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點播推流解決方案

 

1、廣電VOD需求背景

  為滿足不同層次的消費群體個性化的業務需求,廣電運營商增值業務的發展立足于向用戶提供更為優異、周到、多元化的服務,提供更為精彩豐富、涉獵面更為廣泛的娛樂內容。因而,必然決定了增值業務的特征為集視頻收看、語音播報及網絡信息服務等為一體的多元化、個性化的綜合性服務業務。


  廣電運營商各自發展增值業務,資金投入較多,發展增值業務存在一定困難,包括網絡改造等都需要大量資金投入。如何通過較少的投入,設計并實施符合廣電雙向網絡特點的點播推流解決方案,是各地廣電運營商急需解決的問題。

  為支持廣電行業開展互動電視業務,廣達新網提供針對行業特點的定制化解決方案,進行流媒體的分發:原有DVB廣播方式不做變動;VOD/TVOD、時移節目、片花等視頻業務通過IP或IPQAM通道下發至用戶終端;控制信令、EPG頁面、各類增值業務等非視頻服務通過IP通道實現與用戶的互動。

2、廣達VOD推流解決方案


  廣達自主研發的推流服務系統,通過有效的文件管理系統進行服務器管理,提供強大的流并發能力,可輸出不同格式視頻流(滿足不同終端類型需求),并提供統一的對外接口,可以實現與第三方系統的標準對接。
 
  運營商在現有的雙向網絡平臺上通過本系統的部署,可以為廣大有線用戶提供包括VOD、時移、錄播、nPVR、增值業務在內的多種交互電視業務。并且通過內容管理、業務運營支撐、網絡監控管理等運營中心系統的建設,共同架構一個可運營可管理的商用交互電視平臺。

  VOD系統的選型和建設堅持以下總體原則和要求:分步實施,安全穩定,合理運營。

  VOD系統作為一個高安全性的運營平臺系統要求符合以下總體技術要求:

  ● 開放性原則:廣達推流解決方案提供標準開放的協議接口,使互動平臺具有良好的開放性、互操作性;
  ● 標準性原則:平臺軟硬件設備符合有關國際和國家標準(如ISO、ITU-T、MPEG、DVB-C)等國際組織發布的標準等,作為一個未來需要大規模擴展和運營的系統,廣達采用用工業標準化部件的產品,以降低未來系統擴容和售后服務風險和成本;
  ● 可靠性和穩定性原則:平臺支持高可靠性和穩定性,關鍵系統(如數據庫系統、業務管理系統等)具備數據備份能力、可靠性保護能力、容錯能力、故障分析和恢復能力、遠程監控等能力,平臺具備完整和全面的設備運行日志和業務運行日志;
  ● 安全性原則:互動數字電視系統是一個功能強大的視頻應用系統,整個系統在運行穩定的同時,有嚴格的安全措施,確保整個系統安全穩定運行及與其相關聯的業務數據的安全;
  ● 可擴展性原則:平臺具有良好升級能力和擴展性的能力,包括:
  ● 媒體可擴展:能夠平滑升級到國家或廣電總局規定要求的新的視音頻編碼格式,支持VOD系統后續業務發展需求;
  ● 功能可擴展:能夠增加新的功能,同時避免對平臺進行大規模的修改;
  ● 容量可擴展:能夠根據用戶訪問量的增加,平滑擴展平臺的容量。容量的擴展不影響現有的系統架構和業務開展;
  ● 業務可擴展:根據業務的需求支持新的運營模式、計費模式等,能夠根據用戶需求增加新的增值應用;
  ● 接入網絡可擴展:能夠根據接入網絡的不同,支持CMTS+CM、EPON+LAN、EPON+EOC、窄帶IP回傳、無線網絡等多種網絡接入;
  ● 可運營和可管理:業務管理系統需能夠支持多種靈活的計費策略,保障投資成本的有效回收。
 

2.1視頻流推送系統
 

  視頻推送服務器由冗余CPU矩陣處理器、大容量高速內存、視頻流處理軟件、RAID控制器,操作系統,冗余電源,風扇冷卻系統等組成;廣達推出的VDS推流服務器是組成內容分發系統(CDN)的一種模塊化的、運營商級的創新視頻平臺,媒體視頻服務器擁有無可比擬的可擴展性和可靠性,并能給予運營商在部署下一代個性化的娛樂和交互式業務上的迅捷性。

  互聯的廣達流媒體服務器可以協同工作,形成一個可擴展的、靈活的、具有高可用性的視頻推送平臺,支持運營商迅速部署類似于視頻點播(VOD),時移電視,基于網絡的個性化視頻錄制(nPVR)等增值業務。
 

2.1.1 推流服務器

 
  推流服務器實現點播流服務資源的管理功能,包括流服務能力的管理以及網絡傳輸能力的管理,處理其他系統的流服務申請,進行流服務分配。VSS推流服務器是對外提供推流和錄制基礎功能的服務器,處于VOD網絡的邊緣,為視頻點播、時移、精彩回放等業務提供服務。

  推流服務器遵循 NGOD與NGB規范,采用標準協議及接口,實現管理開放、控制開放、接口開放,可方便的與各區域平臺、VOD系統、媒資AMS,BOSS及第三方CP/SP實現集成。能夠與其他系統快速對接,成熟穩定,具有高并發、高可靠、標準開放、易維護、擴展性強等特點,部署方式靈活并 支持在線擴容升級,支持多碼率格式流文件,支持高清與標清,支持實時注入和從CDN獲取流文件,支持GUI維護管理界面,具體功能特性如下:

  ● 高可靠性與容災:設備保證支持7×24小時連續運行,設備最大平均無故障時間不低于50000小時,系統可用性達到99.99%。可在不影響現有業務的情況下,在線擴容VSS。
  ● 高并發:可提供視頻內容的存儲、分發和推送服務。系統需具有較高的并發性能,單臺2U的服務器支持5000以上個并發(MPEG2,3.75M碼流),具有較高的性價比。
  ● 可擴展性強:系統采用具有良好升級能力和擴展性的設備,整個系統按松耦合與高內聚的模塊化設計,可以進行軟件升級和并發用戶數擴容,支持不中斷業務的平滑升級。
  ● 業務功能:可提供點播及時移業務所需管理和控制的所有功能;同時支持CDN單服務節點管控功能,實現節點內的網絡資源管理和內容路由選擇。設備獨立部署時適用于單節點中小型并發量的交互電視時移、點播承載。支持靈活的內容分發功能(CDN),支持主動PUSH和被動PULL功能。支持即時、定時、增量的內容分發策略。支持網絡自動內容調度。在播放節目過程中,支持快進、快退、暫停操作;提供2X/4X/8X倍速快進/快退可選方;根據需要,用戶可以輸入具體時間進行快進/快退操作,快進/快退后,快速響應時間在1S之內。
  ● 便捷管理:提供GUI用戶界面,主要管理功能包括:用戶管理,配置管理,系統信息查看,運營維護。支持本地和遠程監控與管理能力。同時通過SNMP標準協議實現遠程網絡管理。
  ● 多樣性:靈活承載高標清VOD、時移回看、nPVR等多種交互電視業務;可以全面支持標清和高清標準的MPEG-2,MPEG-4,H.264等編碼格式,并可擴展支持AVS、WMV等其他編碼格式;未來新的編碼方式,可通過升級軟件方式支持,無需更換或增加硬件。良好適應STB、手機、PC等多種終端類型。輸出的流格式為TS over IP,因此視頻服務器既能通過IPQAM設備為廣電的互動電視提供服務,又能通過寬帶網絡設備為IPTV提供服務。
  ● 標準、開放:推流服務器的各項技術和設備接口符合國際、國內或者行業內有關成熟標準,如NGOD(R2\C1\C2\A3\V1接口),支持RTSP/RTP/HTTP/FTP等標準協議。系統提供開放的協議接口,能很好的與第三方的CDN、APM、ODRM、IPQAM與ODC等系統或設備進行無縫對接。
  ● 高安全性:完備的日志記錄,方便問題定位及用戶行為分析,保證系統操作有據可查。
  ● 支持多級緩存:系統支持多級緩存,能根據節目文件的熱度進行分級緩存,且能動態的進行節目熱度分析,動態的改變熱點節目存儲位置,把熱點節目存儲在高優先級的位置。
  ● 便捷管理:提供GUI用戶界面,主要管理功能包括:用戶管理,配置管理,系統信息查看,運營維護。支持本地和遠程監控與管理能力。同時通過SNMP標準協議實現遠程網絡管理。
  ● 靈活的部署方案:可以按照客戶的需求靈活的選擇部署方式。對于規模較小的廣電網絡,可以采用推流服務器+Flash-Memory方案部署方式,單臺支持3000~4000個標清MPEG2碼流的推流能力,服務器自身可提供約8TB的存儲空間,從而一體化提供視頻內容的存儲、分發和推送服務,可降低運營商的成本投入;采用服務器+磁盤陣列方案時,采用大容量,高性能的磁盤陣列,可以靈活擴展容量和性能。提供視頻內容的存儲、分發和推送服務。硬盤使用企業級SSD硬盤,完全勝任省級規模的廣電網絡,便于運營商統一運營和管理。
 


2.1.2 二級緩存系統
 

  雙向互動多媒體業務平臺用戶分步廣,需求獨立、流量突發性強,大量的系統流量是下行流量,比起流量相對對稱傳輸的互聯網平臺來說,CDN分發更加重要,需要建立一個完善的CDN分發體系,完成對平臺、對全市各地用戶業務需求的及時快速響應,提高用戶滿意度,實現雙向互動業務的順利運營。

  CDN是按照策略部署的分發體系,包括分布式存儲、負載均衡、網絡請求的重定向和內容管理四個重要組成部分,對視音頻、語音、IP數據、協議數據等多種業務格式的內容進行綜合分發和調度管理。CDN能夠實時地根據網絡流量和各節點的連接、負載狀況,以及到用戶的距離和響應時間等綜合信息,將用戶的請求重新導向離用戶最近的服務節點上。pt;text-justify-trim:punctuation'> CDN分發更加重要,需要建立一個完善的CDN分發體系,完成對平臺、對全市各地用戶業務需求的及時快速響應,提高用戶滿意度,實現雙向互動業務的順利運營。

  在地市區域中心或邊緣節點設置二級緩存,將次一級熱點內容存放到本地硬盤中,使得大量的用戶點播請求都能終結在本地,二級緩存系統單獨來看就是裝有CDN功能軟件的存儲設備,產品特點如下:

  支持統一管理內容分發系統所有的存儲空間,支持根據磁盤空間、內容級別、內容訪問情況等多種策略更新刪除內容;可實時查看所有節點存儲占用情況、內容分布情況,提供內容列表;可對CP/SP的存儲上限進行控制;節點存儲支持不同業務的優先級控制,確保時移業務的優先存儲;菜單和即時時移節目100%存儲、點播節目存儲按需求可滿足80%的訪問量;存儲采用多級冗余,單一設備中斷不得造成業務影響;硬盤使用通用企業級SAS硬盤;系統在進行磁盤陣列讀寫操作時具有良好的負載均衡能力;媒體存儲系統中的內容可以通過系統內的任一視頻流輸出單元輸出;任一視頻流輸出單元可以輸出媒體存儲系統中的所有的媒體資源;媒體存儲單元的硬盤損壞時,系統內所存儲的視頻內容不丟失;更換磁盤后,系統能自動恢復原有數據,自動從系統缺損狀態恢復為正常狀態,在缺損狀態時不影響用戶正在點播或時移內容的正常收看;整個媒體存儲系統的安全保護做到實時、即時生效;系統可以通過增加視頻服務器或磁盤陣列或者磁盤陣列中硬盤等方式進行媒體存儲的擴容;擴容不中斷業務,系統能夠自動處理擴容的優先級,以保證系統正常的播出和上載能力及質量。
 

2.2典型組網及應用
 

  點播的并發越來越高是不可遏制的趨勢,考慮骨干網和城域網的承載壓力,現網“核心節點+區域節點”二級結構必然會逐 漸向“核心節點+區域節點+邊緣節點”的三級結構發展,CDN邊緣節點一旦開始建設,那么眾多廠家設備的維護會成為難題,且多個廠家的設備累計采購成本也會逐漸成為壓力所在;一般來說地市級CDN節點包含二級緩存、后臺管理、推流服務器、業務交換機等系統,通常擁有4-5個廠商的設備,廠商設備之間接口的互聯互通也較為復雜 。

  廣達新網可在地市或區縣提供一站式CDN邊緣節點解決方案,無論是區域節點還是邊緣節點,均可實現,如某省廣電在中心機房已經部署了中心存儲和后臺管理服務器以及CMS內容管理系統,各地市通過上行交換機與省平臺互通,那么廣達通過提供萬兆Data Center Switch,完成將中央內容管理及存儲中心調度分發的CDN調度流分發至各推流服務器;搭配我司高性能視頻服務器(可同時提供至少5000個標清3.75Mbps碼率的MPEG-2節目流輸出)。此外配置存儲服務器作為CDN二級緩存使用,為本地推流服務器提供緩存服務,存放次一級的熱門點播內容 。
 

  采用廣達VOD推流解決方案,基本可提供二級CDN節點絕大部分核心設備(除分布式BO外),有效減少維護難度和多廠商設備互聯互通問題;可靈活的提供一站式全機柜解決方案,也可無縫銜接其他廠商相關產品,對運營商來說設備購買成本降低,除能有效解決VOD平臺問題,還能借助本身技術積累優化接入網,使得高清業務順利開展。


 
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