有线电视网络直播IP化技术分析

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摘要:在当前融合媒体与大视频发展的背景下,传媒与视频相关技术和业务在飞速发展、迭代,传统广电面临诸多挑战。为应对激烈的市场竞争,加快从传统广电向智慧广电发展,亟需进行广电网络的IP化升级,加快IP化转型。本文根据有线电视直播业务发展现状,结合电视业务特征及需求,从系统架构、IP直播平台方案几部分介绍了有线电视网络直播IP化演进路径和实现方式。

关键词:有线电视;互联互通;服务模式

1引言

本文针对中国广电的服务对象提出了相应的业务,并抽象出相应的能力,希望在未来的业务规划上提供更多思路。在当前融合媒体与大视频发展的背景下,传媒与视频相关技术正在飞速发展、迭代,传统广电面临诸多挑战。面对即将到来的5G时代,以及超高清内容制播和多融合业务(网红直播、融合直播等)的需求,4K、8K、VR、AI等内容的出现对直播带宽提出了更高的要求,现有的DVB频点资源已无法满足,客户对终端机顶盒的多样化升级要求越来越高,传统的广电制播流程及DVB直播方式已经无法适应日益更新的需求。目前,广电双向化、光纤化改造取得全面进展,城域网建设也颇具规模,具备开展IP化直播的网络条件。同时,已建成的门户、CDN、内容运营等系统能灵活改造接入IP化改造中,全IP化网络直播的发展已是大势所趋。

2架构现状与IP化升级建设目标

当前,广电电视平台架构中数字广播电视平台仅能提供基于HFC网络的直播服务,互动电视业务平台仅能提供基于HFC网络的点播服务,而IP视频平台主要提供基于IP网络的点播服务,同时可服务内网用户和外网用户。全电视业务IP化,最合适的方向为通过IP化互动电视提供全终端的IP化收视功能。全电视业务IP化后,平台架构如图1所示。IP化互动电视提供全部基于IP的收视业务,包括直播、点播、时移、回看。此时,所有终端设备均通过IP网络连接到IP化互动电视。在IP内网中,直播业务适合采用组播的方式进行,减少内网带宽占用。直播业务采用组播方式以后,无论内网使用直播业务的用户数量有多少,对网络带宽的占用只与网络中传输的直播频道数量相关。

3系统架构及功能

IP化互动电视直播频道系统是以“电视机+机顶盒”为主要终端设备,通过公网或专网为用户提供一种交互式电视体验和多媒体服务的宽带增值业务的可管理、可运营的系统。系统在整体逻辑结构上分为五层,即生产层、运营支撑层、业务应用层(管理层、服务层)、承载层和用户终端,系统结构如图2所示。运营支撑层实现整个系统中业务、用户、设备的可管理、可监控。运营支撑层包括用户管理、SP管理、服务管理、认证授权、计费支付及结算、直播质量管理、统计分析、机顶盒管理、DRM管理等。生产层实现与内容播控平台对接,引入内容播控方提供的视频直播内容,支持直播内容的同步、处理、存储、审核等管理功能。生产层包括频道信源、节目源编辑、内容管理、内容存储、打点服务、非编服务。业务应用层提供管理和服务能力,支持IP直播编排、导航、播出、审核等管理功能,并提供AAA、内容分发、流控等服务,IP直播业务用户所体验的业务均在本层实现。业务应用层包括节目单管理、频道管理、频道播控、时移服务、单播服务、组播服务、快速切台服务、直播导航服务等。其中,直播导航可以利旧互动电视平台的统一门户系统,单播推流可以利旧互动电视平台的CDN系统。承载层主要基于宽带网络构建,包括汇聚层和接入层。汇聚层包括从业务接入控制点设备至业务层边缘节点间的相关网络和设备,主要实现各互动电视业务从具体业务网到用户接入间的网络承载。接入层指的是从用户机顶盒到业务接入控制点间的相关网络及设备,主要实现互动电视业务的接入,如FTTH接入、LAN接入、WLAN接入等。用户终端是机顶盒等智能终端。互动电视用户使用机顶盒,通过各种宽带接入,在电视机上实现直播、时移业务。

4IP直播平台方案

IP直播平台实现业务管理功能,包括统一的运营同步与管理、直播内容管理、用户认证鉴权管理、终端业务服务网关(终端门户),支撑IP直播业务播控。IP直播平台方案如图3所示。CMS内容管理模块完成内容的生命周期管理,提供直播元数据同步、注入、维护管理。主要功能包括支持对IP直播频道、分组、栏目的创建、编排、管理和维护;支持对频道、栏目及内容的查询检索管理;支持时移回看完整参数(频道名称、频道ID和频道技术参数)的配置管理;支持通过接口从广电全业务平台同步频道信息,并能对频道的技术参数进行配置管理;支持频道EPG信息的导入、删除、编辑和更新操作;支持频道、栏图2全电视业务IP化平台系统结构图图3IP直播平台方案目的编排和上下架。为支撑广电IP直播、统一运营策略,运营管理系统(BMS)与广电现有BOSS通过实时对接完成运营信息同步,同时系统能支撑IP直播的个性运营调整。系统与广电现有BOSS同步的信息包括:用户信息及状态,同时支持同步、更新、删除不同类型的用户数据,批量用户数据同步;群组信息管理,支持接收业务系统同步群组数据,更新、删除群组数据;直播相关产品更新、删除产品数据,订购关系同步;支持接收业务系统同步、更新、删除直播订购关系数据;产品订购,支持直播产品订购、更新等。认证/鉴权/计费系统(AAA)提供用户激活、认证、产品订购/退订、鉴权,以及计费请求,外部系统通过AAA的对外接口使用AAA所提供的认证、鉴权和计费服务。运营管理系统与广电现有BOSS实时对接后完成用户权限信息同步,供AAA系统支撑统一运营策略框架下的IP直播业务鉴权、认证和计费。终端业务服务网关是直播APK的中间层/后台,支撑直播数据和门户的呈现。

5网络系统

IP电视规模部署项目主要建设一张高质量、高可靠的IP直播网络,网络中传输多路信源,网络关键节点实现信号的切换。IP直播城域网主要完成组播信号的接收、切换和传输,实现省中心的组播信号通过各级网络传输到IP终端。IP直播城域网设计分为城域信源层、城域核心层、城域汇聚层、城域接入层。信源层、核心层、汇聚层主要采用三层组播方式传输,接入层采用二层组播方式传输,网络架构如图4所示。IP电视平台端到端业务监测系统由集中监测平台和IP电视质量监测工具构成。IP电视质量监测工具通过探针的部署,获取IP电视端到端各节点的关键指标,并将关键指标发送给集中监测平台。集中监测平台对收集到的关键指标进行统计、分析和关联,实现端到端的质量监测、故障告警、故障诊断、质量分析评估等应用功能。IP电视端到端业务监测系统将以专业网管进行建设,系统建成后将与已建成的端到端业务故障诊断系统进行对接提供质量数据,实现全业务、全程、全网的端到端诊断体系。

6结语

本文根据有线电视直播业务发展现状,结合电视业务特征及需求,从系统架构、IP直播平台方案几部分介绍了有线电视网络直播IP化演进路径和实现方式。目前,广电从成本和业务的角度来考虑,未来IP化将是大势所趋,新型业务的开展将更加迅捷,业务也将越来越互联网化,各个广电网络公司也迎来了新的机会。

参考文献

[1]韩桐,贾双华.数字电视双前端IP化网络改造及安全优化[J].广播电视网络,2020,27(5):66-67.

[2]钱占飞,潘林.广电数字电视直播前端IP化改造的设计与实现[J].广播与电视技术,2020,47(1):63-68.

[3]李婧.广播电视信源IP化后对网络传输架构适应性的研究[J].广播与电视技术,2021,48(1):80-82.

[4]范炜,李仁杰,杨澍彬.广电未来与业务全IP化探讨[J].中国有线电视,2019(2):126-128.

作者:汤新坤 欧阳峰 朱里越 单位:国家广播电视总局广播电视科学研究院