视频点播系统的制作方法

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种视频点播系统。

背景技术：

视频点播系统一般由前端系统、传输网络、用户机顶盒三个部分组成。传输网络方面，传统上，有线电视运营商在入户端使用同轴电缆来传输携带节目信息的射频信号。随着时间推移，这种技术面临越来越多的问题：

1、现有的基于同轴电缆的传输技术可以传输的总数据速率是3gbps，随着广电领域包括高清、4k、8k、vr等新业务的引入，视频质量的提高，vod等交互式业务的引入，加上目前标清和高清节目的同播，已经使得总带宽严重不足。

2、同轴电缆上单个频点数据传输速率最大为38mbps，目前高质量的4k节目需要的传输速率在40mbps以上，速率明显不足。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种视频点播系统，可以提高总的系统带宽和单个节目的带宽。

有鉴于此，本公开提出了一种视频点播系统，其特征在于，包括：发射机，将从前端系统接收到的选定内容的音视频数据流的频点转换为udp端口和ip地址的组合，根据所述udp端口和ip地址的组合将所述音视频数据流转换成基于udp/ip的第一音视频数据流，将所述第一音视频数据流通过单向通道发送至机顶盒；机顶盒，通过双向通道从前端系统接收选定内容的音视频数据流的所述频点，并根据与所述发射机同样的方式将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合，在通过所述单向通道接收的数据中选择与机顶盒转换得到的所述udp端口和ip地址一致的第一音视频数据流进行播放。

在一种可能的实现方式中，所述发射机为光发射机，所述机顶盒为光纤机顶盒，所述单向通道为基于光纤的单向通道。

在一种可能的实现方式中，所述双向通道为双向网络通道。

在一种可能的实现方式中，所述前端系统为vod视频点播系统，所述机顶盒包括vod客户端，所述vod客户端用于将经由双向通道接收的所述频点转换为udp端口和ip地址的组合。

在一种可能的实现方式中，所述发射机通过ipqam数据接口和控制接口连接所述vod视频点播系统，所述发射机从所述控制接口提取音视频数据流的频点。

在一种可能的实现方式中，所述发射机根据映射规则将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合，并根据所述udp端口和ip地址生成udp报头和ip报头，将所述udp报头和ip报头与接收到的音视频数据流封装成第一音视频数据流；所述机顶盒通过双向通道从前端系统接收选定内容的音视频数据流的频点，并根据与所述发射机一致的映射规则将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合。

在一种可能的实现方式中，所述光发射机通过万兆光纤连接所述光纤机顶盒形成单向通道，所述光发射机将第一音视频数据流转换为万兆光信号并通过所述万兆光纤发送至所述光纤机顶盒，所述光纤机顶盒包括用于接收所述万兆光信号的万兆光纤接收机。

在一种可能的实现方式中，所述万兆光纤接收机在接收到的万兆光信号中选择与所述vod客户端转换得到的udp端口和ip地址一致的万兆光信号。

在一种可能的实现方式中，所述映射规则包括：将频点f转换为以下ip地址：238.238.a.b，以及以下udp端口：a*256+b；其中，a＝(f-50)*10/256，b＝(f-50)*10％256，％为取余运算。经以上映射可以得到a、b两个8位无符号整数。

这样，通过取消调制解调技术，由发射机和机顶盒以同样的方式将用户选定内容的频点转换成udp端口和ip地址组合、机顶盒接收发射机发送的音视频数据流并根据udp端口和ip地址组合查找获取相应音视频流的方式进行点播，根据本公开上述实施例的视频点播系统能够脱离传统的调制解调技术，不存在频点干扰和射频指标的维护问题，消除了射频单个频点38mbps的传输速率瓶颈，单用户或单节目可用传输速率提高到100mbps至1gbps，可以充分满足高质量的4k节目的带宽需求，提高单个节目的带宽。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例的视频点播系统的框图。

图2示出根据本公开一实施例的视频点播系统的示意图。

图3示出根据本公开一实施例的发射机封装音视频数据流的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

实施例1

图1示出根据本公开一实施例的视频点播系统的框图，该视频点播系统可以应用于vod视频点播系统等。如图1所示，该系统包括：

发射机1，将从前端系统2接收到的选定内容的音视频数据流的频点转换为udp端口和ip地址的组合，根据所述udp端口和ip地址的组合将所述音视频数据流转换成基于udp/ip的第一音视频数据流，将所述第一音视频数据流通过单向通道发送至机顶盒3。

机顶盒3，通过双向通道从前端系统2接收选定内容的音视频数据流的所述频点，并根据与所述发射机1同样的方式将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合，在通过所述单向通道接收的数据中选择与机顶盒3转换得到的所述udp端口和ip地址一致的第一音视频数据流进行播放。

如图1所示，视频点播系统可以由前端系统2、传输网络、机顶盒3(settopbox，简称stb)三个部分组成。前端系统2提供用户节目、进行管理及计费等，故可以包括视频服务器、磁盘阵列、节目播放及控制设备、节目数据库、网络管理和计费等系统。传输网络大体可分为骨干传输网和用户接入网两部分，传统的传输网络把ip流化的用户节目通过ipqam变换为射频信号，并把射频信号从运营商前端传输到用户家里的机顶盒，同时提供用户的网络接入；本公开传输网络中没有把ip流化的用户节目变换为射频信号传输到用户家里的机顶盒，具体方式将在下文中详细描述。用户端的机顶盒3是从网络获取多媒体信息的桥梁，可以是一种智能型数字信号转换器，现正向微型电脑方向发展，逐渐集成电视与电脑的功能，用户通过机顶盒1实现视频节目点播、数字电视广播、电子商务等多媒体信息服务。

举例来说，视频点播系统可以是基于vod(videoondemand)的视频点播系统，vod是一种可以按用户需要点播节目的交互式视频系统，目前广泛应用于广电领域，特别是有线电视运营商。其中，所述前端系统2可以是传统的基于同轴的vod前端系统，发射机1可位于骨干传输网和用户接入网连接处；发射机1与vod前端系统连接，接收vod前端系统发送的音视频数据流并对数据流进行处理(例如，数据格式转换、地址映射等)后通过用户接入网发送给机顶盒3，机顶盒3内可以安装有vod客户端对音视频数据进行处理和播放，所述vod客户端可以与传统的基于同轴的vod前端系统兼容，vod客户端可以通过网络接口连接vod前端系统，通过所述网络接口可以进行用户鉴权认证，获取vod前端系统上的视频信息，获取选定内容的频点信息。

图2示出根据本公开一实施例的视频点播系统的示意图。如图2所示，下面以基于vod的视频点播系统为例进行说明，发射机1可以是光发射机，所述机顶盒3可以为光纤机顶盒，所述单向通道可以为基于光纤(例如万兆光纤)的单向通道，也就是说用户接入网部分可以采用万兆光纤入户。光发射机可以与vod前端系统中的vod服务器连接，例如可以是与cdn(contentdeliverynetwork，即内容分发网络，是构建在ip网络上的一种分布式的内容分发网)边缘服务器连接，也就是说传输网络的骨干传输网可以是基于ip网络的。

所述光纤机顶盒可以包含一个网络接口，通过vod客户端经由所述网络接口与vod前端系统通信，所述网络接口可以通过网线连接前端的vod服务器形成所述双向通道。由于网络接口只需要传输低速率的交互信息，因此，可以通过多种其他方式与vod前端系统通信，例如：1、有线电视运营商提供的ftth(fibertothehome，光纤到户)接入，即olt-onu方式；2、第三方宽带运营商的网络接入；3、使用3g/4g数据卡，通过移动运营商的网络接入等。也就是说所述双向通道可以通过多种网络方式实现，本公开对此不作限定。

举例来说，当用户通过遥控器等设备向机顶盒3发送控制信号等方式选定内容(例如，电影、直播节目等)进行播放时，机顶盒3内的vod客户端启动播放请求，可以通过网线(双向通道)向cdn边缘服务器发送请求命令，请求命令中包括机顶盒的ip地址、请求的内容(例如节目信息)等。响应于所述请求命令，cdn边缘服务器可以对请求进行验证，例如，进行用户鉴权认证等；cdn边缘服务器可以根据用户请求的节目内容为用户分配一个播放的udp端口，该udp端口可以对应该节目内容播放的频点信息，举例来说，cdn边缘服务器根据ipqam的配置信息为用户请求的节目内容分配相应的udp端口，udp端口和播放频点是对应的。cdn边缘服务器将音视频数据以恰当的封包形式，例如，封装成ts(transportstream)数据包、加上udp包头生成udp包，以ip的方式通过ip网络输出至发射机1。cdn边缘服务器还可以响应于所述请求命令，通过双向通道向机顶盒3发送与该节目内容对应的频点信息，vod客户端接收所述频点信息。

在一种可能的实施方式中，所述发射机1与传统的基于同轴的vod前端系统兼容，即保持原有的ipqam的数据接口和控制接口，以vod光发射机作为所述发射机1为例，在vod前端系统看来，该vod光发射机可视为一个ipqam，可以通过ipqam数据接口和控制接口连接所述vod前端系统，所述发射机1从所述控制接口提取音视频数据流的频点。举例来说，cdn边缘服务器可响应于用户请求，通过ip网络将udp包传输至所述发射机1，发射机1的控制接口可以根据udp包头的udp端口信息提取所述节目内容对应的频点，并对udp包解封装得到音视频数据流的ts数据包。

发射机1在获得节目内容对应的频点后将频点转换为udp端口和ip地址的组合，所述转换是为了方便机顶盒查找节目内容对应的音视频数据流而设置的。所述转换得到的udp端口和ip地址与上文的cdn边缘服务器分配的实际udp端口不同，没有物理上与其对应的设备，其目的是为了携带频点信息，而不是为了进行实际的交换和路由，这样既可实现基于udp/ip的数据传输，又巧妙地解决了频点信息携带的问题，使得不经过对音视频数据流的调制，即可携带频点信息，传输音视频数据流。

在一种可能的实施方式中，所述发射机1可以根据一定的映射规则将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合；所述机顶盒3通过双向通道从前端系统2接收选定内容的音视频数据流的频点，并根据与所述发射机1一致的映射规则将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合。

举例来说，所述映射规则可以包括：

将频点f转换为以下ip地址：238.238.a.b，

以及以下udp端口：a*256+b；

其中，a＝(f-50)*10/256，b＝(f-50)*10％256，％为取余运算；频点f可以是位于50mhz～850mhz之间，取小数点后一位。

所述映射规则可以预先在发射机1和机顶盒3内进行设置，发射机1和机顶盒3根据映射规则对频点进行转换得到相应的udp端口和ip地址，以便于机顶盒3获得频点所对应的节目内容，从而很好地解决频点信息携带的问题，能够不经过射频传输音视频数据流。

需要说明的是，尽管以上述映射规则作为示例介绍了频点到ip地址和udp端口的转换方式如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定映射规则，只要发射机1和机顶盒3通过此映射规则转换得到的ip地址和udp端口符合逻辑和工程需求即可，例如，a、b的范围在0～255之间等。

发射机1根据转换获得的udp端口和ip地址的组合将所述音视频数据流的ts数据包转换成基于udp/ip的第一音视频数据流，将所述第一音视频数据流通过单向通道发送至机顶盒3。

在一种可能的实施方式中，所述机顶盒3内的vod客户端可以通过网线接收前端系统2发送的频点信息，并根据与所述发射机1同样的方式将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合，机顶盒3可以在通过所述单向通道接收的数据中选择与vod客户端转换得到的所述udp端口和ip地址一致的第一音视频数据流进行播放。

传统的vod视频点播系统信号的入户方式在传输机制上采用的都是根据播放频点将基带信号调制到载频后生成rf信号，再通过hfc(hybridfiber－coaxial，即混合光纤同轴电缆网)网络发送给用户机顶盒，用户机顶盒根据接收的频点信息选择相应的rf信号进行播放。同轴电缆上单个频点数据传输速率最大为38mbps，单个节目带宽受限。

本公开上述实施例在原来视频点播系统的基础上取消采用调制解调技术传输信号的入户方式，为了解决机顶盒查找和选择用户选定内容对应的音视频数据流的问题，由发射机和机顶盒以同样的方式将用户选定内容的频点转换成udp端口和ip地址组合、机顶盒接收发射机发送的音视频数据流并根据udp端口和ip地址组合选择相应音视频流的方式进行点播。转换得到的udp端口和ip地址是为了方便机顶盒查找节目内容对应的音视频数据流而设置的，不是为了进行交换和路由，没有物理上与其对应的设备，通过这样的转换和封装，使得可以基于udp/ip协议传输音视频数据流，例如能够不经过射频，在万兆光纤构成的单向通道上，以万兆光信号作为载体基于udp/ip协议传输音视频数据流。基于udp/ip协议传输音视频数据流不需要事先建立连接，传输效率高，提高了传输速率。根据本公开上述实施例的视频点播系统能够脱离传统的调制解调技术，不存在频点干扰和射频指标的维护问题，消除了射频单个频点38mbps的传输速率瓶颈，单用户或单节目可用传输速率提高到100mbps至1gbps，可以充分满足高质量的4k节目的带宽需求，提高单个节目的带宽。

在一种可能的实施方式中，所述发射机1可以根据映射规则将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合，并根据所述udp端口和ip地址生成udp报头和ip报头，将所述udp报头和ip报头与接收到的音视频数据流封装成第一音视频数据流。

图3示出根据本公开一实施例的发射机封装音视频数据流的示意图。如图3所示：发射机1对接收到的udp包解封装得到音视频数据流的ts数据包，ts数据包可以包括音视频数据和头部，在所有ts数据包的头部根据发射机1通过频点转换得到的所述udp端口添加udp首部，所述udp首部可以是根据udp端口生成的报头，包含目标端口、数据报的长度等信息；在udp首部之前根据发射机1通过频点转换得到的ip地址添加ip首部生成ip数据报，所述ip首部可以是根据ip地址生成的ip报头，包含源ip地址和目标ip地址等。发射机1可以通过以上方式将接收到的音视频数据流转换成第一音视频数据流，通过单向通道发送给相应的机顶盒3。

在另一种可能的实施方式中，如图2所示，所述光发射机通过万兆光纤连接所述光纤机顶盒形成单向通道，所述光发射机将第一音视频数据流转换为万兆光信号并通过所述万兆光纤发送至所述光纤机顶盒。具体转换的方式可以为通过光模块，例如激光器等，将第一音视频数据流由电信号转换成万兆光信号输出，万兆光信号通过所述万兆光纤传输到所述光纤机顶盒。这里的万兆光信号，可以是指以10gbps以上速率传输的以太网信号，包括符合10g、40g和100g以太网标准的信号等。传输网络中可以包括一个万兆光纤，所述万兆光纤可以承载上述多种万兆光信号。

在另一种可能的实施方式中，所述光纤机顶盒可以包括用于接收所述万兆光信号的万兆光纤接收机，万兆光纤接收机在接收到所述万兆光信号后再通过逆变换转换成电信号，例如通过光敏器件等，然后选择与机顶盒3转换得到的所述udp端口和ip地址一致的第一音视频流数据；也可以是在接收到的万兆光信号中选择与所述机顶盒3转换得到的udp端口和ip地址一致的万兆光信号，然后再通过逆变换转换成电信号。

在一种可能的实施方式中，所述机顶盒3内的客户端通过网线接收前端系统2发送的频点信息，并根据与所述发射机1同样的方式将所述频点转换为udp端口和ip地址的组合，所述万兆光纤接收机根据所述客户端转换得到的udp端口和ip地址的组合选择相应的万兆光信号，例如，选择与所述vod客户端转换得到的udp端口和ip地址一致的万兆光信号。

在一种可能的实施方式中，所述机顶盒1还包括视频解码器，将选择的第一音视频流数据解码还原出音视频信号，通过终端，例如电视机等，显示出来。

本公开的视频点播系统在入户端通过使用万兆光纤进行传输，以频点映射得到的udp端口和ip地址作为udp报头和ip报头，不经过射频，把用户节目直接变换到万兆光信号，使得系统总传输速率从同轴的不足3gbps，提高到10gbps、40gbps和100gbps，提高总的系统带宽。消除了射频单个频点38mbps的传输速率瓶颈，单用户或单节目可用传输速率提高到100mbps至1gbps，可以充分满足高质量的4k节目的带宽需求，提高单个节目的带宽，取消了传统有线电视传输网络中的ipqam和同轴电缆，单用户成本下降到原来的1/3至1/10。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。