交互数字电视系统总体技术方案.doc

1 交互数字电视系统平台总体技术方案交互数字电视系统平台总体技术方案 一 一 概述概述 2 一 现状分析 3 1 交互电视业务发展概况 3 2 南京广电网络建设和业务发展现状 3 3 前期技术准备 4 二 业务发展目标 4 三 平台设计原则 5 1 先进性 5 2 开放性 5 3 可靠性 5 4 可扩展性 5 5 安全性 5 6 可维护性 5 二 二 平台技术体制的选择平台技术体制的选择 6 一 业务承载模式的选择 6 二 媒体格式的选择 6 三 视频服务器部署方式的选择 7 三 三 平台设计平台设计 9 一 平台总体构架 9 1 平台总体结构图 9 2 平台总体技术要求 10 二 网络与传输系统 11 1 视频流骨干传输网络 11 2 宽带IP骨干网络 12 3 接入网 12 4 IP QAM传输系统 12 三 事件信息调度系统 EIS 13 四 媒体资产管理系统 13 五 视频点播系统 14 1 VOD指令中心服务器 14 2 视频服务器 15 六 业务门户系统 15 1 用户请求响应模块 15 2 页面生成模块 16 3 EPG 数据处理模块 16 4 用户请求调度模块 16 5 业务数据采集上报模块 16 6 操作维护模块 16 7 VOD导航模块 17 2 8 VOD视频搜索模块 17 9 网页转换模块 17 七 业务运行管理系统 17 1 用户管理子系统 17 2 计费子系统 18 3 统计子系统 18 4 网管子系统 18 八 业务内容管理系统 18 1 EPG 制作及管理 18 2 广告管理 19 3 内容审核及分级 19 4 内容归档及入库 19 5 内容编排 19 6 内容定价策略 19 7 内容搜索 20 8 内容发布 20 九 机顶盒 20 十 各系统之间的接口 21 1 内部接口 21 2 外部接口 22 四 四 平台的技术特点平台的技术特点 22 一 采用静态方式实现交互点播的 CA 控制 22 二 采用 EIS 实现对条件接收 AC 数据的统一调度 23 三 采用可扩展的混合式视频服务器部署 23 四 确定机顶盒的接入认证要求 23 五 五 系统的投资预算系统的投资预算 24 一 一期 500 并发流投资预算 24 二 二期 5000 并发流投资预算 含一期预算 24 六 六 系统实施步骤系统实施步骤 25 一 项目组织及进度安排 25 二 系统分期规模 26 七 七 总体方案小结总体方案小结 26 一 一 概述概述 交互数字电视是数字电视和交互网络技术相互融合的产物 是有线电视达 到数字化 网络化与信息化目标的重要技术跨越 是实现 三网融合 中业务 融合的关键技术手段 交互数字电视为用户提供多功能 多业务 个性化的服 3 务 彻底改变了传统广播电视的应用模式 让用户由被动接收到主动选择 为 用户带来前所未有的使用体验 作为有线数字电视的一种特色技术 交互数字 电视无疑将对有线数字电视整体转换起到极其重要的推动作用 一 一 现状分析现状分析 1 交互电视业务发展概况交互电视业务发展概况 交互电视业务在国内外快速发展 随着视频编码与通信技术的进步 交互 电视分化出两种形态 由电信运营商推动的网络电视 IPTV 和由有线电视运 营商推动的交互数字电视 目前 全球范围内的 IPTV 商用化脚步已经迈开 在国内 电信 IPTV 业务试点在 40 多个城市先后展开 其用户发展呈现出比较 好的上升态势 对广电传统视频业务带来了极大挑战 交互数字电视业务在欧 洲 北美地开展已经取得成功 而且正在步入快速平稳的发展期 在国内 交 互数字电视业务模式已经基本成型 主要有两种 一是杭州广电与网通合作开 展的交互数字电视业务模式 通过网通 FTTLan 接入网和 IPTV 系统进行承载 为数字电视整体转换小区中约 30 的用户提供交互服务 二是深圳和保定广电 采用双向 HFC 网络结合 IP QAM 技术开展的交互数字电视业务模式 目前仍 处于试点阶段 2 南京广电网络建设和业务发展现状南京广电网络建设和业务发展现状 南京广电网络基本完成双向化改造 形成一定规模 截至 2005 年 11 月 城区有线电视网络覆盖率达到 98 用户数达到近 70 万户 完成对主城区有 线电视双向 HFC 750MHz 860MHz 网络的升级改造 开通光节点 1096 个 其中开通双向的光节点 935 个 建设 FTTLan 小区机房 71 个 覆盖用户 12 万 户 传输模拟频道 48 个 41 套电视节目 数字频道 24 个 108 套数字电视 节目 调频广播 8 个 NVOD 节目 18 套 系统地建立了有线数字电视技术新体系 构建了基于 IP 技术的多功能 智 能化 集成式数字电视前端播出系统 满足 150 套数字电视节目的传输 完成 了全市 1550 有线数字电视骨干传输网络 为城区和县城进行数字化整体转移 作好了骨干传输的准备 建成了数字电视业务平台 管理平台和内容平台 在 4 72 个新建小区开展了有线数字电视整体转化试点工作 全市发展有线数字电视 用户达 4 万户 通过网络改造虽然明显改善了有线电视的接收质量 但是在城区还有 40 以上的光节点没有达到覆盖 500 户以下的要求 光节点以下有 2 级放大器 回 传噪声较大 双向化质量不高 影响了这些区域双向业务开展 用户投诉率较 高 因此 要分步实施改造所有二级放大器接入网络 优化为一级放大器 特 殊情况可使用光节点直接带用户 3 前期技术准备前期技术准备 针对交互数字电视业务研发开展了大量前期工作 包括 完成了交互数字 电视机顶盒技术规范的起草 完成了多家 IPTV 系统的研究测试 完成了宽带 网承载交互视频流业务的测试和总结分析 目前正在建设交互式数字电视测试 平台 测试 HFC 网络和 FTTLan 网络上的交互数字电视业务运行效果 得出不 同网络对交互数字电视业务支持能力的技术数据 对交互电视系统 交互网络 支撑和交互机顶盒的实际应用和技术进行研究 奠定了技术人才培养的基础 为下一步建设交互数字电视系统平台积累了一定的经验 二 二 业务发展目标业务发展目标 根据 南京广电网络有限责任公司交互数字电视发展规划 确定的交互式 数字电视发展的目标任务 要加快有线数字电视的内容集成和信息采集 在保 证公共服务的同时 努力满足市场需要 大力开展交互数字电视业务 开发培 育文化娱乐消费市场 满足人民群众多层次 多样化 个性化的需求 2006 年 发展交互数字电视 5 万户 2007 年发展交互数字电视 15 万户 2008 年发展 交互数字电视 10 万户 平台需要符合业务发展目标要求 为用户重点开展视频点播服务 辅助结 合开展交互游戏 互动教育 家庭卡拉 OK 等增值业务 实现以下业务功能 1 双向交互点播 VOD 业务 实现真正即点即播的 VOD 业务 VOD 业务的 关键是能否激发用户点播的冲动 通过在 VOD 系统上挂接影评搜索等技术 手段 提供尽量丰富的点播手段和界面 以最大限度地激发用户点播的冲 动 使其在不知不觉中产生更多的消费 5 2 交互式视频广播业务 通过电视 Flash 电视短信评论等手段 使用户方便 地参与到节目中来 以激发用户收看数字电视节目的兴趣 提高粘着度 3 电视视频 数据链接式播出业务 开展和视频节目相关联的数据业务 4 电视互动游戏 在双向网环境下开展电视互动集体游戏 三 三 平台设计原则平台设计原则 1 先进性先进性 平台应采用国际上先进的 成熟的数字视频 计算机及网络技术 设备软 硬件应具有最优的性价比 系统总体设计应具有超前性 2 开放性开放性 平台的各项技术和设备应符合国家有关标准 平台应具有良好的互操作性 接口协议开放 符合标准 3 可靠性可靠性 平台应具有很高的稳定性和可靠性 播出设备每天 24 小时运行 平台必 须有长时间多用户的实际应用考验 关键设备应冗余配置 同时提供各种故障 的快速恢复措施 并应充分考虑平台的应变能力和容错能力 4 可扩展性可扩展性 近期目标与长远发展有机结合 选用具有良好升级能力和扩展性的设备 平台应具备良好的可扩展性和移植性 应尽可能按模块化设计 将来随着业务 种类的增长 平台应具有平滑扩展和在线升级能力 5 安全性安全性 应充分考虑平台的安全性和保密性 必须具有先进 完善的系统管理 用 户管理 计费管理和认证加密 6 可维护性可维护性 平台软 硬件应具有良好的可维护性 对平台中主要设备应提供性能检测 6 记录 告警 维护等手段 二 二 平台技术体制的选择平台技术体制的选择 一 业务承载模式的选择业务承载模式的选择 目前 实现交互式数字电视业务承载模式主要有两种 一是 IPTV 单向 DVB 模式 数字电视广播业务通过单向有线电视网传输 数字电视交互业务通 过宽带 IP 网络传输 二是 IP QAM 模式 数字电视广播业务和数字电视点播 视频流通过双向 HFC 网传输 交互信息通过 CM 系统或宽带 IP 网络传输 IPTV 单向 DVB 模式中 交互视频业务流由宽带 IP 网络完成承载 要求 较多的带宽资源与高等级的服务质量 双向 HFC 网络上 CM 系统虽可实现宽 带接入和交互通信 由于其在下行可用带宽上受到限制 目前还无法适应交互 视频业务流的承载 因此 如采用 IPTV 单向 DVB 模式 则必须建设一张覆 盖全城的宽带 IP 网络 IP QAM 模式中 边缘 IP QAM 设备可放置于局间站或二级站 接收视频 服务器产生的点播视频流 产生 64QAM 或 256QAM 调制信号并向下进行传输 到用户终端 该模式下 对交互视频业务流与交互控制信息流的承载进行了分 离 这样有利于简化网络设计 降低了业务对交互通道的带宽与服务质量的要 求 南京现有 FTTLan 接入网络仅覆盖 12 万户 而在短期内大规模投入建设 FTTLan EPON 等接入网络需要投入大量的人力 物力和财力 五类线入户难 也是一直困扰运营商的一个问题 因此难以在全城采用 IPTV DVB 模式开展交 互数字电视业务 根据对 HFC FTTLan EPON GPON Lan C Lan 的几种接入网形 式的技术分析 成本测算 承载交互数字电视的能力等方面的分析 在目前基 本完成有线电视双向化改造的基础上 IP QAM 的模式是部署快 投资少 能 最快见效的技术方式 能够满足高接入率下的交互数字电视业务的开展 二 媒体格式的选择媒体格式的选择 目前 可以选择的媒体格式有 MPEG 2 MPEG 4 H 264 等 7 在全球范围内 交互电视商业运营系统较少采用 MPEG 4 与 H 264 其主 要原因在于 作为一种比较成熟的编码技术 MPEG 2 的采用具有延续性 而 且仍在被众多内容供应商与运营商继续采用 高昂的使用许可费影响了芯片厂 商 设备厂商和运营商采纳 MPEG 4 与 H 264 的积极性 对于内容供应商而言 还有已经生产的 MPEG 2 片源转码为 MPEG 4 与 H 264 的高额成本的问题 H 264 虽被普遍看好 但目前由于应用受到一些技术限制以及芯片仍无法量产 其进入商用估计还需要 1 2 年左右的时间 在目前阶段以及未来 1 2 年内 作为交互数字电视的主流编码方式 MPEG 2 被其他编码技术完全替代的可能性不大 其根本原因在于 围绕 MPEG 2 已经形成完整的产业链 端到端的系统标准与应用规范已经非常完备 终端芯片已经量产且价格低廉 随着技术的成熟与应用的普及 在将来适当的阶段可以考虑从 MPEG 2 过 渡到 H 264 过渡实施可以分为 3 个阶段 H 264 少量业务试运行阶段 H 264 业务并存阶段 H 264 完全过渡阶段 三 视频服务器部署方式的选择视频服务器部署方式的选择 交互数字电视系统平台中视频服务系统可以采用集中部署和分布部署两种 方式 在初期支持并发流不多 一般采用集中部署方式 即将视频服务系统集 中放置在总前端 通过千兆骨干路由交换机 光纤直连或 xWDM 将下行点播视 频流传输至各分前端 IP QAM 其优点是 1 便于对系统进行集中管理和控制 2 便于实施负载均衡策略和冗余策略 当某个 IP QAM 下实际并发需求超出 IP QAM 最大支持并发量 且总体实际并发需求仍低于视频服务系统的最 大并发支持 此时只需要增加 IP QAM 的数量 而不需要增加视频服务器 的数量 如某个视频服务器宕机 可以方便的切换到其他视频服务器 3 可以根据用户发展需要增加 IP QAM 与视频服务器 方便的扩展系统的总 体负载平衡能力 4 对存储系统的构建没有限制 可根据需要选择采用采用集中式存储系统或 分布式存储系统 初期可选择投资较少的集中式存储系统 5 便于将各种 EPG 数据广播与授权信息等插入到 IP QAM 的传输流中 8 6 集中部署的投资规模可控 其唯一的缺点是 由于是通过光纤直连或 xWDM 构成视频骨干传输网络 因此随着 IP QAM 的数量的增加 需要占用较多的光纤通道 分布部署方式下 视频服务器放置到各分前端 组成分布式构架 其优点 是 1 对骨干传输网络要求相对较低 在各分前端放置视频服务器 边缘存储系 统和 IP QAM 各分前端边缘存储系统中的节目可供用户就近点播 对边 缘存储系统中未有节目的点播 需中心视频服务器将视频流推送到该分前 端 IP QAM 中心存储到边缘存储的内容分发对骨干传输网络带宽与传输 优先级要求相对较低 2 对中心存储系统安全性要求相对较低 中心存储或骨干传输网络的故障不 会影响某分前端下的用户点播边缘存储中的节目 缺点是 1 边缘视频服务器和分布存储系统投资较大 如果是完全分布式部署时 在 每个分前端都需要配置边缘视频服务器 不能够做到总体上的负载均衡 2 分前端边缘视频服务器的单点故障的避免是由中心服务器提供 N 1 的备份 而中心服务器的备份能力是有限的 综合上述集中和分布部署的优缺点 在具体建设中 可以选择从集中部署 向分布部署的过渡方案 具体策略如下 1 初期将视频服务器集中放置在总前端 通过骨干交换机负载均衡策略 将 视频流分发至各分前端 IP QAM 这样的好处是可以做到视频服务器和分 前端 IP QAM 的灵活增减和配置 投资灵活可控 2 当某一分前端用户数增多时 可以在总前端增加一台视频服务器 光纤直 连到该分前端 24 口 IP QAM 的一个千兆口 逻辑上作为分前端视频服务 器使用 物理上仍然放置在总前端 分前端 24 口 IP QAM 的另外一个千 兆光口作为备份链路连接到原来骨干交换机 当该分前端视频服务器宕机 时 仍然由集中部署的总前端视频服务器提供点播流服务 这一过渡阶段 9 总前端视频服务器分为两组 一组由各逻辑上的分前端视频服务器组成 分别通过光纤或者 DWDM 直连到各分前端 IP QAM 另外一组视频服务 器通过骨干交换机连接作负载均衡 为各分前端视频服务器的备份以及尚 未达到单独部署分前端视频服务器的那些分前端 IP QAM 的点播流分发 此时中心存储仍然共享 3 最终阶段当多个分前端的点播用户都很多 且至少需要一台单独的分前端 视频服务器来承载视频流时 可以将逻辑上的分前端服务器物理上搬迁至 相应的分前端 同时配备相应的边缘存储容量 总前端视频服务器此时仍 然可以作为各分前端视频服务器的备份和边缘存储没有节目的点播用 以上视频服务器部署从集中到分布的逐渐过渡方案适合初期把握不了用户 实际可发展到规模 投资较为灵活 但是该部署方案实施的前提是 中心必须 建成高可靠的存储 用于负载均衡的骨干交换机要求是双机冗余 否则会成为 单点故障 10 三 三 平台设计平台设计 一 一 平台总体构架平台总体构架 1 平台总体结构图平台总体结构图 媒媒体体资资产产管管理理系系统统 媒媒体体资资源源传传输输 网网络络 下下行行 RF广广播播信信号号 VOD流流 RF信信号号 光光 发发 光光 收收 RF 接接入入 FTTlan CM CMTS 头头端端设设备备 楼楼栋栋交交换换机机 小小区区交交换换机机 边边缘缘路路由由交交换换机机 宽宽带带IP骨骨干干网网络络 分分前前端端 局局间间 站站或或二二级级站站 交交换换机机 交交互互STB 内内置置CM 交交互互STB 交交互互STB IP QAM GbE IN 用用 户户 RF混合器 分分前前端端 局局间间 站站或或二二级级站站 网网 管管 接接 入入 CA 加加 密密 信信 息息 内内容容存存储储 系系统统 4000小小时时 视视频频流流骨骨干干传传 输输网网络络 核核心心交交换换机机 主主 核核心心交交换换机机 备备 15 1GMbps 视视频频流流 主主 15 1GMbps 视视频频流流 备备 1GMbps视视频频流流 主主 1GMbps视视频频流流 备备 CMTS下下行行信信号号 光光 发发 光光 收收 CMTS回回传传信信号号 中中心心视视频频服服 务务器器 业业务务内内容容管管理理系系统统 VOD指指令令中中心心系系统统 CA系系统统 事事件件信信息息调调度度系系统统 EIS 业业务务运运行行管管理理系系统统 业业务务门门户户系系统统 2 平台总体技术要求平台总体技术要求 为实现交互业务发展目标 并适应后续系统扩展的要求 平台需要符合以 下几个方面的要求 1 平台结构要求 采用两层结构 基于局间站构成平台的核心层 二级站构成边缘层 随 着业务扩展可将边缘层从二级站推移到小区 2 平台管理功能要求 支持用户管理 订购管理 网络管理 流量与带宽控制 内容管理 运行 管理 平台管理与日志 具有与综合业务计费系统 媒资系统 统一网管系统 的标准接口 3 传输与控制要求 11 支持门户页面导航与 SI PSI 信令相结合的电子节目指南 支持基于条件 接收系统加扰方式的内容保护 支持授权信息在主节目通道或所有节目通道的 插入 采用 HTTP 控制协议或 RTP RTSP RTCP 协议进行视频流的点播 下行 MPEG 2 点播流通过 IP QAM 传输 基于 UDP 协议进行传输流的封装 4 视音频编码要求 视频编码 MPEG 2 4 2 Mbit s 音频编码 MPEG 1 Layer 2 128 kbit s 视音频传输速率 4 5 Mbit s 5 接入要求 可根据用户具体网络状况选择 CM 或 Fttlan 接入方式提供回传交互通道 6 终端要求 机顶盒可选择配置 10 100Mbps 以太网接口或内置 CM 模块 必须具有支 持基于浏览器 瘦客户端或中间件方式的视频点播模块 必须具有可远程网管 与软件升级的能力 必须支持智能卡接口 必须支持宽带接入认证 支持智能 卡与 IP 地址的混合身份识别 必须开放机顶盒的集成规范 7 业务支持 能够同时实现电视上网 电视游戏 电视 Flash 等业务 同时支持双向电 视业务和 WEB2 0 电视业务 二 二 网络与传输系统网络与传输系统 1 视频流骨干传输网络视频流骨干传输网络 交互式数字电视业务的的视频流传输需要一个大容量 高性能的网络来支 撑 而采用 IP QAM 技术路线则要求更健全的传输体系来保障 考虑到整个系 统平台将视频服务器放置在中心节点的方式 骨干传输网络应选择适合大容量 单向传输的 WDM 技术 WDM 技术可以充分利用光纤的巨大带宽资源 使一根光纤的传输容量比 单波长传输增加几倍至几十倍 初期交互式数字电视业务传输容量不大时可直 接使用光纤 传输容量需求急剧上升时可逐步应用粗波分复用技术 CWDM 密集波分复用技术 DWDM 在节约光纤资源的条件下保障海量视频节目流 的稳定传输 12 根据市场预测和业务需求 在业务发展的初期阶段 视频服务器集中部署 按总共 15 个分前端计算 每个分前端配置 1 台 IP QAM 设备 这样含链路备 份的传输需求为 30 个 GE 可以使用光纤直连的方式 排除中心节点和所辖分 前端覆盖的用户 实际对环网的光纤需求为每个方向 12 芯光纤 X2 共 24 芯 采用全星形双路由拓朴向每个分前端传输 随着业务量的增长和用户数量的提高 系统容量逐步增加将最大支持 5000 个并发流 这样按总共 15 个分前端计算 平均每个分前端需 2 台 IP QAM 设 备 如果此时视频服务器集中在中心节点 则需要从中心节点将视频点播服务 器的所有 GE 传输到各个分前端 考虑链路备份需要传输总共 60 个 GE 业务发展成熟阶段 各分前端的 IP QAM 设备大量增加 继续大量占用骨 干环网光纤已不适合 可采用 CWDM 技术来完成视频流的传输 如 4 8 个 GE 为一组 在一根光纤中合波 传输中可灵活使用光分路器 到各分前端后将所 需广播分离出来 接入 IP QAM 设备 这样在现有骨干光纤资源的条件下 占 用骨干环网 24 芯光纤可支持 96 192 个 GE 传输 如业务量进一步增加 可采用 DWDM 技术 现在的 DWDM 技术支持单纤 32 个以上 GE 传输 如采用视频服务器分布式放置 由于对传输实时性要求不高 无需采用 WDM 技术 可建独立的千兆 IP 路由交换平台 用于核心服务器和边缘服务器 之间的业务数据传输 2 宽带宽带 IP 骨干网络骨干网络 交互数字电视业务的上行点播指令 下行浏览页面 数据信息服务等在内 的交互信息需要通过宽带 IP 骨干网承载 为了保证交互数字电视业务的服务质 量 必须采用万兆网络技术和 MPLS 等新技术 完善和扩建现有的宽带 IP 骨 干网 B 平台 实现在网络关键性能 功能和关键业务支持能力上满足交互网 络平台的安全可靠性的要求 3 接入网接入网 交互式数字电视业务的交互通道接入网络可采用南京广电网络已有的宽带 接入系统 即 CM 或 FTTLAN 13 在具体业务实施时可提供不同的机顶盒提供服务 如果采用 STB 内置 CM 的方案 点播或控制信息通过内置的 CM 回传到 CMTS 再通过宽带 IP 骨干网 络传送到业务管理系统 完成交互通道的功能 同时可考虑支持用户通过机顶 盒内置 CM 上网 如果采用 STB CM 或 FTTLAN 的方案 用户已经是南京广 电宽带用户 用户可引网线到机顶盒 在机顶盒上的操作通过宽带接入网络回 传 完成交互通道功能 目前南京广电网络的 CMTS 设备可支持的宽带用户约 30000 户 主要支 持用户上网业务 采用 CM 系统作为交互通道的接入网络 为支持 50000 户交 互式数字电视用户 需将交互式业务用户视为新增宽带用户 根据每台 CMTS 支持 500 个注册用户规划 需增加 100 台 CMTS 设备 可根据业务发展分阶 段逐步增加 CMTS 为避免宽带业务和交互式数字电视业务之间的互相干扰 可考虑采取源 IP 地址路由等技术手段 将不同业务分离 做到统一的接入平台支持多个业务 4 IP QAM 传输系统传输系统 交互数字电视系统选择 IP QAM 来实现 VOD 视频流在接入网的传输与调 制 一般 IP QAM 设备支持 2 个互为备份的 GE 端口输入 24 个占用 8MHz 频 宽的频点 12 组 输出 采用 64QAM 调制 最大容量输出 192 个节目流 4 5Mbps 为在全网推广业务 初期在未完成整体转换的情况下 不可能占用很多频 点传输交互式数字电视 根据目前一般分前端模型覆盖 128 个光节点计算 如 采用空间分割的方式 以每台光发射机带 4 个光节点计算 共 32 台光发射机 有 32 个组可重复使用相同的频点 规划 2 个频点输入光发射机 支持 16 个并 发流 即总共可支持 16X32 512 个并发流 5000 个并发流平均分配到各分前 端约 334 个 空分方式频点可支持 512 个并发流远高于需求的 334 个并发流 也高于 2 台 IP QAM 设备的输出容量 384 个并发流 所以空分的方式完全可支 持设计容量 考虑到各站覆盖的交互数字电视用户 并发率 光节点数量可能 不均衡 可规划 2 个频点用于交互式数字电视下行传输 如果某一光节点并发 数量提高 可灵活采用空分与扩展频点的方式解决 根据平均每分前端 333 个并发流计算 每站所需的 IP QAM 设备为 2 台 14 共需 42 频点 一般 IP QAM 设备设计 2 个连续频点对应 1 个上变频器模块 则共需要 21 个模块 实际业务实施时各分前端可先配置 1 台 IP QAM 设备 上变频器模块可根 据并发流数灵活配置 三 三 事件信息调度系统 事件信息调度系统 EIS EIS 在交互数字电视系统平台中具有重要的作用 它在 IP QAM 业务系 统 条件接收系统之间承担中心协调者的角色 它对来自传输 业务系统的复 杂业务的内在属性进行合理抽象并加以利用 最终生成可以被各种不同的条件 接收系统利用并加以控制的属性描述 该属性描述通过统一的 Access Criteria Data AC 数据 的形式具体表达出来 在传统的数字电视系统中 在前述各 个系统之间没有一个有效的调控者 因此能够呈现的业务是单一的 分离的 无法扩展的 在交互数字电视系统中 需要面对大量的内容与复杂的业务属性 如各种类型 PPV 各种交互业务的引入 都必须要通过 EIS 在相关环节上进行 完整的调度 四 四 媒体资产管理系统媒体资产管理系统 为了保证多个播出系统大容量的播出需求和保存需求 必须建立大容量的 完善的在线存储 离线存储和近线存储系统 为了建设多功能的采集系统 支 持采集包括 DVD SDH DVB S DVB C 和各种录象磁带多种媒体节目的能 力 为了满足多种格式的发布能力 必须建立多格式的发布系统和转码中心 建设强有力的编辑系统 节目素材通过剪辑 编辑 编目 审片等流程生产大 量的可播出成片 按照现代媒体运行规律 建设面向运营的高效率的业务运行 管理系统 15 收录工作站 主数据库 服务器 转码传输服务器 编目1 编目2 审片1 审片2 网关工 作站 无卡1无卡2 无卡3 无卡4 无卡5 无卡6 主MDC服务器 备MDC服务器 存储迁移 服务器1 存储迁移 服务器2 备数据库 服务器 WEB数据库对内WEB检 索服务器 WEB检索流 媒体服务器 4T FC盘阵 有卡编辑 FTP服务器 LTO2 磁带机 FC硬盘阵列 16口FC交换机16口FC交换机 千兆交换机千兆交换机千兆交换机 AV ASI ASI ASI ASI 芯跳线 光纤 网线 图例 光纤级联线 AV线 ASI线 SCSI线 Bigband DVB交换机 数数字字电电视视多多媒媒体体内内容容平平台台系系统统图图 FC硬盘阵列 交互式数字电视 内容近线存储 数字电视内容 近线存储 IPTV交换机 离线存储 在原有的媒体资产管理系统中进一步增加 10T 的近线存储 50T 的离线存 储 5 台转码机及交换机的周边设备 以满足交互数字电视业务发展的需要 五 五 视频点播系统视频点播系统 1 VOD 指令中心服务器指令中心服务器 由 VOD 系统指令中心主要负责协调视频服务器 客户端 STB 和 IP QAM 以及相应的业务门户系统 业务运行管理系统共同完成用户的点播过程 由 VOD 指令中心软件和硬件设备组成 当用户 STB 发送点播请求时 由上行通道将该指令发至指令中心服务器 此时指令中心与其他业务系统进行通信和调度 通过相应接口对业务运行管理 系统数据库进行访问 确认用户的有效性并完成节目的订购 对各视频服务器 和 IP QAM 进行实时监控确认采用哪台流服务器和哪台 IP QAM 的哪个通道对 用户进行服务 并向 STB 发送相应的 EPG 信息 节目信息和调谐频率信息 同时在点播过程中需要保持心跳信息 支持用户的快进快退暂停信息并记录用 户点播开始和结束信息 将用户点播详单信息以一定格式 如 XML 实时或者 16 准实时发送到业务运行管理系统计费子系统 VOD 指令中心软件还应当通过内 容管理系统获知边缘存储和中心存储的内容存储 此外还可以通过 VOD 指令 中心系统与相应的 CA 接口对点播视频流进行加扰 VOD 指令中心系统服务器在设备配置上采用冗余配置 两台服务器 确保 在一个指令中心服务器出故障情况下另一个指令中心服务器可以正常接替工作 而不会影响系统工作能力 要求至少支持对 5000 个并发流的管理与控制 同 时要求某一时刻的对并发处理有较高要求 VOD 指令中心系统将来要易于扩容 2 视频服务器视频服务器 视音频传输码流为 4 5Mbps 按照每台视频服务器最大输出 900M 视频流 可支持 200 个并发流计算 前期支持 500 个并发流需要 3 台中心视频服务器 中心在线存储考虑冗余需要 14T 的容量 大致为 4000 小时的节目量 如进一 步支持 5000 个并发流 则需要新增 25 台边缘视频服务器 边缘存储 1T 支 持 400 小时的节目量 3 台中心视频服务器作为 25 台边缘视频服务器的备份 中心视频服务器和存储系统之间通过存储通道交换机互连 形成类似于 SAN 架 构的存储 所有的通信都在光纤通道的网络上完成 此外还需要配置两台骨干 交换机 背板交换能力为 128G 左右 端口数量至少为 64 个 用于中心视频服 务器与边缘视频服务和 IP QAM 设备的互联 六 六 业务门户系统业务门户系统 1 用户请求响应模块用户请求响应模块 用户请求响应模块主要接受来自机顶盒的业务使用请求 并做出响应 具 体功能有 1 机顶盒开机认证时 首先将用户信息转发给业务运行管理平台 业务运行管理平台返回该用户所订购的服务信息 同时机顶盒也获得了业务门 户入口列表 2 机顶盒向 EPG 服务器发起获得 EPG 首页的请求 EPG 服 务器根据用户信息下发不同 EPG 页面 3 用户根据 EPG 服务系统提供的 栏目和节目使用业务 EPG 服务系统响应用户请求 并将请求信息转发给业务 运行管理平台 通过业务管理平台的认证 如果用户具有使用相应业务的权限 17 则开始使用业务 如果用户没有使用户响应用相应业务的权限 EPG 服务系 统返回该业务的订购提示信息给用户 用户可以立即订购后使用该业务 2 页面生成模块页面生成模块 页面生成模块的功能是根据用户的不同属性动态生成不同的 EPG 页面 当用户接入到 EPG 服务系统后 EPG 服务系统将用户信息转发到业务管理平 台进行认证 业务管理平台返回该用户的用户类别 EPG 服务系统根据用户 对应的页面模板文件以及元数据 动态生成与该用户相对应的 EPG 页面 3 EPG 数据处理模块数据处理模块 EPG 数据接收模块主要有以下三个功能 1 接收来自业务内容管理平 台下发的 EPG 页面模板数据 并进行存储 2 接收来自增值业务平台能力 系统的 EPG 页面元数据 并进行存储 4 用户请求调度模块用户请求调度模块 该模块是本地网 EPG 服务系统所具备的功能模块 接收用户请求 并根 据 EPG 服务系统的负载情况 进行合理的调度 返回用户访问入口地址 5 业务数据采集上报模块业务数据采集上报模块 EPG 服务系统记录用户访问 EPG 页面的数据 并将数据定期上报到业务 管理平台 由业务管理平台负责数据的统计分析 6 操作维护模块操作维护模块 操作维护模块主要提供EPG服务系统自身的管理功能 具体包括 1 系 统配置功能 EPG服务系统自身的IP地址 端口 服务区域信息 所属的本地 网中心EPG 服务系统等 2 与EPG 服务系统有接口的设备的信息配置功 能 包括 IP 地址 端口 服务目录 登录名 密码 模板存放目录等 3 页 面模板数据和元数据的管理功能 包括 增加 删除 查询 修改等 4 操 作员权限管理功能 包括 操作员信息管理 操作员权限管理 5 用户请求 的调度策略的设置 6 日志的管理功能 包括 系统运行日志 操作日志的 18 查询和备份功能 7 系统数据的备份和恢复功能 7 VOD 导航模块导航模块 VOD 导航模块主要功能包括 在内交互情况下 根据机顶盒请求从节目信 息数据库中取出相应节目导航信息实时发布 也可以通过视频搜索引擎从 Internet 上取得更丰富的相关节目信息发布 在内交互情况下 可以把最热门 的节目导航信息以 XML 等格式送入数据广播系统发布 机顶盒可以通过浏览器 在该广播通道中直接点播热门节目 在外交互情况下 把主要的节目导航信息 以 XML 等格式送入数据广播系统发布 用户可以通过电话 短信等方式进行点 播 8 VOD 视频搜索模块视频搜索模块 VOD 视频搜索引擎主要实现根据机顶盒请求从节目信息数据库中取出相应 节目导航信息实时发布 也可以通过视频搜索引擎从 Internet 上取得更丰富的 相关节目信息发布 9 网页转换模块网页转换模块 网页转换模块是专为机顶盒电视机显示而设计的电视网页自动生成系统 可以自动生成各种模板版本的 HTML 页面并通过 OC 打包机广播下行 功能支 持 自动送 OC 打包机发送 审查数据内容 把审查后内容生成指定模板的 HTML 网页并送 OC 打包机发送 七 七 业务运行管理系统业务运行管理系统 1 用户管理子系统用户管理子系统 用户分组管理包括对分组进行查询 新建 删除 编辑等 用户信息管理 包括修改用户基本信息 可依据用户帐号 分组 区 县 类型等查询用户信息 2 计费子系统计费子系统 提供数字电视交互增值业务计费功能 同时通过开放的计费接口 可以将 19 交互数字电视业务计费系统同综合业务计费系统对接 实现统一计费 系统可 支持下列计费方式 按次计费 包月计费 包时计费 按频道计费 套餐计费等 3 统计子系统统计子系统 提供统计分析功能 可以通过统计表或者统计图直观准确地把握业务运营 状况 适当调整运营策略 使交互增值业务长期良性运行 系统提供的统计分 析功能包括 分时段统计最高收视率 统计给定的一段业务期间每天 24 小时 中每个小时的最高点播次数 分用户组统计每月节目点播次数 按月统计节目 点播率等 4 网管子系统网管子系统 配置管理 对每个被管理的设备 可以给出详细的配置信息 故障管理 包括告警实时监视 故障信息处理 告警定位 告警过滤和模板 性能管理 服务器运行状态监控 在运行设备的实时性能监测 包括 CPU 内存 硬盘 网络的使用情况 每个设备的进程级跟踪 跟踪流的播放状态并进行控制 权 限管理 分权分域管理 根据地理域或者业务域划分管理域 分权可以细分到 用户的操作权限和具体应用 日志管理 完善的日志存储和查询功能 八 八 业务内容管理系统业务内容管理系统 1 EPG 制作及管理制作及管理 1 模板管理模板管理 EPG 模板是指设定 EPG 菜单呈现方式约束条件的统一文件 模板管理具 备以下功能 模板制作及上传 指根据特定风格生成 EPG 模板文件后 上传 到模板管理系统 模板预览和审核 指 EPG 模板效果的预先浏览 对显示效 果进行审核 模板用户适配 针对不同用户类型 提供不同的模版进行适配管 理 模板版本管理 指对 EPG 模板的版本号和版本发布进行管理 模板发布 接收 通过文件传送方式进行 EPG 模板的发布和接收 20 2 元信息管理元信息管理 EPG 元数据至少应包括节目名称 节目分类 节目级别 节目简介 演 员信息 导演信息 海报 有效时间等 EPG 元数据管理是指对 EPG 的元数 据进行添加 修改 删除 查询 发布 接收等操作 管理员可以对 EPG 元数据进行添加 修改 删除 查询等基本操作 EPG 的元数据具有相应的时效性控制 包括生效时间 失效时间和生存期控 制 元数据制作完成以后 采用 FTP HTTP 的方式传输 2 广告管理广告管理 广告管理是对广告插播的管理 广告插播是指在直播节目中插播广告 广 告管理支持 广告文件管理 对文件进行分类 存储等管理 设置广告插播的 策略 包括插播频次 插播时长 插播位置 插播起止日期等信息 支持根据 插播策略自动插播广告 按节目类型批量对节目进行插播广告 3 内容审核及分级内容审核及分级 内容管理系统支持根据节目内容性质 内容质量等对节目进行审核和分级 并将内容审核结果和分级结果形成节目的元数据 只有审核过的节目才能予以 发布 内容审核及分级支持 支持人工或自动审核 支持批量设置审核状态 4 内容归档及入库内容归档及入库 内容管理系统支持对 CP SP 提供的增值业务内容进行归档和分类 归档 指利用数据库来记录编目归类信息 入库指对已归档的媒体资产实现在线存储 和永久性存储 5 内容编排内容编排 根据内容名称 内容类型 内容特点等内容元数据来对业务内容进行整理 归类 并形成相关的栏目编排 6 内容定价策略内容定价策略 业务内容管理系统支持节目定价审批 以及套餐定义和计费策略定义 下 21 发 查询等功能 并支持一下功能 引入 CP SP 的新节目并与之商定计费结 算方式 由业务管理平台完成 对内容的定价进行审批 对计费套餐进行定义 对计费策略进行定义 向业务管理平台请求查询 修改和删除已下发的套餐定 义和计费策略 7 内容搜索内容搜索 内容搜索引擎的作用是利用计算机的快速自动化的手段 对内部媒体资产 进行充分高效的使用 应当满足以下要求 支持按照节目名称 类型等索引信 息在数据库内进行节目查询 查询结果以列表方式显示 可浏览编目信息 并 显示节目所在位置 可进行批量 自动 手动下载 可将下载记录写入系统日 志中 同时 搜索引擎应当支持对外部 如互联网 内容的查询检索 生成信 息同样满足上述要求 8 内容发布内容发布 内容发布是指将内容名称发布到 EPG 用户通过 EPG 选择相应的节目 根据发布内容 自动更新 EPG 信息 同时发布到电子节目单服务系统 支持 两种方式发布 EPG 信息 即立即发布方式和定时发布方式 支持取消已发布 的内容 对发布的内容设置存在周期 资费等信息 支持对已发布的节目按节 目名称 节目分类等进行检索 九 九 机顶盒机顶盒 双向增值业务需要机顶盒端相应业务软件的配合 从机顶盒资源占用和集 成的方便性考虑 以浏览器为基础入口实现双向业务是最理想的做法 如果必 须在终端植入其它应用软件 该软件需要免费 用户通过机顶盒内预装的浏览器对 VOD 节目菜单页面进行浏览 当找到自 己感兴趣的影片时 可以选择搜索按钮获得互联网上和该节目有关的影评 节 目背景等信息 可以多层进入 以激发用户点播的冲动 可以选择播出按钮进 行预览和点播 在播放过程中可以选择快进 快退 暂停 停止等 VCR 操作 用户通过机顶盒内预装的浏览器进行网上冲浪 运营商通过设定可以让用 22 户通过门户模板网关进入互联网 以增加广告收入 并对用户所可以看到的互 联网内容进行选择控制 也可以直接上互联网 用户通过机顶盒内预装的浏览器进入电视游戏平台 通过 MAC 地址或 IC 卡号进行唯一识别的注册 可以开展互动集体游戏 实现交互数字电视业务需要与终端在基础层 播放层 控制层及键值宏定 义几方面制订规范 十 十 各系统之间的接口各系统之间的接口 1 内部接口内部接口 1 业务运行管理系统与业务系统的接口业务运行管理系统与业务系统的接口 业务运行管理系统提供对各个业务系统提供支持业务的管理与协调 实现 业务使用中认证 计费 业务生命周期 日志信息等信息的传递 提供业务数 据采集上报以及终端支撑能力的判断 实现平台设备配置管理 状态信息 告 警信息 设备维护等数据的传递 2 业务运行管理系统与业务门户的接口业务运行管理系统与业务门户的接口 业务门户功能通过EPG实现 增值业务的内容频道的链接信息传递给业务 管理平台后 由业务运行管理平台传递给业务支持系统 3 业务运行管理系统与业务接入网关的接口业务运行管理系统与业务接入网关的接口 通过业务网关负责虚拟用户和虚拟货币的管理 实现业务运行管理平台与 CP SP之间的数据转换 实现CP SP到用户之间的服务提供 4 业务接入网关与业务门户的接口业务接入网关与业务门户的接口 在业务运行管理系统控制下 通过业务门户 EPG 实现用户到外部 CP SP 服务的链接 5 业务门户与业务系统的接口业务门户与业务系统的接口 在业务运行管理系统的控制下 通过业务门户 EPG 实现用户到本地业务系 统服务的链接 23 2 外部接口外部接口 1 平台与平台与 CA 系统的接口系统的接口 通过条件接收系统统一授权接口实现与 ChinaCrypt 和 Novel Tongfang 两 家 CA 系统的连接 基于 TCP 连接进行授权与取消授权的数据交换 2 平台与数字前端系统的接口平台与数字前端系统的接口 UDP 协议将来自数字前端系统的 ECM EMM SI PSI 信息插入到 IP QAM 的下行传输流中 3 平台与综合业务计费系统的接口平台与综合业务计费系统的接口 平台业务运行管理系统需要通过该接口与综合业务计费系统交换用户基本 信息 帐户信息 计费信息 通信协议采用 SOAP 协议 实现业务管理系统与 综合业务计费系统数据的实时交换 4 平台与媒资系统的接口平台与媒资系统的接口 平台业务内容管理系统可以通过专用接口方式或内容文件直接访问方式实 现对媒资系统内容的读取 5 平台与统一网管系统的接口平台与统一网管系统的接口 平台业务运行管理系统网管子系统采用SNMP定期采集运行数据 再由网 管子系统通过SNMP上报到统一网管系统 6 平台与平台与 CP SP 的接口的接口 为实现第三方 CP SP 的接入 平台业务接入网关采用通用且易实现的接入 协议 可基于 HTTP S 协议实现 四 四 平台的技术特点平台的技术特点 一 一 采用静态方式实现交互点播的采用静态方式实现交互点播的 CA 控制控制 对于 IP QAM 模式来说 节目流加扰与点播产品控制是一个较难解决的技 术难点 对于交互视频点播 CA 系统采用动态控制的实施难度很大 基于上 24 述情况 拟考虑采用实现较为容易 耗用系统资源较低的静态方式实现对交互 点播节目的 CA 控制 静态方式下 对所有的 IP QAM 的输出通道 预先设定 与 CA 系统产品的对应关系 在每次点播节目的开始与结束时间 由视频点播 系统向条件接收系统统一授权接口发出授权与取消授权控制 由网络公司自主 开发的条件接收系统统一授权接口已可靠运行超过 1 年时间 目前综合业务计 费系统的所有授权控制都通过条件接收系统统一授权接口完成 二 二 采用采用 EIS 实现对条件接收实现对条件接收 AC 数据的统一调度数据的统一调度 采用 IP QAM 模式需要部署大量的边缘 IP QAM 设备 这涉及到 IP QAM 中大量的条件接收 AC 数据配置的问题 人工固定设置方式显然易出错且难以 维护 而且无法适应将来系统规模不断扩展的需要 基于上述情况 考虑采用 EIS 对条件接收系统与 IP QAM 加扰模块的 AC 数据进行统一调度 配置和管 理 符合同密规范的 EIS 还可以支持将来的动态方式的条件接收控制 三 三 采用可扩展的混合式视频服务器部署采用可扩展的混合式视频服务器部署 初期采用逻辑上分布式结构 物理上集中式管理的结构 不仅可以解决存 储系统的并发吞吐能力问题 而且符合将来向边缘扩展的趋势 利于平滑扩容 逻辑上分布式结构 物理上集中式管理的结构既具有分布式结构的安全性