陳文亮 翁向明 （天津泰達(dá)有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司 天津300456）

泰達(dá)時移電視系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

陳文亮 翁向明 （天津泰達(dá)有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司 天津300456）

分析了時移電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理，重點(diǎn)介紹了時移電視錄制和點(diǎn)播工作流程，并提出了實現(xiàn)時移電視系統(tǒng)的兩個關(guān)鍵技術(shù)。通過系統(tǒng)試運(yùn)營觀察和與國內(nèi)類似系統(tǒng)比較，提出泰達(dá)廣電時移電視系統(tǒng)在保證系統(tǒng)先進(jìn)性的同時，具有良好的開放性和擴(kuò)展性。

通信與信息系統(tǒng) 時移電視 ADISOCKET

0 引言

眾所周知，電視節(jié)目的播放是按照時間順序廣播式傳輸?shù)?。從電視服?wù)誕生開始，這種單向被動收看電視的模式一直持續(xù)至今。然而現(xiàn)在越來越多的人厭倦這種傳統(tǒng)的收看方式，更加推崇交互式、個性化的模式，于是時移電視等新業(yè)務(wù)便應(yīng)運(yùn)而生。

時移電視（Time-Shift TV，TSTV）是指用戶在觀看數(shù)字電視節(jié)目時，可以隨時進(jìn)行暫?；蚝笸?、快進(jìn)操作，可以選擇觀看幾天前的電視節(jié)目。時移電視徹底顛覆了原有的看電視模式，給觀眾帶來全新的收視體驗。這也使得數(shù)字電視成為真正的“我的電視”，擺脫了播出時間的束縛。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一個完整的時移電視系統(tǒng)由廣播節(jié)目實時編碼、節(jié)目表單生成及管理、節(jié)目分割、節(jié)目信息自動生成及預(yù)打包、節(jié)目實時注入、節(jié)目Offering生成、節(jié)目Offering獲取及管理、時移應(yīng)用服務(wù)等組成。如圖1所示：

圖1 時移系統(tǒng)架構(gòu)圖

Xport Producer/Recoder允許運(yùn)營商通過預(yù)先得到的輸入節(jié)目的節(jié)目單信息選擇所要錄制的內(nèi)容。在Recoder中編排所要收錄的節(jié)目，并且可以對錄制節(jié)目的元數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

Recoder按照編排的時間分配可用編碼器和Slicer資源來錄制節(jié)目，編碼器將實時內(nèi)容編碼通過與Slicer連接的IP輸

1.2 原理

出端口輸出。Slicer實時接收節(jié)目流并且寫入本地硬盤。

在節(jié)目開始時Slicer使用標(biāo)準(zhǔn)的ADI輸出將節(jié)目的元數(shù)據(jù)信息輸出到VOD后臺系統(tǒng)BMS（泰達(dá)網(wǎng)絡(luò)使用的是Open Stream系統(tǒng)）中。同時Slicer立即開始向Open Stream傳送MPEG視頻內(nèi)容。

在節(jié)目結(jié)束后，Slicer向Openstream發(fā)送一個節(jié)目元數(shù)據(jù)的更新，將節(jié)目時長和節(jié)目校驗等信息進(jìn)行最終的更新。時移應(yīng)用服務(wù)接收到機(jī)頂盒的服務(wù)請求時，首先確定是哪個時移頻道，然后根據(jù)接收到機(jī)頂盒請求時的時間點(diǎn)確定當(dāng)前直播節(jié)目所對應(yīng)的點(diǎn)播節(jié)目的Offering，最后則依據(jù)機(jī)頂盒請求時移業(yè)務(wù)的具體形式反饋機(jī)頂盒應(yīng)答信息。

2 時移電視系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)

時移電視應(yīng)用以直播節(jié)目時間表為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，生成符合節(jié)目分割服務(wù)相關(guān)接口規(guī)定的XML格式的直播節(jié)目時間表，其中包含頻道名稱、頻道的唯一標(biāo)識、頻道直播節(jié)目時間表。這里面需要注意的一點(diǎn)是頻道的標(biāo)識必須具有唯一性，而且要根據(jù)運(yùn)營商DVB系統(tǒng)的實際情況確定。應(yīng)用所生成的這個XML文件作為直播節(jié)目分割服務(wù)的時間表，是分割直播節(jié)目的依據(jù)，由N2bbGuideData服務(wù)在規(guī)定更新時間點(diǎn)自動更新。

時移電視應(yīng)用系統(tǒng)生成了XML時間表的同時也把直播節(jié)目時間表作了一個鏡像拷貝，也就是應(yīng)用和直播節(jié)目分割服務(wù)具有相同的直播節(jié)目時間表。這個時間表在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部同時還要與這些節(jié)目所生成的Offering建立一一對應(yīng)的關(guān)聯(lián)。

當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)獲得了新增的RTI Offering之后，則在其保留的直播節(jié)目時間表單補(bǔ)充新增的Offering，未補(bǔ)充之前則統(tǒng)一填充節(jié)目未錄制。

下面通過時移電視系統(tǒng)的錄制流程和點(diǎn)播流程兩個主要工作流程對系統(tǒng)的實現(xiàn)進(jìn)行闡述。

2.1 時移電視錄制流程（見圖2）

根據(jù)預(yù)播節(jié)目單，由應(yīng)用服務(wù)工具將節(jié)目單轉(zhuǎn)換為XML文件；設(shè)置Xport，自動從應(yīng)用服務(wù)器中下載節(jié)目單的XML文件；Slicer接收XML文件并解析；直播節(jié)目進(jìn)入編碼器；編碼器將AV節(jié)目信號轉(zhuǎn)換為MPEG2 TS流，并通過組播形式將TS流發(fā)送到Slicer；Slicer根據(jù)解析XML的節(jié)目單，按照節(jié)目單時間錄制節(jié)目；Slicer將MPEG文件進(jìn)行分片，以提高從Slicer到視頻服務(wù)器的節(jié)目上傳效率；Slicer將分片后的文件注入到視頻服務(wù)器；注入的節(jié)目存儲到B-1服務(wù)器的DRAM中，供點(diǎn)播。

圖2 時移電視錄制過程

2.2 時移電視點(diǎn)播流程（見圖3）

由于時移電視是用戶對直播節(jié)目進(jìn)行操作，機(jī)頂盒在播放直播流的時候只能知道該直播流所屬頻道，無法判斷正在播放什么節(jié)目。所以，通過和應(yīng)用管理接口的通信，機(jī)頂盒可以得到正在播放的節(jié)目信息，然后和會話資源管理器（SRM）通信建立連接，此后的過程和VOD的點(diǎn)播流程一樣。

時移電視應(yīng)用采用兩個獨(dú)立的服務(wù)實現(xiàn)，其中考慮到時移電視必須響應(yīng)快而且簡便，在終端設(shè)備機(jī)頂盒應(yīng)引入快捷鍵，而不是利用嵌入式瀏覽器解析得到Offering信息。為了實現(xiàn)機(jī)頂盒和時移應(yīng)用之間請求和應(yīng)答的快速響應(yīng)，設(shè)計了專用協(xié)議，機(jī)頂盒和應(yīng)用服務(wù)之間采用XML文件方式傳遞信息。機(jī)頂盒向應(yīng)用服務(wù)器發(fā)起帶有時移頻道標(biāo)識信息的請求時，應(yīng)用服務(wù)器收到請求后立即以XML文件方式反饋信息。機(jī)頂盒收到XML文件后則解析得到Offering和Service信息，然后和SRM建立點(diǎn)播請求。

圖3 點(diǎn)播流程圖

將支持時移的頻道信息添加到應(yīng)用管理接口；用戶確定進(jìn)入PauseTV；機(jī)頂盒傳遞給應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)前頻道信息；應(yīng)用系統(tǒng)返回給機(jī)頂盒節(jié)目號和當(dāng)前時間；建立會話后的點(diǎn)播流返還給機(jī)頂盒并播放。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于ADI標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行實時注入

時移電視與普通VOD在實現(xiàn)上的最大區(qū)別在于節(jié)目的實時注入。目前基于有線電視的時移電視系統(tǒng)的節(jié)目實時注入主要是采用IP組播方式。這種方式一般都是通過與視頻服務(wù)器建立私有通訊協(xié)議，對廣播節(jié)目的IP組播流進(jìn)行實時接收，同時還要實時處理接收的節(jié)目。視頻服務(wù)器要與后臺管理系統(tǒng)、時移應(yīng)用服務(wù)器以及終端設(shè)備進(jìn)行集成應(yīng)用，才能實現(xiàn)時移電視功能。這種IP組播方式最大的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)目實時注入視頻服務(wù)器端時，節(jié)目的接收比較穩(wěn)定，但這種方式也存在著一些缺點(diǎn)，主要有：系統(tǒng)存在私有協(xié)議，不利于業(yè)務(wù)擴(kuò)展；系統(tǒng)集成難度較大，不利于推廣；視頻服務(wù)器負(fù)荷較大，影響視頻服務(wù)器的整體性能。

基于以上的缺點(diǎn)，泰達(dá)時移電視系統(tǒng)采用基于ADI標(biāo)準(zhǔn)接口的實時注入方式。ADI主要規(guī)定了視頻文件格式以及媒資文件類型，包括 Package、Asset、Metadata、Content。傳輸內(nèi)容的協(xié)議主要為FTP、HTTP、File。我們主要采用FTP協(xié)議實現(xiàn)錄制節(jié)目向視頻服務(wù)器的注入。

基于ADI標(biāo)準(zhǔn)接口實時注入的優(yōu)點(diǎn)是：采用FTP Push方式實現(xiàn)時移節(jié)目的實時注入，視頻服務(wù)器只需要被動接收，這樣既不會占用視頻服務(wù)器太多資源，同時又不影響視頻服務(wù)器處理推流和進(jìn)行VCR控制的能力，隨著時移頻道的增加，這個優(yōu)勢還會更明顯。依據(jù)ADI接口標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)的時移電視節(jié)目注入與VOD節(jié)目注入流程基本一致。因為這兩個注入流程是在同一個標(biāo)準(zhǔn)平臺上實現(xiàn)的，減少了與視頻服務(wù)器的集成，所以只要是和Open Stream做過集成的視頻服務(wù)器都可以實現(xiàn)，系統(tǒng)升級或擴(kuò)容簡單方便。

3.2 基于SOCKET通信提高響應(yīng)速度

時移電視改變了人們的收視習(xí)慣，用戶看直播電視時也可以進(jìn)行VCR控制，實現(xiàn)暫停、快進(jìn)/快退等功能。如何讓觀眾真實的感受到自己在主動觀看，而不是被動接收，從直播狀態(tài)快速切入到時移狀態(tài)非常重要。大部分的運(yùn)營商采用啟動瀏覽器方式進(jìn)入時移業(yè)務(wù)，這種模式雖然統(tǒng)一了業(yè)務(wù)入口，但是消耗了機(jī)頂盒資源，嚴(yán)重影響切換速度，用戶時移點(diǎn)播等待時間長。為了克服這些缺點(diǎn)，我們采用基于Socket直接通信方式實現(xiàn)菜單時移和PauseTV兩種時移電視業(yè)務(wù)，大大縮短了機(jī)頂盒發(fā)起時移請求到視頻服務(wù)器中時移節(jié)目可以推流的等待時間。

機(jī)頂盒開機(jī)時向應(yīng)用系統(tǒng)請求服務(wù)配置信息，應(yīng)用服務(wù)器以XML文件的方式通知機(jī)頂盒EPG門戶站點(diǎn)的IP地址和端口、資源會話管理器（SRM）的IP地址和端口、支持時移電視和nPVR的廣播節(jié)目Service ID信息、時移電視應(yīng)用服務(wù)器IP地址和端口。

4 結(jié)論

天津泰達(dá)時移電視系統(tǒng)是在VOD平臺上，開創(chuàng)性地利用基于標(biāo)準(zhǔn)的ADI接口實現(xiàn)節(jié)目實時注入，且采用基于Socket通信方式實現(xiàn)高性能、可運(yùn)營的數(shù)字電視時移系統(tǒng)范例，最大限度地提高了用戶的收看體驗。通過系統(tǒng)試運(yùn)營觀察和與國內(nèi)類似系統(tǒng)比較，泰達(dá)廣電時移電視系統(tǒng)在保證系統(tǒng)先進(jìn)性的同時，具有良好的開放性和擴(kuò)展性?！?/p>

2011-05-09