网络互联网电视平台建设探究

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摘要：在信息技术、通信技术持续发展的背景下，电视机顶盒的作用慢慢被削弱。广播电视台需要继续积极创新，大力开展数字电视业务，以满足新形势下的观众需求。不同地区的广播电视网络通常是独立的，网络数据共享的难度很大，因此各广播电视台必须建立视频平台，来提供数字电视和云存储服务，从而稳定用户数量。本文基于内容分发网络技术设计了广播和电视的互联网平台系统，详细说明了平台网络架构、内容分发网络单元部署、硬件配置以及通信接口设计的方式，旨在提高广电网络公司的市场竞争力。

关键词：内容分发网络；互联网电视；平台建设

我国互联网电视产业的发展需要充分利用电信运营商在客户服务、市场运营、终端维护、内容存储等方面的强大资源。电信运营商可以在家庭宽带服务中，增强用户黏性，提高行业竞争力，减少竞争对手造成的用户流失，降低网络间结算费用和网络间访问成本，提升广播电视服务质量[1]。本文介绍了基于内容分发网络（ContentDeliveryNetwork，CDN）的互联网电视平台系统，以及如何使用中央、区域节点的两级分层体系结构来优化互联网电视平台网络体系结构。本文提出可以通过区域节点进行分发，减少CDN中心节点的负担并增强平台的可伸缩性，使用专业的CDN技术进行动态调度，实现负载平衡，改善用户体验，提高互联网电视平台可靠性、可扩展性。

1基于CDN的互联网电视平台架构

互联网电视平台由CDN分发系统、业务系统等部分组成，其中主要的广播电视业务系统包括电子节目指南EPG系统、内容管理系统、内容管理系统CMS等。（1）内容管理系统CMS：负责编辑视频内容，并管理流媒体内容。（2）电子节目指南EPG系统：互联网电视门户，可以管理互联网电视节目列表、电视栏、广告等。（3）业务管理系统：和终端用户有关的各项业务认证服务，管理用户、产品。CDN平台主要包括CDN中心、CDN区域节点以及CDN调度管理，平台功能主要有以下几个。（1）CDN节点：进行流媒体内容的分发、存储。（2）CDN管理系统：实时监视、管理CDN平台、根据各区域情况进行CDN内容管理。

2CDN平台的架构分析

2.1CDN网络布局

（1）CDN中心节点规划：CDN平台布局规划取决于当前网络结构。中央计算机室位于网络中心，因此被构造为CDN平台的中心节点。（2）CDN区域节点规划：分机房被用作CDN平台中的区域节点，主要支持大用户量访问，少量用户可以直接访问CDN中心节点。

2.2中心节点架构设计

作为骨干级CDN，中心节点的实时查询、内容分发功能必须强大才能支持下一级CDN的正常运行,CDN中心节点包括以下几个模块。（1）原始数据管理模块：该模块以统一的方式管理CDN中保存的媒体内容，节目的基本信息、节目内容分发状态。同时可以制定和编辑内容交付策略，并通过电信标准接口连接到CMS系统。（2）设备管理模块：实现CDN网络设备端口和服务器配置、性能管理。（3）流媒体服务模块：此模块用于内容的存储、路由等。（4）内容注入模块：生成CDN点播内容文件，然后注入流媒体服务模块。实现CDN实时内容传输和多个文件广播。（5）负载平衡模块：调节用户访问路径以提高系统效率并减少用户延迟。

2.3CDN区域节点架构设计

CDN系统可以在实际部署中简化区域节点的某些功能模块，具体取决于网络的位置和负载能力。本次研究的区域CDN节点位置在广播电视网络的边缘，对接终端用户应用程序，其架构如图1所示。

2.4中心节点通信接口

CDN中心节点通信接口包括组件之间的通信接口、系统的内部通信接口、系统外部通信接口。2.4.1系统外部通信接口。外部通信接口包括终端网关管理平台、CDN之间的通信接口；播控平台、CDN之间的通信接口；终端、CDN之间的通信接口；访问控制模块、CDN之间的接口。接口主要采用HTTP+XML的方式完成消息交互，CDN、播控平台间的通信接口基于HTTP+XML/FTP协议，主要作用是获取节目内容以及相关参数；CDN、终端之间的接口采用HLS/RTSP/HTTP协议获得视频流；CDN、终端网关管理的接口采用HTTP/FTP+文件协议实现同步处理日志信息；CDN、访问控制模块之间的接口采用HTTP+XML协议实现密钥与接口同步。2.4.2内部接口。本次研究的互联网电视平台系统各内部接口的功能描述：接口IF1位于全局调度子系统、内容中心子系统之间，主要作用是报告、检测、查询负载。接口IF2位于全局调度子系统、服务节点子系统之间，主要作用是报告、检测、查询负载。接口IF3位于内容中心子系统、服务节点子系统之间，实现了服务节点子系统从内容中心子系统获取内容、如果请求未获得响应，服务节点子系统则基于回源方式获取指定的内容。接口IF4位于运营管理子系统、全局调度子系统之间，可以实现删除内容等操作，同时也是网络管理接口。接口IF6位于运营管理子系统、服务节点子系统之间，运营管理子系统作为网络管理接口可以通知内容中心子系统节点完成内容操作；服务节点子系统节点向运营管理子系统报告访问日志和内容的视图文件。2.4.3组件接口。中心节点内容库、区域节点接口基于HTTP+XML协议进行上下级节点内容定位与传输。区域节点、边缘节点接口采用HTTP+XML协议实现上下级节点内容定位与传输。CMM、CDN网元的接口采用SNMP协议，网元配置、告警等信息由NMS管理。CDN网元、网关系统之间的接口基于SNMP协议，网元的配置、告警等由NMS管理。

2.5前端系统分析

互联网电视服务的发展依赖于原有的数字前端广播系统，因此本文从插入节目内容和构建网络的角度考虑与有线数字电视平台的兼容性，并详细介绍用于广播网络的现有数字电视前端系统。系统中的混合光纤同轴电缆网络（HybridFiberCoaxial，HFC）拓扑结构多为星型，光发射机的频率独立且可以实现全频带RF输出。现有的VOD点播设备设置在中央数据机房，视频流通过HFC网络传输至终端机顶盒，为用户提供相应的增值服务，如点播VOD。在互联网技术和通信技术持续进步的背景下，广播电视网络有限公司可以利用宽带通过电缆接入用户，构成电脑、网络电视共同使用的模式。HFC网络是广播电视网络的竞争优势。如今称为一种混合网络，具有最低的应用程序成本、最少的维护成本[2]。混合光纤同轴电缆网络采用多种光纤传输方法，骨干传输均采用光纤传输，其建筑结构以中央计算机房为中心，并采用4环结构形成一个光纤网络，如果单点光纤出现故障也不会导致信号传输终端。终端大楼之间的信号传输使用混合光电传输模式，以确保网络传输的质量并降低成本[3]。集团用户可以通过专用的无线和电视网络享受宽带服务。面向集团大客户的互联网电视服务也将成为互联网广播和电视发展的主要方向，集团客户也将成为增值广播电视服务的潜在消费群体。2.5.1数字前端播出平台。数字电视的核心设备包括裸机恢复系统，该系统同时具有强大的MPEG/IP路由切换和流统计数据多路复用功能，同时还具有混合多种服务的能力，集成的功能更适合于高质量的数字电视前端系统。2.5.2数字信号采集模块。数字前端信号来源主要包括卫星信号、状态IP信号、本地电视频道、本地运营的频道。因此，数字信号采集部分应包括多个接收设备的使用信号来源和设备包括：（1）IP信源：基于IP的数字电视信号传输是主流信号传输模式。现阶段，大部分高清电视频道（本地和标准分辨率频道）都是通过IP进行传输，信号从国有公司的计算机室本地传输，通过波分复用平台转换为IP信号，并发送到前端系统。（2）数字卫星信源：是进行主备切换的设备，有加密传输、未加密传输两种数字卫星信源。国内的卫星电视和一些外国卫星节目信源未经加密，接收此类信源时，卫星接收器接收卫星信号，再从卫星接收器输出的TS流被输出到复用器的ASI端口以进行复用[4]。大部分国内高清电视节目以加密传输模式传输，并通过专用卫星传输接收器+IC卡模式接收，TS流输入到多路复用器以供使用。其关键设备包括数字电视媒体综合处理平台系统和同洲5100CI+卫星接收机。（3）本地节目信源：利用光纤收发器模块传输至本地多路复用器。其核心设备包括数字编码器、光收发器。2.5.3数字信号处理模块。该模块是数字前端播出平台的核心部分，主要包含核心比特流的处理，如TS流解扰处理、信号输入\输出切换。关键设备包括BigBand的裸机恢复系统、数字电视媒体综合处理平台系统。2.5.4数字信号传输模块。数字信号传输模块负责发送信号，裸机恢复系统对经过处理后的信号进行QAM调制，经前置放大器后传送到混合光纤同轴电缆网络。其关键设备包括BigBand的裸机恢复系统、飞利浦RF开关、前置放大器等。2.5.5前端网管模块。所有数字平台的操作和管理都依赖于网络管理软件，所以网络管理平台应该具备添加和更改频道，节目加扰和解扰等功能。网络管理服务器连接到该系统各环节，在实际操作中只需输入相应设备的IP地址即可管理整个系统。其关键设备包括数字电视媒体综合处理管理平台、裸机恢复系统管理平台。

3结语

综上所述，CDN技术应用于互联网电视平台可为用户提供更快、更稳定的流媒体服务，这也是提高IP承载网络中QOS服务质量并为构建互联网电视平台奠定基础的有效途径，作为三网融合的核心产品，互联网电视平台将在CDN技术的推动下不断发展。

参考文献：

[1]符苗.基于融合CDN的互联网电视业务研究[J].通信世界,2020(3):27-30.

[2]陈辉.江西网络电视IPTV平台中CDN技术的应用[C]//新华通讯社重庆分社，重庆日报报业集团，重庆广播电视集团（总台），等.中国新闻技术工作者联合会2017年学术年会论文集（学术论文篇）.新华通讯社重庆分社，重庆日报报业集团，重庆广播电视集团（总台），等:中国新闻技术工作者联合会,2017:5.

[3]叶丽丹.基于CDN的A省电信互联网电视平台研究[D].杭州:浙江工业大学,2016:12.

[4]刘国栋.广电网络中CDN技术分析与运用探讨[J].电视技术,2019,43(4):18-21.

作者:秦维维 单位:中广有线信息网络有限公司上虞分公司