李 爽，朱曉松

(1.河北建材職業(yè)技術學院，河北 秦皇島 066000; 2.河北廣電網絡集團秦皇島有限公司，河北 秦皇島 066000)

基于IP技術的多屏互動點播平臺的設計與實踐

李 爽1，朱曉松2

(1.河北建材職業(yè)技術學院，河北 秦皇島 066000; 2.河北廣電網絡集團秦皇島有限公司，河北 秦皇島 066000)

為了更好地應對OTT及IPTV的沖擊，建設面向多終端的互動點播平臺成為廣電運營商的一條可行之路。智能機頂盒的發(fā)展和廣電寬帶的不斷擴容為基于IP技術的互動點播平臺建設和運營提供保障。以河北廣電網絡秦皇島有限公司為例，描述了以安卓機頂盒和智能移動終端為載體，實現(xiàn)直播、回看、點播服務設計與實踐過程。

IP技術；多屏互動點播；安卓智能機頂盒

1 遵循的原則和主要內容

隨著全球互聯(lián)網電視(OTT)產業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)有的支持OTT業(yè)務的技術已經相對成熟，從漸進下載(HTTP Progressive Download)到自適應流媒體直播(HTTP Live Adaptive Streaming)，都可以用來傳遞OTT業(yè)務。尤其是自適應碼流特性和HTTP帶來的廣泛適用性，都適應了用戶帶寬波動、不均勻的情況，使用戶能夠得到與當前帶寬相適應的碼率的節(jié)目流，從而獲得良好的觀看體驗。結合離線(實時)轉碼技術將原始視頻文件(流)轉換成多分辨率、多碼率視頻格式，OTT內容分發(fā)網絡可以輕松實現(xiàn)手機、平板PC等多屏智能終端的視頻流傳輸，而DLNA、WiFi Display、Airplay[1]等技術使手機、平板PC和機頂盒、PC之間多屏互動變得簡單(如手機遙控、甩屏等功能)。

面對OTT帶來的挑戰(zhàn)，運營商需要主動擁抱OTT。運營商發(fā)展OTT具有獨有的優(yōu)勢，國內現(xiàn)有OTT業(yè)務缺少合理的收費模式和良好的推廣渠道，而運營商完善的運營體系以及認證模式，加之靈活的用戶計費方式，可以幫助OTT快速推廣，并建立收費渠道[2]。運營商應該因地制宜、優(yōu)勢互補，融合現(xiàn)有視頻業(yè)務和OTT業(yè)務，促進視頻業(yè)務的用戶規(guī)模和價值提升，為未來的發(fā)展占據更多的話語權。

河北廣電集團秦皇島有限公司在推出安卓系統(tǒng)智能機頂盒后，利用已有編碼和內容資源，在智能機頂盒(配置詳見表1)上推出了基于IP技術的互動點播平臺，并以盒端內置WiFi為媒介，將視頻服務覆蓋到手機、平板PC等移動終端，從而實現(xiàn)單用戶多屏幕的內容分享。同時增加了廣告、用戶收視數(shù)據統(tǒng)計等附屬功能(見圖1)。

表1 安卓機頂盒軟硬件配置

軟硬件環(huán)境描 述型號創(chuàng)維HC2800操作系統(tǒng)安卓42基本硬件配置主芯片海思Hi3716CV200、4Gbyte存儲、1Gbyte內存網絡組件內置DOCSIS20CM和無線路由器

圖1 多屏互動點播業(yè)務示意圖

多屏互動點播平臺的建設目標是使廣電的寬帶網絡用戶能夠通過家庭或公共區(qū)域的WiFi網絡(視頻服務由內網覆蓋逐漸到內外網全覆蓋)享受到多屏視頻服務，使廣電寬帶網絡不再只以電視服務為目標，而可以為移動終端用戶提供更多的增值應用和互聯(lián)網應用。整個平臺的規(guī)劃，本著統(tǒng)一規(guī)劃、資源合理利用的原則逐步實施。

1.1 設計原則

1.1.1 開放性

平臺的設計需遵循標準性和開放性原則，交互數(shù)字電視平臺的各項技術和設備符合國際、國內和行業(yè)內有關標準：整個系統(tǒng)能夠支持開放架構，采用基于HTTP、SOAP、HLS等協(xié)議的通信規(guī)范。

1.1.2 安全性

安全播出是廣電網絡的頭等大事。本方案各分子系統(tǒng)充分考慮了軟件安全，在實施環(huán)節(jié)各設備皆采取了有效的措施防止來自網絡的非法入侵。所有模塊在訪問時都需要通過相應的鑒權和認證，關鍵模塊可配置加密訪問方式，廣告發(fā)布平臺采取了防篡改措施，并設計主動清空的補救措施。

1.1.3 可靠性

從系統(tǒng)結構、技術措施、設備性能、系統(tǒng)管理及維護等方

面著手，確保系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

1.1.4 可擴展性

系統(tǒng)硬件、軟件采用模塊化設計，將來隨著業(yè)務種類的增加和用戶數(shù)量的增長，系統(tǒng)可以平滑升級。

1.2 平臺實現(xiàn)的主要內容

多屏互動點播系統(tǒng)初步具備表2所示功能[3]。

表2 本地互動平臺開發(fā)主要內容

內容說 明電視門戶多屏互動點播門戶智能電子節(jié)目指南通過IP下發(fā)電子節(jié)目單，優(yōu)化節(jié)目單瀏覽方式，并作為回看的入口機頂盒端點播APK實現(xiàn)機頂盒端的互動點播業(yè)務，APK納入本地應用商店的管理移動終端APK用戶從蘋果商店、安卓市場下載APK，實現(xiàn)直播、回看功能，并與機頂盒實現(xiàn)內容分享本地VOD平臺10000并發(fā)流、20Tbyte在線存儲回看平臺面向多終端提供20個頻道7×24h回看，包括1套高清頻道時移面向多終端提供20個頻道4h時移直播面向移動終端提供20個頻道的直播嵌入式廣告平臺實現(xiàn)點播、回看服務的插播，支持隨機、輪循等多策略播發(fā)其他配套組件互動點播用戶行為采集、應用商店、用戶智能社交、個人空間等

2 本地互動平臺實施方案

2.1 系統(tǒng)架構設計

多屏互動點播平臺總體架構分為3個層次，自上至下依次為應用層、平臺層、業(yè)務能力層，如圖2所示。

圖2 多屏互動點播系統(tǒng)功能視圖

業(yè)務層：基于平臺層提供的技術能力，為用戶提供直播、點播、回看、多屏互動、個人空間等業(yè)務，并可以進行平滑擴展升級。

平臺層：通過統(tǒng)一的業(yè)務管理、產品管理、用戶管理、結算管理、統(tǒng)一的認證、鑒權、計費等功能模塊，為第三方合作伙伴(CP/SP)提供統(tǒng)一的業(yè)務運營支撐環(huán)境。通過Portal系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務展現(xiàn)。

業(yè)務能力層：平臺具備的基本能力系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)邏輯結構

完成的多屏互動點播平臺由內容管理、離線編碼、EPG、AAA(認證、鑒權)、網管系統(tǒng)(平臺、終端)、運營支撐系統(tǒng)OSS(用戶管理、業(yè)務管理、產品管理、CP/SP管理、報表管理、統(tǒng)計分析)、流服務系統(tǒng)等部分組成。CDN系統(tǒng)由內容存儲、內容分發(fā)、全局調度等模塊組成。平臺邏輯如圖3所示。

圖3 互動業(yè)務平臺邏輯架構圖

目前階段，現(xiàn)平臺具備再編碼(實時和離線)、內容管理、智能EPG、統(tǒng)一Portal、流服務等基本組件。多屏互動點播業(yè)務免費向用戶提供。終端點播的請求流程主要包括4個環(huán)節(jié)：1)終端通過PORTAL獲取點播鏈接URL；2)機頂盒通過點播URL將點播請求發(fā)送到相應的視頻服務器；3)視頻服務器推送符合HLS協(xié)議的HTTP節(jié)目流；4)終端播放器解析.m3u8索引文件，下載ts并播放。

2.3 內容的上載

多屏互動點播平臺視頻的上載通過TV Loader和VOD Loader服務器完成，前者負責直播內容的注入，后者負責點播內容的注入。考慮到IP方式的網絡傳輸成本較高，現(xiàn)有的高清視頻資源需要二次編碼，將碼率從MPEG-2編碼方式的18 Mbit/s或H.264編碼方式的8 Mbit/s節(jié)目壓縮到H.264編碼的4 Mbit/s，同時保證再編碼后的高清節(jié)目質量不低于互聯(lián)網主流OTT視頻清晰度(720p)。

直播視頻在線編碼采用Envivio C4服務器組，將數(shù)字電視前端平臺送來的組播信源再編碼。Envivio C4最大的優(yōu)勢是將一路信源再編碼成不同分辨率、不同碼率的視頻格式從而適應不同的屏幕。經過反復測試，采用H.264編碼方式將標清節(jié)目分別壓縮至1.5 Mbit/s和700 kbit/s，分別滿足機頂盒回看業(yè)務和移動終端的回看直播業(yè)務需求。TV Loader對接China EPG節(jié)目單平臺完成回看EPG的自動更新。

點播的內容注入包括多個渠道：一是來自離線編碼的視頻資源。VOD Loader去目標FTP上獲取已經完成編碼的視頻內容，通過上載*.xml格式的視頻資源元數(shù)據，完成內容上載。二是VOD Loader對接已有的媒資系統(tǒng)獲得視頻。三是通過媒資系統(tǒng)對接CNTV等主流內容提供商。四是差異化的視頻資源，如來自集團客戶的自辦頻道、視頻、監(jiān)控視頻等多形式的內容資源。VOD Loader采用分布式部署來對接不同資源渠道。

2.4 回看入口的設計

傳統(tǒng)的EPG瀏覽方式操作繁瑣，用戶需要從選單中逐級進入。智能EPG簡化了操作，通過在直播狀態(tài)下按“確認”和“方向”鍵，快速實現(xiàn)了節(jié)目單的瀏覽，也提供了回看入口(見圖4)。智能機頂盒通過雙向網絡向服務端獲取頻道信息及節(jié)目信息，服務端則動態(tài)向終端更新信息。

圖4 智能EPG界面(截圖)

2.5 統(tǒng)一Portal系統(tǒng)

門戶系統(tǒng)內容由統(tǒng)一的后臺進行管理，為不同終端重定向或者組織生成適合的頁面和數(shù)據(見圖5)，并確保數(shù)據發(fā)布同步。統(tǒng)一Portal系統(tǒng)向多終端提供同一個域名，終端用DHCP指向的DNS來解析固化在APP中的域名，獲得Portal的IP地址。系統(tǒng)根據終端類型、訪問來源、終端號碼、用戶訂購等信息對訪問請求分配Portal，還可以按照用戶屬性包括用戶自定義分組、區(qū)域、集團客戶(酒店、社區(qū)等)定向至不同的Portal。

圖5 門戶系統(tǒng)結構

2.6 廣告平臺靈活配置播發(fā)策略

新廣告平臺獨立于已有的標清機頂盒廣告平臺，重點關注以安卓機頂盒、手機、平板PC的多終端點播、回看、直播的廣告功能。結合各地市廣電運營商的經驗，借鑒互聯(lián)網視頻廣告特點，新廣告平臺引入可配置播發(fā)的策略機制，相同的廣告位自由分組，各分組播發(fā)策略可靈活配置(人工排期、隨機播發(fā)、輪循播發(fā)、抽取黃金時段)，播發(fā)策略可根據運營需求定制增加而不影響現(xiàn)有平臺。

2.7 終端APP的管理

實現(xiàn)多屏互動點播業(yè)務需要在終端上安裝相應的“秦皇島有線”APP。機頂盒端APP(機頂盒出廠默認安裝)納入到本地應用商店管理，實現(xiàn)軟件的下載、更新[4]。移動終端APP發(fā)布到安卓市場(安智市場)和蘋果商店供用戶使用。

2.8 多屏互動點播平臺與核心網絡的接入

考慮到未來業(yè)務的發(fā)展，按照通用互動平臺出口帶寬計算方法(用戶點播的平均視頻帶寬×并發(fā)率×開通業(yè)務的終端數(shù)量)設計了多屏互動業(yè)務平臺10 GE接入核心路由器設備，如圖6所示。

圖6 多屏互動點播平臺與核心網絡設備的連接

3 多屏互動平臺的已開展的應用

多屏互動點播平臺不僅實現(xiàn)了機頂盒端的視頻服務，也將視頻服務推向移動終端：

1)實時快捷的節(jié)目點播回看：平臺向機頂盒、手機、平板PC提供20個頻道7×24小時的自主點播，包括最受百姓歡迎的18個中央及衛(wèi)視頻道(根據歌華大樣本數(shù)據收視率排名，除了北京地方頻道以外最靠前的18個節(jié)目)和1套地方頻道、1套高清頻道，所有節(jié)目全部采用H.264編碼。

2)全高清視頻資源：平臺向機頂盒提供6 000多小時全高清視頻節(jié)目點播，匯聚電影、電視劇、紀錄、時尚四大板塊。開辟專區(qū)，定期推出“追熱劇”等專題視頻。

3)多屏內容分享：在同一個WLAN下，在機頂盒或移動終端播放的點播回看內容相互切換，播放進度也保留同步。

4 結束語

多屏互動點播相比傳統(tǒng)的互動點播平臺，業(yè)務延伸覆蓋到移動終端，實現(xiàn)了跨屏視頻共享，添補了有線電視在移動視頻領域的空白，這一步也是廣電運營商強化自身服務，主動搶占互聯(lián)網市場的重要一步?；贗P的多屏互動點播平臺建設符合公司大力發(fā)展寬帶的市場策略和技術架構，豐富多樣的內容接收能力為定制的視頻服務發(fā)展提供了平臺支持，對移動終端視頻服務的大面積覆蓋打下基礎，新增的移動用戶收視行為數(shù)據為大數(shù)據平臺的建設提供幫助。

秦皇島多屏互動點播平臺的建設為用戶提供了優(yōu)質、豐富、個性化服務，不僅滿足普通家庭、個人的收視需求，還滿足了黨政機關、企事業(yè)單位、賓館酒店、院校等集團客戶差異化視頻服務，同時為安防、教育、智慧城市等監(jiān)控領域的應用打下基礎。該項目的建成將在推進秦皇島市信息化、創(chuàng)建“智慧城市”的進程中起到重要作用。

[1] 魏國亮.多屏互動技術在高清互動平臺中的應用[J].中國有線電視，2013(10)：1180-1182.

[2] 張勇.DVB+OTT有線電視多屏融合業(yè)務需求白皮書V0.3[EB/OL].[2015-02-15].http://www.sarft.net/a/82712.aspx.

[3] 王豐華，周立新，陸毅，等.武進本地雙向互動電視平臺的開發(fā)與應用[J].電視技術，2014，38(16)：46-60.

[4] 鄧水森，王立軍.OTT智能終端典型功能及運營模式探析[J].電視技術，2013，37(6)：17-20.

Design and Practice of Multi-screen Interactive Video on Demand Based on IP Technology

LI Shuang1,ZHU Xiaosong2

(1.HebeiVocational&TechnicalCollegeofBuildingMaterials,HebeiQinhuangdao066000,China； 2.QinhuangdaoBranchofHebeiRadio&TVNetworkGroupCo.,Ltd.,HebeiQinhuangdao066000,China)

In order to better cope with the impact of OTT and IPTV, interactive on-demand for multi-terminal platform becomes feasible way for radio and television operators. Intelligent set-top box development and continuous expansion of radio and television networks also provide protection for IP-based interactive on-demand platform for construction and operation. In this paper, Qinhuangdao Branch of Hebei Radio & TV Network Group Co.,Ltd., for example, describes a set-top box and smart mobile terminal for the carrier to live, looking back, time shift TV design and practice.

IP technology;multi-screen interactive on-demand;Android smart set-top box

專題互動電視

TN949

B

10.16280/j.videoe.2015.16.003

2015-03-02

【本文獻信息】李爽，朱曉松.基于IP技術的多屏互動點播平臺的設計與實踐[J].電視技術,2015，39(16).

李 爽(1982— )，女，講師，從事新媒體傳播教學和研究；

朱曉松(1982— )，工程師，從事廣播電視技術工作。

責任編輯：許 盈