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1、IPTV节目运营系统技术解决方案目 录1IPTV全网简介21.1全网系统架构21.1.1系统整体架构21.1.2内容服务平台（内容运营商提供）21.1.3运营支撑平台（内容运营商提供）31.1.4网络承载/分发平台（电信运营商提供）41.1.5终端42前端系统项目方案设计52.1总体结构52.2中心局点部署方案82.2.1网络拓扑82.2.2带宽及存储需求82.3服务质量保障103系统业务113.1直播电视113.2视频点播113.3时移电视113.3.1即时时移113.3.2菜单时移124系统产品介绍124.1编码器124.1.1编码器124.2后台管理系统134.3流媒体业务板144.3.
2、1时移电视（Time-shift TV）144.3.2视频点播（VOD系统）144.3.3VOD点播系统统架构154.4录制系统184.4.1硬件录制184.4.2软件录制194.5存储系统()204.6运营支撑管理系统214.6.1IPTV运营系统及EPG系统说明214.6.2运营支撑管理系统224.6.3营业网点管理系统334.7EPG334.7.1EPG播放系统介绍334.8DRM（选）351 IPTV全网简介1.1 全网系统架构1.1.1 系统整体架构全网系统为IPTV业务提供了端到端的业务解决方案，如下图。包括内容制作、内容存储/加密、内容分发、内容播放、终端显示的各个方面。系统采用
3、分布式体系架构部署，整体分为内容服务平台、运营支撑平台、网络承载/分发平台、终端服务平台四大部分。1.1.2 内容服务平台（内容运营商提供）主要完成头端电视节目的引入、编码、播控、管理和播出。主要构建由卫星接收机/DVB信号接收机、解复用器、录制存储平台、播控平台、内容编码设备、时移/点播平台和操作维护终端组成。如下图：1.1.3 运营支撑平台（内容运营商提供）运营支撑平台是IPTV前端系统的核心组件之一。其主要包括：（1） 系统管理：（2） 用户管理：（3） 套餐管理：（4） 节目管理：（5） 频道管理：（6） 帐务管理：（7） EPG：（8） 日志管理：（9） 预定管理：（10） DRM系
4、统：1.1.4 网络承载/分发平台（电信运营商提供）系统对于宽带IP网络的容忍度是很高的，可以支持各种网络承载形式，也可支持各种接入方式。如LAN接入、DSLAM接入、GEPON接入。对于IPTV系统，可建设专网，CMS和HMS、EMS直接相连，也可以旁挂在城域网上。1.1.5 终端可提供丰富的、高中低不同档次、不同业务的STB。下面是MB115型机顶盒2 前端系统项目方案设计2.1 总体结构简述IPTV之H.264解决方案，是继IPTV之MPEG-4解决方案的又一个巨大跨越。它使用了最具市场潜力，也最先进的H.264编码技术作为基础。本方案将整个系统平台设计成以下五个子系统：H.264编转码
5、子系、流媒体系统、管理子系统、录制子系统和EPG（用户接入服务器）系统。本方案中，编码和转码设备，可以完成音视频输入信号的实时编码并将编码后的流直播给终端用户，也可以接收实时的IP流，并转码后直播给终端用户。流媒体系统可以提供直播电视服务，连接磁盘阵列，提供VOD视频点播服务和时移电视服务。如果使用刀片结构体系编转码设备，因其为刀片式服务器，作为密集型服务器，还可以做视频数据库，接入服务器、录制服务器等。管理子系统维护节目和频道，同时也管理用户和使用权限。终端用户（机顶盒模拟电视）通过接入服务器，完成网站的导航，从而找到自己喜欢看的电视节目。本方案的另外一个优势是：提供强大的硬件录制和软件录制
6、功能，硬件录制由编码卡硬件完成，可以将实时正在播出的流录制并保存；软件录制更加灵活方便，可以按照用户的需求如录制节目源选择，录制时间，大小等，一般用于录制从卫星播出的MPEG2的节目。可以将录制下来的文件重新编辑后，组织成节目列表点播或者直播。设计原则本方案设计遵循以下原则： l 技术先进性在设计过程中，充分依照国内和国际上的规范、标准。借鉴国内外目前所流行的主流编码技术和传输技术，汲取国内外各种媒体播放系统的建设经验，采用国际上成熟的网络设计模式和最新的传输技术，选择先进可靠的通信设备、网络设备。l 开放性系统的各项技术和设备必须遵循已有的国家标准，暂时未有国家标准的，则先遵循国际标准，在国
7、家标准颁布后，系统能够方便、快捷地实现升级。系统尽可能多地实现软件和硬件的兼容，符合ISO标准并具有良好的互操作性，以确保与不同厂商设备的互联。系统同时具有开放的协议，可方便的进行二次开发。l 前瞻性所采用的技术应是国际通信界和视频界公认的主流技术，具有持续发展的潜力，从而在最大程度上保证用户投资。l 平台的可扩展性由于用户业务的不断发展变化，技术也在不断地更新。要适应这种变化，本系统在总体结构设计、应用系统扩充上、主要系统设备配置上必须是可扩展的。l 平台的可维护性系统软硬件具有良好的可维护性，具有先进完善的系统管理监控系统，对主要设备提供性能检测、记录、告警和维护手段。l 良好的可管理性为
8、了服务好用户，必须为系统的操作者提供足够的管理手段，方便其对系统进行管理，以确保设备始终在最佳状态下运行。l 竞争性具有上述特性的系统，不但充分利用现有网络资源，满足现阶段需求，而且照顾将来的发展。这样的系统在市场竞争中当然会脱颖而出，独占鳌头。l 系统的实用性建设时采用组播技术，大大节省了网络带宽。充分考虑保护和利用现有资源。要系统中实现视（音）频数据的多点传输，若采用单播，则同样的音、视频数据要发送多次，这样导致发送者负担重、延迟长、网络拥塞；若用广播，网络中的每个站点都将接收到数据，不管该结点是否需要数据，增加了非接收者的开销。较之于目前的本地文件播放模式，大大减少了系统维护的开销。编码
9、格式与码率建议系统H.264，视频码率为1.5Mbps, 音频码率为96Kbps。2.2 中心局点部署方案2.2.1 网络拓扑由于要求非常高的安全性与可靠性，使用一主一备共两台核心交换机（与cisco 4506同层次）。每台交换机通过两组捆绑链路分别与SR-1和SR-2相连接，此两链路通过第三层路由设置为LoadBalance，以达到最高的链路带宽利用率。为了保障系统的安全性，选用两台防火墙（参考Cisco PIX525）双挂在核心交换机上，进行保护。对其他非Streaming服务器，在C4506上使用ACL进行访问控制。对于Streaming服务器，由于流媒体数据流量非常大，为了避免给网络和
10、安全平台带来巨大的压力，只在核心交换机上对IN方向的流量做检测与访问控制。2.2.2 带宽及存储需求1) 存储需求以上设备作为整个系统节目导入和分发的场所，需要存储100%的内容。在本项目中，建议初期在存储服务器上存储2000小时的Vod节目，并且支持30个频道的48小时的菜单时移。存储计算方法如下：Vod的存储需求：5000小时VoD 500036001.6Mbps/82个拷贝 7.2TB时移电视的存储需求： 36频道48小时时移 （364836001.6Mbps/8）2个拷贝 5T总存储至少为12.2TB2) 带宽需求根据中央节点在系统中所担负的功能，可以看出外界交互的流量包括以下部分：
11、直播TV的流量 节目分发的流量（push & pull） 系统控制信息每路Stream的带宽需求 TS流带宽：（视频1.5Mbps+音频96Kbps+编码误差100Kbps）（16%TS开销）1.8Mbps H.264编码器输出：封装：MAC(12B)VLAN(4B)IP(20B)UDP(8B)7TS(188B)带宽：1.8Mbps（13%网络封装开销）1.85Mbps 视频服务器输出：封装：MAC(12B)VLAN(4B)IP(20B)UDP(8B)RTP(1440B)带宽：1.85Mbps（18%RTP封装开销）1.998Mbps出口带宽 36直播频道2000用户点播流量节点控制信息及节目
12、分发流量=362Mbps20002 Mbps10Mbps=4082Mbps入口带宽：节点控制信息以及节目请求流量 10Mbps综上所述并考虑链路效率、负载均衡以及1+1备份，建议CMS上联带宽为（4GE+4GE）+（4GE+4GE）。注：需根据实际用户规划进行测算。2.3 服务质量保障由于视频服务系统提供的服务属于实时性要求很高的视频服务，在城域网除了提供高QoS的视频服务外，在前端编码系统中还可以通过专门的前项FEC解决网络问题所造成的质量影响。前向纠错技术就是通过在传输列中加入冗余码进行纠错，在发送端由发送设备按一定算法生成冗余码插入到要传输的数据流中，接收端按同样算法对接收到的数据流进行
13、解码，根据接收到的码流确定误码的位置并进行纠错。对于IPTV这种基于IP网络视频应用经常会受到数据包丢失或错误以及网络带宽资源不足的干扰。在多数情况下，动态变化的网络带宽和丢包率是影响视频流化质量的关键因素。因此，为了保证视频质量，可以采用前向纠错(forward error correction，简称FEC)编码来提高视频数据传输的可靠性；同时，为了适应网络状态的变化，发送端可以调节视频数据的发送速率，并在视频源数据与FEC数据之间合理分配网络传输带宽。IPTV解决方案提供FEC前向纠错技术，我们通过对视频流结构的分析，在充分考虑帧之间的依赖关系和帧类型的基础上提出了一种帧的解码模型。在此基
14、础上，建立了用于在视频源数据和FEC数据之间分配网络带宽资源的优化算法。可以有效地适应网络状态的变化，并通过优化分配网络带宽资源来保证Internet上的用户在接收视频流时获得最大的可播放帧率。3 系统业务系统初期主要支持以VOD、TVOD（时移电视）等为基础的各项功能，而且具有良好的功能上的可扩展性。3.1 直播电视系统对直播电视业务具有良好的支持，外部TV信号源包括：卫星电视、有线电视、DVB等，在传输网络支持的情况下，系统能够通过Multicast的方式向用户提供直播电视的服务，这对于网络带宽的利用效率是最高的；在网络没有开通组播支持的情况下，系统可以提供单播方式为用户提供服务。3.2
15、视频点播视频点播功能使用户能够随心所欲地支配自己的时间，欣赏自己想看的节目内容，再也不需要出门买或租DVD，或是按照电视节目单来固定自己的时间。并且系统通过各种分类和检索方法，能够让用户在最短时间里找到自己想看的节目内容。电影分类包括但不限于：动作片、纪录片、灾难片、喜剧片、科幻片、动画片等，影片分类可以由运营商自己根据实际的用户喜好和内容属性进行管理。3.3 时移电视3.3.1 即时时移系统在提供直播电视的同时，支持暂停、快退、快进、定位、切换、状态显示、时间显示等操作。使用户不再受节目播出时间的限制，而且可以直接挑选自己喜欢观看的节目，跳过不感兴趣的节目。3.3.2 菜单时移通过时移电视（Time-shiftedTV）服务，打破了传统有线电视用户按固定的节目时刻表收看电视节目的方式，用户可以非常灵活地支配自己的
