接受的。相对的是，如果用户抱怨质量不好——当然，这可能只是一瞬间，在体验质量极其糟糕的情况下，运营商可能需要考虑退还视频点播的费用。对于很受欢迎的直播回看，相比于视频质量，用户更加关注的是能否接收该服务。在每种情况下，用户感受到的体验质量至少部分地取决于他们是否提前意识到这些选择并选择了它们——而不是取决于竞争性技术解决方案。

因此，说ABR总是和较差的用户体验相关联是不正确的——它在很大程度上取决于有线电视运营商如何管理用户的预期。如果网络容量没有在IP网络中得到良好的规划而且运营商意识到体验质量的不足，那么就可以通过重新规划网络来解决——例如移动一个节点，使其服务更少的家庭。

最后，有线电视运营商运营受控网络在体验质量方面也有好处。在开放式互联网中，ABR流的码率可能被设置的很低以应对可能随机出现的拥堵高峰。利用其受控网络，有线电视运营商可以通过更高码率的视频流而实现OTT服务的差异化。

OTT作为一种离网解决方案

有线电视运营商的业务传统上受限于其网络覆盖的家庭数量，以及可以经济地为其提供服务的家庭所占的比例。由于有线电视在西方是一个成熟的行业，这些国家有线电视市场已经或接近饱和。运营商增加收入的唯一方式是提高ARPU（每用户平均收入），这极具挑战性。但是，如果运营商能够在其服务区之外提供全部或部分服务，这明显将带来进一步增长的潜力。

把网络迁移到多屏——也就是我们之前描述的以OTT为中心的模式——的好处是它就提供了这样的机会：一旦运营商能够使用ABR提供OTT服务，本质上就能在其网络覆盖范围之外的任何地方提供服务——也就是离网服务。

在本地层面，有线电视运营商可以使用ABR向离网iOS和安卓设备提供体验质量较高的OTT服务，因为服务范围较小，足以把延迟和吞吐量问题降至最低。然而，使用CDN将更有助于在更广泛的地区保证最优的服务质量。

这种情况有诸多优势：现有用户在移动中也可使用手持或便携式设备继续享受运营商提供的服务；之前不在服务范围之内的潜在客户有可能转化为付费用户，因为他们可以在平板电脑、智能手机和电视上通过OTT机顶盒获得卓越的内容。不要忘记，提供受控OTT服务（提供比其他竞争性平台更高的体验质量）本身就能刺激运营商覆盖区域内非有线电视用户签约。

最后

正如我们在本文一开始所提到的，有线电视运营商面临两个风险：第一，如果他们什么都不做，OTT视频分发可能绕过他们；第二，如果他们决定采取措施，就可能因为错误的战略和技术迁移路径而浪费资金。另一方面，机会很大：如果正确地执行，一种OTT友好的模式可以通过发布新服务而带来新的收入流，并有望通过提供离网服务而吸引新客户群。

在这些情况下，鉴于多屏（如果不是多平台）视频交付正在快速成为必须的业务，所有有线电视公司应当支持OTT或至少超这个方向前进。虽然有线电视运营商的终极目标是全IP交付，但这很难实现而且需要很长时间，因为需要升级网络和更换机顶盒。

在向这个目标前进时，有线电视运营商可以采取多个步骤。但在很长时间内，我们预计某些观众数量较高的广播服务将继续通过DVB-C以及各种线性和点播IP服务提供。网关设备这个过渡中扮演重要角色，让家庭中的IP设备能够获得DVB-C广播服务。