有线电视宽带IP网流媒体平台的建设

2019-11-03 10:33:28

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供稿：网友

广州市有线电视网络工程有限公司王斌李健纲　　1．流媒体服务平台是宽带网络的拯救者

　　流媒体简单来说就是应用流技术在网络上传输的多媒体文件。流技术就是把连续的影象和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的电脑上创造一个缓冲区，于播放前预先下载一段资料作为缓冲，当网络实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，并维持播放品质。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低，是目前Internet网上常用的视频服务平台应用技术。

　　宽带网络自2000年起轰轰烈烈的发展至今，投入资金超过一千亿元人民币，但从收益方面看效果极差，主要是宽带网布到家门口后，用户实际开通率极低。造成宽带网络用户开通率低、投资回报率低的主要原因是：宽带网运营商所提供的内容、业务与用户的需求之间产生冲突。用户拥有了宽带网后需要的是尽可能多的可以选择的内容，然而运营商却无法满足客户的需求。在宽带网络的建设及运营这一生态链中，用户的需求与运营商提供的内容这一环节明显脱节。

　　宽带面对的是商业应用、娱乐、消费和家庭服务，它需要丰富多彩的内容为基础。一个成熟的宽带产业应该是以内容为中心的运作平台，宽带没有配套的内容，就不可能吸引用户。而目前全球宽带的主要问题是，宽带运营商为用户提供了高速数据传递的宽带，但却没有提供宽带传输的载体——多媒体、互动性的宽带内容。

　　为了能在宽带网络上提供丰富多彩的宽带内容，宽带网络运营商应与内容供应商捆绑构成服务平台，形成健康的网络生态链。流媒体及宽带网技术的发展，给网民在线欣赏高质量的视频节目带来了可能，同时也为网络运营商带来了一种新的运营模式，必将成为宽带网络发展的救星。广州有线电视网流媒体服务平台就是在这样的背景下诞生的。

　　2．广州有线电视网流媒体服务平台的设计

　　（1）满足能够提供广州有线网上万接入用户的并发用户，每个用户300Kbps-1000Kbps的流应用系统。

　　（2）采用集群或分布式的体系结构，降低对网络带宽的要求，实现对RealServer和Windows Media的集中/分布式服务器及内容的统一管理。

　　（3）开发有特色的专业频道，以直播的方式提供高质量、多媒体、互动节目，满足不同用户的需求。

　　（4）实现基于流服务特征的（服务器当前带宽，CPU消耗、内存消耗、并发点播用户数量、打开文件数等）高级负载均衡调度策略。

　　（5）基于认证统计、实施策略内容分发（TOP N，WHAT IS NEW，USER SELECT）。

　　（6）实现对采编直播设备的远程管理，实现基于WEB的自动录播、存储发布。

　　（7）构造成熟的数字化商业媒体系统。

　　3．广州有线电视网络流媒体服务平台系统组成

　　考虑到成本的投入和用户群的数量问题，本系统采用分阶段实施方案，首期系统软硬件方案如下图。其设备组成如下：

　　3.1采集编码设备

　　采集编码设备是视频网站内容的创作端，负责将各种不同类型的视频源压缩转换成流格式的视频文件。系统的目标是为用户提供高质量的流格式视频，而压缩制作这些高质量的视频节目需要大量的计算资源。因此在采集编码设备中，必须对系统的资源进行优化配置，要能达到系统目标的要来。由于现在的流媒体系统大体上分为Microsoft的Media Server、RealNetwork的Real System、Apple的Quick Time，考虑到成本和性能等因素，采集编码设备采用PⅢ级的PC，选用Winnov 2代的采集卡。Winnov 2代的采集卡不但能够达到1M码率的视频流的实时采集压缩，实现现场直播，而且可同时支持Microsoft和Real的视频流格式，系统以后无论采用Microsoft media server还是 Real System，都可以轻松实现。

　　3.2 流媒体服务器

　　流媒体服务器是提供流式传输的核心设备。要求有很高的稳定性，同时能满足现有的应用需求，即能支持200个并发点播流和10个直播流，为达到这样的性能需求，采用2个CPU/2G内存的服务器，操作系统运行Windows 2000 Server，流媒体系统选用Windows Media Server和RealServer。

　　3.3 管理服务器

　　在管理服务器上运行着“流媒体管理系统”，对整个系统的运行提供管理接口，同时也是用户的访问入口。整个系统运营的关键性数据全部保存在这台设备上，因此要求具有较高的可靠性和稳定性，由于担负用户的访问入口，因此也需要较高的性能。

　　3.4 Cache服务器

　　应该考虑到系统的弹性和可伸缩性：随着业务的增加和用户的增多，系统可以灵活地增加直播流的数量，通过增加带宽 Cache Server和接近最终用户端的节点Server的数量来增加并发用户的数量，同样可以满足视频点播存储容量增加对系统的扩展要求。广州有线电视宽带视频服务系统首期建立1个视频中心，该中心现有2台MediaServer和1台RealServer的宽带信息源服务架构。

　　下一步应建立基于中、高带宽的流媒体平台，因为当宽带视频网站平均每时刻有500个的并发访问时，现有的宽带信息源服务架构已经不能满足更多用户的访问，为此本系统设计考虑建设一定数量的CacheServer或 Edge Server的宽带流媒体分发系统，策略地规划中心服务器——边缘服务器的负载能力，保证整个系统不出现服务瓶颈。

　　4．广州有线电视网络流媒体服务平台系统功能

　　4.1带宽配置

　　由于每个视频流服务器需要支持200个并发点播流和10个直播流，为达到这样的性能需求，要求视频流服务器有100M的带宽和cable modem头端连接。

　　4.2节目内客提供

　　节目内容是流媒体系统的中心和灵魂，只有好的节目源才可以使流媒体系统获得生存，直至盈利。针对网民的年龄层次及需求分析，目前定制的流播放节目内容如下：

　　*广州电视630新闻节目点播服务（近期一个月）

　　*730家庭影院、930电视剧等点播服务（近期一个月）

　　*精彩体育节目点播（一个月，约60场比赛）

　　*精彩影视节目点播（90部左右）

　　*台内晚会以及大型节目的网上现场直播服务

　　4.3 计费系统建设

　　对于一个运营系统来说，实现盈利是最终的目的，交费用户和普通用户要拥有不同的节目收看权限，而计费是必不可少的功能模块。计费的基础是对用户访问的认证。

　　我们的系统能够对RealSystem的用户和Windows Media的用户同时进行安全访问认证，如图所示：

　　不管是哪一种系统，都提供基于流访问的安全认证，为实现计资奠定基础。我们还按照节目类型、时间、贵宾等因素来确定计费的折扣原则，比如说，系统制定了“星期六观看视频点播的用户可以享受8折优惠”这样一个折扣原则，同时还为某些节目提供优惠，等等。通过这样的方式达到促销目的。系统也为这样的需求作了完整的考虑，灵活多样地提供多种计费方式。

　　4.4 广告管理

　　对于建设流媒体服务平台的系统来说，广告的播放是获得经济效益的重要手段。在节目中插入若干段视频、动态图片、动态文本滚动广告，设置插播策略，实现个性化广告插播、广告访问统计、记费，后台管理系统可以为不同区域（小区）的用户发布个性化的内容，这些个性化的内容也包合个性化的广告媒体，广告分三类：视频广告，图片广告，文字广告（包括实时文字），本系统将这些广告进行分类，存放在不同的目标文件系统中，对所有广告进行详细的资料登记，建立内容索引（包括：广告名称、广告商、广告主题、广告长度、广告来源、广告费用、入库日期、广告有效期等）诸多字段。

　　我们的广告管理系统是基于节目和广告一一对应的结构，拥有一整套自动发布的功能，可以在节目的不同时间点（广告Playlist）和播放窗口的不同区域内插入广告，如同常见的电视广告一样真实。广告管理系统还具有交互性，可以自动或点击后跳转到其他媒体节目或目标网页，个性化的插入就是将个性化的节目源同认证结束后的用户习惯统计结果的广告访问分布绑定在一起，最终实现个性化的总体内容发布。

　　5．结论

　　随着宽带网络的蓬勃发展，网络已变为人们生活必不可少的一部份，网络流媒体视频服务平台的发展潜力不可低估。由于该平台上可以自如地完成节目的采编、发布、记费、广告插播，而且是基于分布式多服务器系统，因此适合于以后发展的各种运营模式。

　　广州有线电视宽带ip网流媒体服务平台采用较小的投资达到了较高的目标，为广大宽带网用户提供了丰富的内容，为宽带IP网的发展、建设提供了强大的支持。

　　下一步，在首期方案建设取得一定效果后，我们将进一步加强流媒体服务平台的建设，加大投资、丰富内容、加强网络管理，特别是加强针对用户的定制化服务，为广州有线电视宽带网的高速发展奠定坚实的基础。

摘自《中国CATV》

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