中國電信廣州研究院 | 林立宇 陳云海

在三網(wǎng)融合的環(huán)境下，“一云多屏”正在成為視頻行業(yè)重點布局的發(fā)展方向，以用戶為核心，在包括移動終端在內(nèi)的多種終端之間形成無縫的視頻資訊傳遞、互動和可定制的統(tǒng)一服務(wù)，而視頻網(wǎng)站多屏應(yīng)用的轉(zhuǎn)碼需求則孵化出一個視頻轉(zhuǎn)碼市場。

如何智能適配移動終端和移動網(wǎng)絡(luò)，將互聯(lián)網(wǎng)及自有的海量視頻資源智能轉(zhuǎn)碼和分發(fā)，成為移動互聯(lián)網(wǎng)云轉(zhuǎn)碼平臺技術(shù)研究及應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

云轉(zhuǎn)碼平臺系統(tǒng)架構(gòu)

移動互聯(lián)網(wǎng)云轉(zhuǎn)碼平臺是通過云計算技術(shù)架構(gòu)，實現(xiàn)對所有主流格式、編碼的源視頻進(jìn)行自動化的實時轉(zhuǎn)碼和處理，同時智能適配輸出的移動網(wǎng)絡(luò)和終端，滿足將視頻內(nèi)容向移動互聯(lián)網(wǎng)上的多種終端分發(fā)的需求，提供高性能、低成本、可管理的云轉(zhuǎn)碼服務(wù)，以及靈活多樣、標(biāo)準(zhǔn)便捷的部署和集成方式。

移動互聯(lián)網(wǎng)云轉(zhuǎn)碼平臺的系統(tǒng)架構(gòu)包括以下三層功能，并實現(xiàn)統(tǒng)一的云服務(wù)接入、云資源調(diào)度和云平臺管理。

1.媒體源接入層

能夠?qū)Σ煌袷胶途幋a的視頻文件進(jìn)行解碼處理，智能適配源視頻CDN、FTP和Web等媒體源服務(wù)器協(xié)議，能夠?qū)TSP、MMS、HLS、RTMP等不同協(xié)議的視頻監(jiān)控源和視頻直播源進(jìn)行解碼處理。

2.編碼處理層

按區(qū)域或業(yè)務(wù)部署轉(zhuǎn)碼計算節(jié)點集群，支持Hadoop云計算框架和虛擬機(jī)資源，按照平臺管理節(jié)點智能調(diào)度合適的轉(zhuǎn)碼計算節(jié)點進(jìn)行編碼，并將相關(guān)任務(wù)日志記錄到數(shù)據(jù)庫。

圖 移動互聯(lián)網(wǎng)云轉(zhuǎn)碼平臺的系統(tǒng)架構(gòu)

3.輸出適配及負(fù)載均衡層

實時適配用戶的終端及網(wǎng)絡(luò)，支持RTSP、HLS、HTTP等流媒體傳輸協(xié)議。兼容2G、3G、Wi-Fi、ADSL等用戶連接方式，能夠?qū)崟r計算終端網(wǎng)絡(luò)速度，向用戶提供最佳視頻碼率。實時輸出實現(xiàn)負(fù)載均衡，并通過緩存策略和緩存文件，進(jìn)一步提升性能和并發(fā)容量。

該系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)具備以下4個優(yōu)點。

高兼容

1)能夠?qū)Σ煌袷胶途幋a的視頻文件進(jìn)行編解碼處理，智能適配源視頻CDN、FTP和Web等媒體內(nèi)容服務(wù)器協(xié)議；

2)能夠?qū)TSP、MMS、HLS、RTMP等不同協(xié)議的視頻監(jiān)控源和視頻直播源進(jìn)行編解碼處理，并針對私有協(xié)議提供圖片合成流媒體的功能；

3)實時兼容2G、3G、Wi-Fi、ADSL等用戶連接方式，能夠?qū)崟r計算終端網(wǎng)絡(luò)速度，向用戶提供最佳視頻碼率；

4)實時適配不同移動終端和不同操作系統(tǒng)，實現(xiàn)跨平臺。

高智能

1)云端按需實時轉(zhuǎn)碼，支持點播、直播、合成等多種應(yīng)用；

2)實現(xiàn)時移定位的實時拖動播放，提升用戶體驗；

3)統(tǒng)一云平臺管理和數(shù)據(jù)分析，為業(yè)務(wù)規(guī)劃和營銷管理提供依據(jù)。

高靈活

1)靈活多樣的部署方式，編碼處理層按區(qū)域或業(yè)務(wù)部署轉(zhuǎn)碼計算節(jié)點集群，支持Hadoop云計算框架和虛擬機(jī)資源；

2)智能調(diào)度，包括基于Hadoop計算框架的任務(wù)調(diào)度，以及轉(zhuǎn)碼計算節(jié)點、存儲節(jié)點、緩存節(jié)點等云資源的調(diào)度；

3)開放云平臺能力，提供標(biāo)準(zhǔn)便捷的集成方式；

4)對云服務(wù)的通信協(xié)議進(jìn)行安全加密。

高性能

1)通過采用云計算架構(gòu)實現(xiàn)高并發(fā)和高擴(kuò)展性，智能調(diào)度任務(wù)和云資源；

2)實現(xiàn)自適應(yīng)流媒體推送模型，控制合適的轉(zhuǎn)碼速度，滿足播放速度即可，盡可能地節(jié)省系統(tǒng)資源來提升總體并發(fā)容量，提高性能。

云轉(zhuǎn)碼平臺的關(guān)鍵技術(shù)

1.按需的實時轉(zhuǎn)碼

支持多格式、多碼率、多分辨率、多協(xié)議等。支持所有主流的音視頻編碼格式（如H264、AAC、MP3等）；支持多種碼率的輸出（如分為流暢、標(biāo)清、高清等輸出），能夠?qū)崟r計算終端網(wǎng)絡(luò)速度，向用戶提供最佳視頻碼率；支持多分辨率，根據(jù)不同的屏幕大小輸出不同的分辨率；支持MMS、RTSP、RTMP、HLS、HTTP等不同輸入、輸出協(xié)議。

2.智能適配網(wǎng)絡(luò)及終端

智能適配各種用戶移動終端，兼容安卓、蘋果和Windows等不同操作系統(tǒng)，實時兼容2G、3G、Wi-Fi、ADSL等用戶連接方式。

3.高性能轉(zhuǎn)碼

實現(xiàn)自適應(yīng)流媒體推送模型，控制合適的轉(zhuǎn)碼速度，滿足播放速度即可，盡可能地節(jié)省系統(tǒng)資源來提升總體并發(fā)容量，提高性能。

4.大碼率源視頻轉(zhuǎn)碼

智能適配大碼率源視頻的內(nèi)容服務(wù)器協(xié)議，提高IO性能和轉(zhuǎn)碼性能，結(jié)合緩存技術(shù)實現(xiàn)大碼率源視頻的轉(zhuǎn)碼。

5.實時轉(zhuǎn)碼RTSP輸出流的拖動功能

實現(xiàn)實時轉(zhuǎn)碼RTSP輸出流的拖動功能，支持實時轉(zhuǎn)碼過程中的時移定位，解決拖動后音視頻同步和終端兼容性的問題。

云轉(zhuǎn)碼平臺的商業(yè)模式

移動互聯(lián)網(wǎng)云轉(zhuǎn)碼平臺可以廣泛應(yīng)用在媒體、娛樂、電商、廣告、教育、監(jiān)控、直播等領(lǐng)域，商業(yè)模式包括私有云平臺和公共云平臺兩種方式。

私有云平臺

主要面向媒體、教育、監(jiān)控等行業(yè)客戶，此類客戶希望能夠根據(jù)自身的業(yè)務(wù)規(guī)劃定制和集成云平臺，并進(jìn)行獨立部署，對內(nèi)容知識產(chǎn)權(quán)、內(nèi)容審核和權(quán)限管理等方面有較高要求。

這種商業(yè)模式的優(yōu)點在于可以獲得較高、可持續(xù)的建設(shè)收益，并進(jìn)一步實現(xiàn)合作運營，缺點是需要獨立維護(hù)，增加維護(hù)成本。

基于SaaS的公共云平臺

主要面向互聯(lián)網(wǎng)的視頻、娛樂、旅游、電商等網(wǎng)站，這種客戶對視頻的處理和分發(fā)需求趨同，希望以較低的成本實現(xiàn)集成，便捷調(diào)用云轉(zhuǎn)碼服務(wù)，按轉(zhuǎn)碼業(yè)務(wù)量或者租用費計費。

這種商業(yè)模式的優(yōu)點在于可以統(tǒng)一運營和管理云轉(zhuǎn)碼平臺，維護(hù)成本較低，缺點是需要承擔(dān)服務(wù)器、帶寬和IDC托管等成本。