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廣電網(wǎng)絡全IP化融合播控平臺的設計與實現(xiàn)

發(fā)布時間:2022-12-17    來源:安廣器材    瀏覽次數(shù):
1、 新型平臺設計
為了實現(xiàn)直播、點播、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的全支撐,新型平臺應實現(xiàn)任意資源接入、按需內(nèi)容生產(chǎn);直播、點播業(yè)務分類分級傳輸;業(yè)務管理、系統(tǒng)運維統(tǒng)一化。江蘇有線新型廣電全IP化融合播控平臺的業(yè)務架構(gòu)如圖1所示。
圖1 新型廣電全IP化融合播控平臺業(yè)務架構(gòu)示意圖
江蘇有線新型廣電全IP化融合播控平臺為省、市、縣三級平臺架構(gòu)。分發(fā)和中心推流模塊用于承載直播和點播業(yè)務的信號覆蓋;運維支撐系統(tǒng)完成業(yè)務控制、設備管理和終端管理;能力平臺包含云轉(zhuǎn)碼、信源接收、時移回看錄制、存儲、加擾等。業(yè)務系統(tǒng)用于諸如“直播”“影院”“愛藝在線”等等業(yè)務的引入與對接;安播監(jiān)測用于監(jiān)測系統(tǒng)安全播出狀態(tài)。
按照《國家廣播電影電視總局令(第62號)》的要求,須優(yōu)先保障電視直播信號安全優(yōu)質(zhì)播出。為實現(xiàn)資源優(yōu)化配置,將直播節(jié)目分為基本節(jié)目和付費節(jié)目,基本節(jié)目包含CCTV、省級衛(wèi)視或其他收看率較高的節(jié)目,通過直播專網(wǎng)進行傳輸覆蓋;付費節(jié)目,與點播、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務,均通過全省推流網(wǎng)絡,進行業(yè)務覆蓋。新平臺的網(wǎng)絡架構(gòu)示意圖如圖2所示。
圖2 新型廣電全IP化融合播控平臺網(wǎng)絡架構(gòu)示意圖
2、 新型平臺建設
2.1 多視頻格式分發(fā)
江蘇有線已完成省中心云化資源池建設,通過全省轉(zhuǎn)碼資源聚合,實現(xiàn)全業(yè)務支撐。該系統(tǒng)能實現(xiàn)多信源接入,經(jīng)過云轉(zhuǎn)碼處理,完成多幀率、多碼率、多分辨率、多格式、多Profile、多封裝的視音頻格式輸出。
根據(jù)江蘇有線視音頻規(guī)范,目前,DVB/IP直播采用8Mbps的H.264高清信號,在DVB直播架構(gòu)下,由于是廣播式分發(fā),干線傳輸對單節(jié)目的帶寬并不敏感。隨著全省IP化終端不斷推廣,高峰時段點播并發(fā)的干線壓力將大大提高。在諸如“春晚”之類的高峰時段,終端在線率超過40%,部分地區(qū)超過60%,再結(jié)合省內(nèi)近兩千萬級的用戶規(guī)模,為保證高峰時段的信號傳輸正常,省內(nèi)正逐步推廣4Mbps的HEVC高清信號,通過降碼增效,釋放干線網(wǎng)帶寬壓力。
2.2 直播專網(wǎng)
江蘇有線全省直播體系已完成省市縣三級播控IP化改造,該系統(tǒng)歷經(jīng)“建國70周年”“建黨100周年”“兩會”等各類重大保障任務考驗,是完全符合“總局62號令”的超過99.999%可靠度的直播平臺。在此基礎上,進行DVB、IP直播同源配置,下沉組播接入點。
省平臺通過廣電單向UDP廣播的方式實現(xiàn)省到市DVB/IP直播信號的覆蓋,利用傳統(tǒng)DVB架構(gòu)下的自愈性保護系統(tǒng)為IP直播的安全保駕護航。在地市、區(qū)縣直播業(yè)務接入時,DVB直播的傳輸系統(tǒng)不變,同時,DVB的直播UDP在地市、區(qū)縣機房再注入融合CDN系統(tǒng),作為本地IP直播業(yè)務的第一信源。在用戶接入時,下沉IP直播的組播復制點,直播信號接入OLT,通過OLT實現(xiàn)用戶覆蓋。該方案在大大提升IP直播業(yè)務安全等級的同時,有效地降低了省干、市干的網(wǎng)絡壓力。對于各個地市、區(qū)縣運維人員而言,兩套體系的直播信源幾乎完全相同,僅是接入設備為IPQAM或OLT的區(qū)別,無需新增全量IP直播信號的監(jiān)測。
2.3 全省容災平臺
為了保證全省直播業(yè)務安全可靠,對位于泰州的江蘇有線全省容災備份中心進行了優(yōu)化改造。在省備份中心,完成與省中心1:1的全量建設,包含所有節(jié)目接收、切片和存儲,具備中心推流能力,并完成全局調(diào)度容災系統(tǒng)建設。在直播業(yè)務覆蓋時,所有直播業(yè)務優(yōu)先使用省中心信號,DVB直播在地市通過雙中心信源光切保護系統(tǒng)控制,IP直播優(yōu)先回源至省中心;在點播業(yè)務覆蓋時,兩個中心為“雙活”雙在線,結(jié)合省內(nèi)省干“在字”環(huán)網(wǎng)的特點,并通過負載均衡合理分配中心推流;在省備份中心的全局調(diào)度備份系統(tǒng),通過與省中心全局調(diào)度系統(tǒng)心跳連接,在需要時可直接上線,亦可在地市調(diào)度故障時及時上線保證地市的調(diào)度能力。
2.4 融合CDN推流系統(tǒng)
2.4.1 切片下沉
根據(jù)“二八定律”, 20%的節(jié)目可覆蓋80%的用戶,同時結(jié)合不同節(jié)目的安播保障等級,以及江蘇有線用戶收視情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析,將直播節(jié)目分為重點“50套”和其他類節(jié)目。為提升重點“50套”節(jié)目的安全可靠,保證內(nèi)容安全,如圖2中所示,除了在省中心機房完成所有節(jié)目的切片存儲以外,在13個地市機房,完成重點節(jié)目本地切片存儲并注入CDN系統(tǒng)。切片下沉后,重點節(jié)目的存儲更接近用戶,可有效阻止省干網(wǎng)絡波動對全網(wǎng)用戶的影響,減少用戶的直播業(yè)務請求響應時延。
2.4.2 內(nèi)容分級分發(fā)
在完成直播節(jié)目分類,以及切片下沉系統(tǒng)建設后,制定了內(nèi)容分級分發(fā)的邏輯架構(gòu)。對重點“50套”直播節(jié)目而言,其中的中一、江蘇衛(wèi)視、地市本地一套節(jié)目,經(jīng)本地切片存儲注入CDN的同時,將內(nèi)容主動推送到各邊緣推流節(jié)點,以提升用戶訪問時的命中率,各地市也可根據(jù)本地直播節(jié)目的熱度,新增其他預推節(jié)目;對重點“50套”直播節(jié)目中的其他節(jié)目,收看請求在服務節(jié)點未命中時,將首先回源至地市本地存儲,若本地存儲訪問失敗,將回源至省中心、省備份中心;對于其他直播節(jié)目和點播的內(nèi)容,采用省中心、省備份中心“雙活”中心回源的策略。同時,打通全省各地市本地存儲間的網(wǎng)絡,實現(xiàn)各地市間可直接回源,只要全網(wǎng)有一個地市節(jié)點本地存儲正常,即可保證重點“50套”節(jié)目安全可靠的服務。對其他節(jié)目而言,收看請求在地市服務節(jié)點未命中時,將逐級回源至省中心和省備份中心。通過內(nèi)容分級分發(fā),在保障內(nèi)容安全播出、提供優(yōu)質(zhì)服務的同時,大大降低了省干、市干網(wǎng)絡帶寬的占用,并大大提升了全省IP直播的安全等級。
2.5 智能終端適配
由于省內(nèi)IP業(yè)務開展較早,目前現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)有H.264/IP機頂盒、HEVC超清IP機頂盒、DVB機頂盒、TVOS機頂盒、手機終端、電腦終端等等,各地接入網(wǎng)環(huán)節(jié)也較復雜。在融合播控平臺建設時,充分考慮到在網(wǎng)機頂盒差異性大的特點,通過機頂盒與后臺管理系統(tǒng)間的交互,以及不同用戶的授權(quán)認證,根據(jù)終端性質(zhì)智能推送不同分辨率、碼率或編碼格式的內(nèi)容。終端信令交互的簡要示意如圖3所示。
圖3 終端信令交互示意圖
江蘇有線一直不遺余力地推進全省業(yè)務IP化改造,推進廣電業(yè)務DVB+IP融合發(fā)展,新型廣電全IP化融合播控平臺的建設,實現(xiàn)江蘇有線視頻業(yè)務的全域覆蓋和全業(yè)務支撐。新平臺具備以下特點。
3.1 全域級安播
江蘇有線已完成全網(wǎng)三級播控整合,本平臺也將面向省、市、縣全域。從消除安播隱患、提升直播保障等級出發(fā),作為千萬級用戶規(guī)模的省市縣三級平臺,新平臺可實現(xiàn)從信源接收、核心處理、傳輸鏈路到終端覆蓋的“端到端”環(huán)節(jié)零秒不中斷,是一個直播業(yè)務可用度99.999%的安全播出體系。
3.2 云化資源池
新型平臺架構(gòu)下,完成集中化、虛擬化、開放化、智能化的資源池建設。實現(xiàn)干線、衛(wèi)星、電視臺、播出系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等多形式信源的接入;資源池可實現(xiàn)從MPEG2、H.264到HEVC多格式,從標清、高清到4K多分辨率,從2Mbps、4Mbps,到32Mbps甚至更大碼率,從UDP到HLS等多協(xié)議的輸出。
3.3 全業(yè)態(tài)支撐
在業(yè)務側(cè),新平臺除需要替代傳統(tǒng)DVB平臺,還具備支撐VOD業(yè)務、IP業(yè)務、OTT業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)、5G-NR業(yè)務的能力;同時,本平臺主要采用雙棧技術(shù),具備IPv6支撐能力,隨著公司IPv6改造推進,可直接過渡至IPv6平臺。在終端側(cè),新平臺能支撐全網(wǎng)的任意終端,包括DVB機頂盒、IP機頂盒、移動APP、電腦、智能電視、電視棒等各類終端。
3.4 優(yōu)化平臺能力
在新型平臺建設過程中,充分考慮千萬級用戶量視頻收看的網(wǎng)絡需求,加強骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)的能力建設。同時,除省前端內(nèi)容中心外,新平臺在各地市建設本地內(nèi)容中心,使得視頻內(nèi)容更接近用戶;同時根據(jù)“二八定律”,將熱播內(nèi)容主動推送至邊緣服務器,在降低骨干網(wǎng)帶寬壓力的同時,有效地提升用戶點播響應效率。
4、 新平臺的過渡與展望
隨著IP終端的逐漸推廣,新型平臺可實現(xiàn)全網(wǎng)終端的平滑過渡。由于江蘇有線采用雙纖三波的光纖接入方案,DVB機頂盒和IP機頂盒可同時實現(xiàn)信號接入。僅需機頂盒置換,即可實現(xiàn)IP業(yè)務的覆蓋。全量置換為IP機頂盒之后,原先1550nm傳輸CATV光信號的那一芯光纖將閑置。目前,江蘇有線正在開展相關調(diào)研測試論證,利用原1550nm光網(wǎng)絡,進行網(wǎng)絡改造優(yōu)化,實現(xiàn)入戶組播專網(wǎng)建設;同時,隨著融合CDN系統(tǒng)的不斷發(fā)展,也將逐漸承擔起公司其他互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務,而不僅僅局限于視音頻業(yè)務CDN,實現(xiàn)真正的“視頻專網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”雙接入。接入網(wǎng)改造示意如圖4所示。
圖4 終端接入改造過渡示意圖
5、 結(jié)束語
江蘇有線新型廣電全IP化融合播控平臺已完成全網(wǎng)架構(gòu)建設,按照全省IP機頂盒的推廣計劃,正穩(wěn)步推進平臺能力擴容。平臺擴容是一個循序漸進的過程,要充分考慮公司IPv6改造,接入網(wǎng)改造進度。江蘇有線將始終堅定推行文化供給側(cè)改革,致力于“兩效合一”,發(fā)揮黨媒政網(wǎng)民屏優(yōu)勢,為用戶提供全終端高質(zhì)量文化產(chǎn)品。
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