5G通信技术下酒店高清互动电视系统的设计

陈俊达

太原学院，山西 太原 030032

0 引言

在酒店行业竞争日趋激烈的发展趋势下，改善酒店设施环境、提升顾客满意度对酒店发展有重要意义。5G技术在酒店业中的应用范围极广，而高清互动电视系统是广播电视在数字电视的基础上发展起来的最重要的增值服务，将其应用于酒店管理能为客户带来良好的视觉体验及住宿体验，提升酒店服务质量[1]。酒店高清互动电视系统是一种以双向网络为基础的全新互动电视服务，不仅能为酒店客人提供更多的节目频道与更好的直播质量，还能通过视频点播、高清互动节目及信息服务等互动节目来吸引顾客。酒店高清互动电视系统的应用既提升了酒店的档次，还为酒店带来了经济效益，故高清互动电视系统具有很大的发展潜力，并成为酒店网络互动电视业务运营的新亮点[2]。

文章从经济效益较高的酒店行业入手，在5G通信技术的协助下，构建了高清互动电视系统，主要从系统架构、视频服务器工作模式及机顶盒接入方式三方面分析了该系统，以期提升酒店档次，使酒店迅速占领客户市场，走出一条有特色的增值业务道路。

1 5G通信技术对酒店业发展的重要性

通信技术的发展速度，在十年左右的时间内发生了质的变化。2018年8月，我国许多发展较快的重要城市率先成为5G建设试点城市，这一举措也推动5G通信技术进入了新的发展阶段。通信技术与通信体系的不断变化与创新发展为各行各业带来了发展机遇与挑战，酒店业作为最具发展活力与潜力的新兴产业之一也不例外[3]。在5G时代，酒店业若能利用5G通信技术带来的优势创新酒店环境设施、酒店系统等，将会在通信技术变革中成为获益者。利用5G技术可以实现数据、音频、高清图像和视频等的高速传输，可以提升酒店的服务管理水平，如使用网络电视取代传统的有线电视等，在4G大范围普及的背景下，利用5G通信技术的变革，可以为酒店业带来新的发展机遇[4]。

2 5G通信技术为酒店业带来的优势

（1）5G通信技术的应用可以有效避免酒店客人个人信息的泄露。现代信息趋于透明化，人们的个人隐私信息不断被泄露，而5G技术的安全加密性能强，可以在最大程度上降低酒店客人个人信息泄露概率，对提升酒店形象有极大帮助[5]。

（2）5G通信技术的应用有助于加强物物互联。传统酒店的内部联系大多依托于对讲机等物品，此类产品对距离要求较高，受诸多因素影响，而5G通信技术的应用可以实现多台设备的同时连接，实现多个主体间的实时互动。

（3）5G通信技术可以助力酒店提供更加人性化的服务。例如，利用5G通信技术，酒店可以提供高质量的实时线上会议，构建全息场景、3D星空展览馆等，以及提升酒店泳池、餐厅、宴会等多种活动场所的档次。

（4）利用5G通信技术可以提升酒店客人的服务体验。在酒店接入5G通信网络，可以帮助酒店实现对Wi-Fi、音箱、床、灯等酒店设施的智能联网控制，提升用户的居住体验感[6]。

3 基于5G通信技术的酒店高清互动电视系统的设计

3.1 系统架构

5G技术是视频社交、物联网、云计算、人工智能等技术新产业的基础。目前，其网络传输速率在28 GHz波段下可以达到1 Gbps，在网络拥堵情况下，5G网络的传输速率依然能够达到4G网络的4倍左右。融合5G技术的酒店高清互动电视系统的架构如图1所示。

图1 酒店高清互动电视系统架构

为支持视频点播及其他媒体的应用，酒店高清互动电视系统的承载网络统一使用内容分发网络（CDN）。该网络具有较强的可扩展性，不仅可以支撑媒体类电视节目的应用，还支持电视邮箱、购物、竞猜等数据类的应用以及浏览类的应用，如生活信息页面等。作为大规模部署的保证，酒店以统一的电视门户为基础，以电视机为终端，构建了酒店信息化综合平台。在业务接入方面，酒店高清互动电视系统通过HFC与5G网络进行网络传输，可以通过任何IP网络传输数据，并通过有线电缆调制解调器实现IP的回传。只需在酒店房间布置1根线，便能开展多种业务，如互动电视、宽带上网等，这也是酒店高清互动电视系统核心竞争力的体现[7]。

酒店高清互动电视系统主要由以下三个部分组成。（1）前端系统：前端系统主要包含管理系统结构、数字电视前端、存储系统三个部分。（2）传输网络：传输网络主要包括系统的骨干传输网络、HFC及IPQAM设备。通过骨干传输网络能够将前端点播流推送到各前端的IPQAM设备，经过调制的射频信号混入HFC与5G网络并发送到客户机顶盒，并通过IP通道实现双向控制信令的传输。（3）终端：终端机顶盒主要分为内置与外置电缆调制解调器两种，通常使用的是内置电缆调制解调器的一体机[8]。

3.2 视频服务器工作模式

现阶段，高清互动电视系统中专用的视频服务器的成本都较高，基于此，Wave开发了一种基于标准服务器的低成本视频点播集群解决方案（VOD服务器集群），以满足中小型酒店建设高清互动电视系统的需求，其架构如图2所示。

图2 VOD服务器集群

在VOD服务器集群中，所有的视频节目资源都会被储存在后端服务器中，而点播节目被存储在各个服务器的硬盘中。在前端，由多个视频服务器将VOD服务提供至机顶盒，视频服务器和后端存储服务器之间的连接可以通过FC实现，程序可以根据酒店客户的要求把节目资源从存储服务器导入视频服务器。具体的调度模式如下：EPG服务器实时记录在线点播情况及节目存储情况，当酒店客户点播的视频节目不在存储器中时，选择一个较空闲的、能访问宽带的服务器，将其从后端存储器导入程序，并同时开始传送视频流，若硬盘运行空间不足，需删除长时间没有被点播的节目；当酒店客户点播的视频节目集中在一个服务器上，且已经达到负载阈值时，该服务器上的按需程序的新请求将直接发送到一个负载较轻的服务器，后者将通过后端服务器提供程序副本，即一个程序的最大副本数，可以在其他有并发需求的服务器上主动建立新服务器；当程序的并发视频点播数量与服务器的承载能力接近时，需要在负载最小的服务器上创建程序副本来保证热播视频点播服务的稳定[9]。

3.3 机顶盒接入方式

高清互动电视系统使用双模机顶盒，将其连接至有线电视，可以观看数字电视。为了实现视频节目的点播，需要将机顶盒连接至IP网络。虽然双模机顶盒有接入功能，但目前该领域的BRAS模型与网络不适应，在视频流量较大的情况下会给网络带来压力。因此，针对机顶盒采用以太网直接承载IP的方式，以实现现有宽带网络的接入，使宽带网络能够同时装载数据和视频业务，且在应用中不会相互干扰。在初期用户量不多时，网络电视服务器可以通过视频交换机直接连接到核心交换机，将访问互联网的PPPoE数据流与机顶盒的视频流分离；随着酒店客户数量的增加，网络电视服务器在融合开关中将视频和PPPoE数据分离，以保证机顶盒的按需带宽。随着酒店高清互动电视系统的发展及用户数量的增加，加上对光缆的应用不足，以以太网为基础搭建的宽带网络的带宽将出现严重缺陷，故必须升级宽带网络。

现阶段，无源光纤技术（POF）是促进城域网升级转换的主要技术，有着可扩展性好、带宽高及承载业务量大等优势。同时，吉比特无源光网络（gigabitcapable PON, GPON）与以太网无源光网络（ethernet passive optical network, EPON）相比，在传输距离与效率方面都显示出较大的应用优势。利用GPON对城域网进行改造升级只需要改变中间传输链路中的数据链路层，不会影响用户与头端接入。故设计的高清互动电视系统采用了GPON对城域网进行改造，确保可以通过PPPoE模式实现PC机的接入，通过IP模式实现机顶盒的接入。GPON改造后的城域网架构如图3所示。

图3 GPON改造后的城域网架构

4 结束语

基于5G通信技术的酒店高清互动电视系统的设计是一项综合性的工程，其系统结构必须具有灵活性与完整性，系统的运行必须具有安全可靠性，视频节目等内容要具有吸引力。通过搭建具有核心竞争力的酒店高清互动电视系统，能够使酒店快速占领行业内的客户市场；采用独特的方式开发增值服务，可以为酒店带来良好的社会与经济效益。

在高速发展的时代，物联网衍生出的5G通信技术为酒店业带来良好的发展前景，如何利用通信技术为酒店创造发展机遇是酒店面临的一大难题。顺应5G通信技术的发展，可以为酒店带来最大收益，提升酒店的服务质量。