数字电视VOD双向互动前端系统解决方案.doc

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1、中图分类号:TN949 197文献标识码:B 文章编号:1007 7022( 2012) 05 0584 05数字电视双向互动前端系统解决方案VOD贾双华 ( 天津广播电视网络有限公司，天津 300162)摘 要:详细介绍了数字电视 VOD 双向互动前端系统的解决方案，分别深入细致地从项目背景、设计目标、业务需求、功能划分等各个方面进行剖析，尤其是从用户角度出发，将该系统基本业务流程进行详细 的描述，突出反映了整个 VOD 双向互动前端系统的特点。关键词:数字电视; 双向互动前端; VOD; 时移业务; 回放业务; 三网融合Digital TV VOD Two-way Interaction

2、Head-end System SolutionsJIA Shuang-hua( Tianjin Broadcast and TV Network Co ，Ltd，Tianjin 300162，China)Abstract: This paper introduces digital TV VOD two-way interaction head end system solutions，thorough a- nalysis the project background，design goal，the business requirements，functional division and

3、 other aspects Especially from the user point of view，the system of basic business process described in detail，and highlight- ed the VOD two-way interactive head-end system characteristicsKey words: digital TV; two-way interaction head-end; VOD; time shift business; playback business; tri-net- works

4、 integration随着政策的推动，天津成为第二阶段三网融合的试点城市，针对三网融合进程，天津广电公司提出要以 科学发展观为统领，团结和带领全体员工，以实施高清 互动带动战略为核心，推进三网融合，加快推进广电网 络双向化升级改造任务，建立 VOD( Video On Demand 即视频点播) 、高清标清点播、时移、回放、录制、互动 信息服务等综合数字电视双向互动业务平台，同时启 动农村有线电视数字化、双向化、信息化工程，加快三 网融合准备和实施步伐，加快“单向变双向、标清变高 清、看电视变用电视”进程，带动全业务发展，向全媒 体迈进。化改造，建立一个基于双向网络平台的数字电视 VOD双向

5、互动前端播出系统势在必行，只有这样才能顺利 推进三网融合进程，既能满足用户收看精彩、高质量的 数字电视节目，又能给不同消费层次的用户提供个性 化、专业化、特色化的服务，满足高端用户对高品质服 务的需求，实现百姓从传统意义上的“看电视”到能实 现各种信息服务、满足各种需求的“用电视”方式的 转变。天津全区数字电视双向互动多媒体业务平台需要 实现“四个统一”，即统一媒资管理、统一运营支撑、统 一后台支撑、统一终端软件，以满足群众的多样性、专 业性、个性化的精神文化和资讯信息需求。本系统采 用集中部署，遵循互动平台的总体建设规划和架构原1项目背景为了推动三网融合工作顺利进行，加快推进双向作者简介:贾

6、双华( 1983 ) ，男，工程师，研究方向为数字电视，E-mail: jiash1983 126 com。www ccatv com584贾双华: 数字电视 VOD 双向互动前端系统解决方案中国有线电视2012 年第 05 期则，按照总前端的架构要求进行建设，分步实施，逐步过渡，以实现对全市区双向互动多媒体业务的综合运 营、资源调配、内容分发、计费及授权管理、导航信息的 统一管理。 本系统功能主要以视频点播、时移电视( 实时时移 + 菜单时移) 、NPVR( Network Personal Vid- eo Recorder 即网络个人录像) 、交互资讯等基本视频 业务为主，继承现有双向业务

7、( 银联和游戏) ，在后续 系统建设中再加入 TV 全家唱、财经证券、远程教育、 自助服务等其他可扩展的互动电视增值业务。中心前 端作为全市双向互动多媒体平台的总前端，包括前端 业务支撑平台、业务调度中心及内容分发系统，并配置 视频服务系统。播出前端系统方案描述业务要求( 1) 数字电视节目的时移回放业务，包括全部省33 1市卫 视 的 标 清 ( MPEG 2 5 Mbps 格 式) 和 高 清( H 264 8 Mbps) 节目，支持 7 24 小时时移、精彩回 放、频道节目录制。( 2) VOD 高清标清影视点播业务( 包括高清标清 电影、电视剧及各种 VOD 视频节目( 纪录片、综艺节

8、 目、音乐会、动画片等各种片源) ) ，具备 10 000 小时节 目的片源存储。( 3) 互动电视增值业务，包括唱片点播、音乐、壁 画、电视杂志、卡拉 OK、便民缴费、在线游戏、互动广 告、电视支付、集团客户以及三网融合类视频通讯、位 移电视等其他可扩展的互动电视增值业务。系统设计目标建立一套完整的 VOD 双向互动节目播出平台，努 力达到建成一个具有独立性、开放性、层次化的双向交 互电视平台的目标，基于此要求，提供如下设计目标:( 1) 统一技术规范 将支持各种增值服务所需的应用管理平台功能进行统一的定义和处理并以标准接口的方式提供给上层 的业务处理单元，做到统一的、标准的接口定义。( 2

9、) 互联互通、合理分配资源全市共享整个互动增值业务平台，实现全市互通 互联，可以根据各区县实际灵活设置分前端，实现统一 平台分级部署，全市共享内容、频道等资源。( 3) 交互业务的实现 系统能够实现标清、高清等数字电视业务; 实现多种视频点播业务; 实现时移、NPVR 等多种业务应用; 实现文本、游戏、广告、证券等交互业务。防火墙、交换 机 / 路由器、负载均衡器、业务分发服务器、数据打包服 务器、应用下载服务器、证券业务服务器、游戏业务服 务器都采用了双机热备方式进行部署，提高系统的可 靠性。主用设备故障时，备用设备自动转为主用设备， 而不影响后续业务的正常处理。( 4) 可管理性 通过平台

10、的媒资系统及内容管理系统可对平台的多媒体资源进行管理和调度，平台的网管系统可对平 台的设备进行管理，并支持具有角色分级权限的管理 功能。( 5) 可维护性 网管系统提供统一的维护界面并能够通过该界面对远程设备进行管理和维护，包括实时监控、远程重启 等，同时平台易于分析和测试，易于发现和定位故障， 并通过良好的系统设计保证故障的隔离，支持“前端 下发”的方式进行系统升级扩展。2前端系统要求机房按照“总前端”架构分布，1 个 VOD 双向互动 节目播出总前端，总前端承载 1 1 2 万并发流，覆盖 市区 20 万高端用户的点播( 在线用户数) 。系统采用 集中式部署模式，在总前端集中部署互动电视系

11、统平 台，包括视频子系统、前端中间件( 后台支撑系统) 、业 务系统和系统辅件。3 2功能划分互动电 视 前 端系统主要包括平台子系统 BO ( Back Office 即后台管理系统) 和 视 频 子 系 统 MDN ( Media Distribution Network 即媒体分发网络) 。平台3 3子 系 统 包 括AAA ( Authentication、Authorization、Ac-counting 即认证、鉴权、记账) 模块、BMS( Business Man-agement System 即业务管理系统) 模块、iEPG ( Interac- tive Electronic

12、 Program Guide 即互动电子节目指南) 模 块和 NPVR( Network Personal Video Recorder 即网络个 人录像) 模块。视频子系统包括 MAP ( Media Access Platform 即媒体接入平台) 模块、VS( Video Server 即视 频服务) 模块、RC( Recorder server 即节目录制服务) 模块、CDN ( ContentNetwork 即 内 容 分 发 系Distribution统) 模块、AIS ( Asset Ingest System 即媒资注入系统)模块。BO 子系统3 3 1BO 系统是用于广电运营

13、的管理系统，其中互动业务管理平台是 BO 的内容管理模块，它采用模块化 设计，对双向互动业务进行系统、全面的管理。该系统 主要是以内容管理、用户、合作伙伴为核心，负责电视 节目单、影视节目、回放频道、节目录制等内容信息管 理、内容鉴权管理，还提供了基于终端的用户信息、用 户订购信息管理、机构( 合作伙伴) 信息管理及服务信www ccatv com585贾双华: 数字电视 VOD 双向互动前端系统解决方案中国有线电视2012 年第 05 期息管理等，为数据广播业务的市场化运营提供了良好的平台。( 1) 认证鉴权( AAA) 模块AAA 系统主要是给 STB 机顶盒提供接口服务，主 要包括接入终

14、端认证、点播业务鉴权以及直播回放支 持，采用并延展“电信级”业务方案与技术架构，实现 “业务提供”与“业务控制”相分离，适合目前市场需求 和未来业务发展趋势，为传统业务、双向业务提供集中 融合支撑。( 2) 业务管理( BMS) 模块BMS 是互动平台系统的业务管理模块。业务管 理模块主要是以用户、合作伙伴和业务等管理为核心， 提供了基于终端的用户信息、账户信息、用户订购信息 管理、机构信息管理及业务信息管理等。同时 BMS 提 供了与其他模块( BOSS 系统、门户系统、业务管理系 统) 的数据同步接口，接口是基于 SOAP 协议的开放式 远程调用，实现跨语言、跨系统的数据同步，实现商品 定

15、价及优惠策略定制。为了实现按次点播功能使用了 BMS，BMS 能对产品制定按次的价格，并能制定按次 的优惠策略，它的功能主要有:用户管理: 主要是负责终端用户的信息维护、账 户、订购关系、消费记录等管理;业务管理: 业务数据的信息维护、业务生命周期 管理以及业务数据同步;订购( 授权) 管理: 维护用户订购关系及订购关 系同步，也可由 BOSS 系统同步数据到 BMS 系统中， 以供 AAA 在鉴权流程中取得授权信息;资费管理: 资费信息管理及资费信息同步接口， 由 BOSS 系统定价后同步到 BMS 内容管理系统中， EPG 系统根据业务需要展现资费信息;机构管理: 内容提供商、节目提供商、

16、虚拟运营 商、运营商、合作伙伴等信息管理与维护;产品管理: 维护产品规格、商品，制定商品定价 策略等。( 3) 页面导航( iEPG) 模块页面导航模块能为用户提供一个导航界面，同时 还能支持用户在界面上进行操作，并把相关指令传回 到前端系统。影视点播、精彩回放的节目资源都是在 页面导航界面上显示，用户通过此导航界面选择节目 进行点播。( 4) NPVR个人网络视频录像可以在用户方便的时候录制和 观看节目。用户可以通过多种方式录制节目，可以一 边收看某个频道一边录制其他频道，还能够同时录制多个频道的 赛 事，这样就使观众具有 了“分 身 术”。NPVR 由简单的一次点击实现，完全和电子节目菜单

17、 ( EPG) 集成，对终端用户而言，它就像是在网络上的一 台录像机而且功能更加强大。MDN 子系统3 3 2视频子系统是互动电视平台系统的重要部分之一，它包括视频服务器、MAP、AIS、上传代理等模块。 视频子系统主要实现对视频节目的实时录制、影视节 目的上传以及节目分发和存储，支持各种机顶盒实现 影视点播、直播、精彩回放等视频流的服务。( 1) MAPMAP 的全称为 Media Access Platform，媒体接入平 台。同时 MAP 也是服务器的名称，众多的 MAP 服务 器构成媒体接入控制平台，是机顶盒在 HFC 或 IP 网 络上实现视频点播和直播回放而开发的一个中间件应 用程

18、序，它的作用有:负责机顶盒与 VS 之间的协议转换和转发;分配并管理 IPQAM 资源;分配并管理 VS 资源;查询机顶盒请求的节目信息。( 2) VS视频服务器 ( 简称 VS ) 作为互动电视的核心部 件，是一款高并发、高稳定性、高可靠性的产品。视频 服务器支持包括 MPEG2、MPEG4、AVS、H 264 在内的 多种节目格式，并且支持任意码率的高清或者标清节 目的输出，保证了节目源的多样性。视频服务器与控 制中心服务器之间的通信采用标准的 RTSP 协议; 视 频服务器推流采用 TS Over IP 协议; 视频服务器与中 心存储服务器之间采用 SOAP / HTTP、FTP 协议;

19、 视频 服务器与网管服务器之间采用 SNMP 协议。视频服务 器通过标准的千兆以太网口推流，每个网口的输出带 宽不低于 800 Mbps。功能描述: 用于互动视频业务的 VS 分为 RTSP 协 议接入模块、录制模块、推流模块、磁盘管理模块，下面 针对各个模块的功能分别进行阐述:RTSP 协议接入: 提供了 RTSP 协议接入功能，用 户发出的视频服务请求在经过 MAP 转发后到达 VS， 由协议接入模块与 MAP 进行交互，获得用户要进行的 视频操作、文件内容、推流地址等信息。录制: 通过录入的节目单进行实时节目的录制，生 成正确可读的录制文件、播放索引文件以及快进快退 索引文件。推流: 负

20、责把流媒体文件及时读入缓存，推向指定 地址。www ccatv com586贾双华: 数字电视 VOD 双向互动前端系统解决方案中国有线电视2012 年第 05 期磁盘管理: 管理磁盘空间、读写磁盘文件。在有视频流请求时此模块会及时把媒体文件内容从磁盘读入 缓存，在磁盘空间不足时，自动删除长期不用的或过期 的录制文件。CDN 分发接口: 提供 CDN 的分发上载接口和数 据的下载接口，方便 CDN 的整合。( 3) RCRC 录制服务器，是 MDN 系统中的一个子模块， 是前端用来录制直播数据的服务端系统，实现后台录 制直播 节 目，录 制 方 式 包 括 UDP 和组播两种录制 方式。( 4

21、) CDN在数字互动电视中，CDN 是一种用于提高网络内 容分发质量、降低骨干网络传输负载以及降低节目源 的访问负载的技术，通常由媒体资源描述库、媒体存储 源、边缘存储、内容分布分发控制中心、上传下载网关 组成。CDN 用于节目的上传和下载、组织内容的路由 分发、规划和管理内容存储。综合起来看，CDN 实际上是一个分布式服务网络，根本目的是分散集中服务压力，提高系统的总体服务能力。 ( 5) 媒资注入系统( AIS) 媒资注入系统管理页面可查询所有媒资文件上传时的进度及上传情况，包括已上传完成、未完成及历史 记录等，还可以查看所有节目录制计划的记录及情况， 包括录制的记录、录制失败的记录、录制

22、的节点等，还 可进行相应录制计划的删除。基本业务流程双向互动基本业务流程主要分为用户开机认证鉴 权流程、VOD 视频点播及回放流程、节目时移流程，如 图 1 所示。用户开机认证鉴权流程主要是提供对终端的身份 识别和权限校验功能，以及提供鉴权逻辑，规避用户对 服务、网络等资源的越权操作。支持对多重终端身份 标识的混合校验，并能灵活定制校验规则。只有合法 的认证用户，经过鉴权流程后，才具备使用和访问网络 及业务的能力。3 4图 1 互动基本业务流程图www ccatv com587贾双华: 数字电视 VOD 双向互动前端系统解决方案中国有线电视2012 年第 05 期VOD 视频点播流程是结合 M

23、DN 向终端用户提供流媒体服务的功能。业务系统可以通过点播流程来提供各 种基于 VOD 的流媒体点播业务。业务端如果需要使 用点播服务，需要向 AAA 系统获取播放指令，AAA 系 统将根据终端用户的身份信息、业务提供商身份信息 及系统内的授权信息判断是否向请求端下发播放指 令。当业务系统获取到播放指令后，将下发给终端中 间件进行流媒体服务的请求，终端中间件通过 RTSP 协议与控制中心( MAP) 进行通讯，进而使用流媒体 服务。节目时移回放流程类似于 VOD 业务，主要的区别 在于它能提供某一个频道的特定时间段内的完整的节 目点播，而 VOD 业务在更多的情况下是指对某一部影 片或电视剧的

24、点播。用户可直接对当前播放的广播内 容和节目进行快退、暂停、快进操作，也可退出即时时 移功能立即返回到正常 DVB 广播节目的收看，有了即 时时移功能，用户完全可以在直播观看过程中按下暂 停按钮进行时移操作，以保证不会错过离开阶段的精 彩片段，也可以在回来后通过使用回退功能来回放错过的片段。结束语在三网融合大背景下，建立数字电视双向互动业 务平台成为必然趋势，将原来的单向接收的广播电视 向互动电视方向发展，实现交互业务，充分利用现有的 网络资源，实现资源的优化配置，充分发挥广电网络的 优势，参与信息化服务竞争，逐步发展城域监控、家庭 物联、远程会议等增值业务，为用户提供更好更优质的 服务，为真

25、正实现下一代广播电视网而努力，真正建设 起互联、互动、互通的下一代广播电视网。4参考文献:1惠新标，郑志航 数字电视技术基础M 北京: 电子工业出版社，2005 郑志航，惠新标，叶楠 数字电视技术原理 与 应 用 M 北 京: 中 国 广 播 电 视 出 版 社，2001收稿日期: 2012-02-152櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪毨广西有线:一张“大网”惠民生“自从开通了 HiTV 高清互动电视业务，我在家看电视就变成了用电视。”家住在广西南宁望州岭小区的李女士高兴 地说，HiTV 除了实现现有单向数字电视的基本电视功能和信息增

26、值服务外，还能提供包括高清视界、时移电视、电视课堂等全 新的业务内容，可以根据自己的喜好和需求来“掌控”电视节目。这是广西在广电网络“大网”上结的又一个硕果。依托自主研发的“桂创 CA”技术成果，广西率先在全国推出了 HiTV 高 清互动电视业务，让广西有线数字电视用户在全国最先享受到高质量的高清互动服务。目前，高清互动数字电视用户达 45 万 户，高清化率居全国首位。早在 2003 年，广西就启动全区广电网络资源整合，将互不联通的 90 个市、县分配网与干线网整合成一张“大网”; 2004 年5 月，在整合的基础上，经自治区人民政府批准，成立了广西广播电视信息网络股份有限公司，对全区广电网络

27、实行统一规划、 统一建设、统一管理、统一运营。这一体制机制上的创新，让广大群众真正享受到改革带来的实惠。在实施国家“村村通”广 播电视工程建设中，广西要完成 16 000 多个村屯的建设任务，占全国的五分之一，任务是全国最重的。然而，广西仅用 1 年时 间就完成了两年的建设任务，使 16 000 多个村屯的农民看上了有线电视。截至 2011 年底，广西全区广播电视人口综合覆盖 率达到 97% 。凭借全区“一张网”的整体优势，广西在全国率先完成了全区县以上城市有线电视数字化，建立了统一标准的区、市、县三 级数字电视技术体系，实现了全区高清数字电视和 3D 电视的全覆盖，让广电网络新技术真正实现了

28、惠民。为适应“三网融合”趋势，从 2005 年开始，广西广电网络公司在全区开展了网络双向化改造，5 年累计投资 5 亿多元，对全 区有线电视干线网、城域网进行了基于三网融合要求的总体技术规划，实施了干线网大规模扩容，使全区数字电视网具备了 承载多业务的能力，为全区 1 000 多家党政机关和企事业单位提供了专业、可靠的数据专网服务。2012 年，南宁市还被确定为 “三网融合”第二批试点城市。全区“一张网工”的成功建设，也带动了广西广电事业的快速发展。目前，广西广播电视信息网络股份有限公司服务的用 户总规模为 811 万户，公司年经营收入从 2005 年的 3 68 亿元增长到 2011 年底的 13 04 亿元，年均增长率达 23 47% ; 总资产 从成立时的 11 2 亿元增加到 34 43 亿元，增长了两倍多。www ccatv com588櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪毨櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪櫪毨