王漢榮

【摘要】廣東廣電網(wǎng)絡(luò)在新時代背景下，大力推進技術(shù)轉(zhuǎn)型升級，全面構(gòu)建IP端到端技術(shù)體系。整體體系架構(gòu)分為IP平臺、IP網(wǎng)絡(luò)、IP終端三大部分。本文主要對廣東廣電網(wǎng)絡(luò)的全IP化改造方案進行簡要介紹。

【關(guān)鍵詞】廣東廣電;全IP化;IP端到端

互聯(lián)網(wǎng)是“信息時代”成長與發(fā)展的核心科技。目前，我國正處于第三次工業(yè)革命的前沿，“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等戰(zhàn)略的制定，促使中國正式踏上科技革命的路途。在媒體融合、多屏互動、三網(wǎng)融合的大背景下，為了應(yīng)對互聯(lián)網(wǎng)帶來的巨大挑戰(zhàn)，滿足今后的發(fā)展需要，廣電行業(yè)應(yīng)深度融合互聯(lián)網(wǎng)思維到內(nèi)容的制作、傳播與接收等各個環(huán)節(jié)中，并結(jié)合時代特點對業(yè)務(wù)進行創(chuàng)新。物聯(lián)網(wǎng)、5G、WIFI、IPv6等新一代信息技術(shù)無一不與IP技術(shù)緊密結(jié)合，為打造“智慧廣電”，IP化轉(zhuǎn)型升級是公司創(chuàng)新發(fā)展的必由之路。

光纖入戶的普及，以O(shè)TT為代表的網(wǎng)絡(luò)機頂盒的廣泛應(yīng)用，4K超高清時代的來臨，融媒體的覆蓋，AI技術(shù)的應(yīng)用，面對這些挑戰(zhàn)，廣東省廣播電視網(wǎng)絡(luò)股份有限公司（簡稱廣東廣電網(wǎng)絡(luò)）結(jié)合時代特點對業(yè)務(wù)進行了改造和創(chuàng)新，深度融合互聯(lián)網(wǎng)思維到內(nèi)容的制作、傳播與接收等各個環(huán)節(jié)中，通過IP網(wǎng)絡(luò)承載更多種業(yè)務(wù)，實現(xiàn)廣電業(yè)務(wù)全IP化，旨在為用戶提供全新電視體驗。

一、體系建設(shè)原則

雖然IP系統(tǒng)是大勢所趨，基于廣電系統(tǒng)相對于其他運營商的特殊要求，以及緊跟廣東廣電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀，IP體系建設(shè)有著以下幾點原則：

（一）安全不降低。對標DVB安全播出體系，嚴格按照總局62號令的安全播出要求進行方案設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，優(yōu)先保障電視直播信號安全優(yōu)質(zhì)播出。保證系統(tǒng)較高可靠性、穩(wěn)定性、實時性，具備可管可控能力，IP化平臺應(yīng)具備完善的運行管理和監(jiān)控功能，關(guān)鍵節(jié)點甚至考慮自動檢測故障和故障自愈能力，在發(fā)生故障時精準切換備用節(jié)點，保證安全播出和業(yè)務(wù)正常運行。

（二）管理同平臺。此次IP端到端是基于2017年建設(shè)的IP視頻平臺打造的IPTV播控平臺，在一個平臺上實現(xiàn)對IP直播、IP點播業(yè)務(wù)的同時管理。使原有平臺進一步功能延伸，保證功能平臺后續(xù)的可用性和可擴展性。

（三）業(yè)務(wù)全鏡像。完成直播電視、互動電視以及目前所有增值業(yè)務(wù)在IP終端上的部署。確保將DVB業(yè)務(wù)全面移植到IP體系，保證業(yè)務(wù)正常呈現(xiàn)，在業(yè)務(wù)層面做到用戶無感知。

（四）體驗更優(yōu)化。IP平臺的IP直播網(wǎng)絡(luò)的切臺延時與以往DVB模式基本一致甚至優(yōu)于DVB模式，加入FCC系統(tǒng)后，用戶觀看直播時實現(xiàn)無差別體驗甚至更優(yōu)體驗。

（五）投資更經(jīng)濟。由于產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模有巨大的差別，IP體系使用通用服務(wù)器，支持通過軟件升級實現(xiàn)產(chǎn)品的快速迭代，建設(shè)運維成本較低，IP體系的建設(shè)運維成本目前已低于DVB模式，且正快速下降。

二、體系架構(gòu)

廣東廣電網(wǎng)絡(luò)于2018年4月啟動公司IP端對端體系建設(shè)，立足于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資源，采用主流、先進的技術(shù)，并充分考慮未來業(yè)務(wù)發(fā)展需求的擴展空間，嚴格按照安全播出標準構(gòu)建廣電IPTV安全體系，將體系架構(gòu)分為IP平臺、IP網(wǎng)絡(luò)、IP終端三大部分：

第一IP平臺主要實現(xiàn)信源處理、用戶認證、業(yè)務(wù)鑒權(quán)、節(jié)目配置、信號監(jiān)測、快速切臺等功能。

第二IP網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計與部署，分為三個邏輯平面，分別為直播網(wǎng)、互動網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)，實現(xiàn)信號的高質(zhì)量、高可靠傳輸。

第三IP終端基于光纖到戶網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，通過以太網(wǎng)口實現(xiàn)IP流的接收并完成業(yè)務(wù)的解析與呈現(xiàn)。

（一）IP平臺

針對不同網(wǎng)絡(luò)功能建設(shè)，IP平臺主要劃分為三塊主要功能：

為IP直播網(wǎng)絡(luò)解決信源接收、信號編解碼處理、信號監(jiān)測等管理平臺，將現(xiàn)有電視前端的節(jié)目組播，經(jīng)固定碼率轉(zhuǎn)碼服務(wù)器轉(zhuǎn)換為H264組播信源。

為雙向互動網(wǎng)提供基本AAA鑒權(quán)、CDN推流、回看點播業(yè)務(wù)管理運維平臺。提供用戶管理、產(chǎn)品管理、訂購管理、業(yè)務(wù)管理等核心管理功能，并與BOSS系統(tǒng)對接，實現(xiàn)對現(xiàn)有業(yè)務(wù)在電視端、微信端、PC端等多個入口的業(yè)務(wù)訂購。

為數(shù)據(jù)網(wǎng)提供互聯(lián)網(wǎng)出口配置、域名解析、IPv6云資源利用等管理平臺。

其中針對直播和互動內(nèi)容分發(fā)，提供FCC快速切臺功能。通過碼流分析服務(wù)器對所需頻道碼流的TS數(shù)據(jù)進行解析，獲取頻道碼流的頻道信息，同時，碼流分析服務(wù)器在封裝RTP包時，將獲取頻道碼流的頻道信息與I幀信息一同封裝如RTP包中發(fā)送給快速頻道切換FCC服務(wù)器，F(xiàn)CC服務(wù)器查找最近的I幀，并將所查到的I幀之后的頻道碼流快速發(fā)送至終端。

（二）IP網(wǎng)絡(luò)

在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)、鏈路聚合技術(shù)、Smart Link /Flex Link技術(shù)、雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測（BFD）技術(shù)、追蹤（Track）技術(shù)，基于現(xiàn)有的省干IP直播網(wǎng)、互動網(wǎng)、FTTH接入網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，并進行必要的補充和調(diào)整，充分考慮信號傳輸?shù)娜哂唷⑶袚Q、監(jiān)測等安全播出措施。

（1）IP直播網(wǎng)

IP直播網(wǎng)主要完成組播信號的接收、切換和傳輸，實現(xiàn)省中心的組播信號通過各級網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)絀P終端。IP直播網(wǎng)設(shè)計上為獨立的物理網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)只允許組播信令跟流量通過，禁用非組播信令及流量。IP直播網(wǎng)絡(luò)支持傳輸現(xiàn)網(wǎng)已有的所有直播節(jié)目，結(jié)合地市分公司本地節(jié)目需求，包括6套4K、60套高清和106套標清節(jié)目，共172套節(jié)目，總帶寬需求約1.5Gbps。通過地市間信源接收交換機實現(xiàn)組播信號的接收，地市網(wǎng)閘設(shè)備實現(xiàn)組播信號的接入與切換，城域直播網(wǎng)交換機與接入網(wǎng)OLT設(shè)備實現(xiàn)組播信號的傳輸，通過配置下發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)ONU或IHGU的網(wǎng)絡(luò)配置自動下發(fā)。

（2）IP互動網(wǎng)

IP視頻平臺部署在互動網(wǎng)，采用集中式架構(gòu)部署，分公司不部署分節(jié)點， IP視頻平臺為直播業(yè)務(wù)提供用戶認證、業(yè)務(wù)鑒權(quán)、節(jié)目列表下發(fā)等功能。且承載了點播回看業(yè)務(wù)片源編輯，審核，下發(fā)，推送等功能。

（3）IP數(shù)據(jù)網(wǎng)

接入層主要是為各種業(yè)務(wù)提供接入服務(wù)，主要設(shè)備包括EPON OLT以及GPON OLT等。接入層設(shè)備具備萬兆上聯(lián)的能力，為網(wǎng)絡(luò)提供高帶寬的業(yè)務(wù)承載能力。

（三）IP終端

互聯(lián)網(wǎng)電視（OTT）沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準，其核心是微軟的Smooth Streaming、蘋果的HLS以及由微軟、蘋果、Adobe等公司共同主導完成的MPEG DASH三大流媒體傳輸技術(shù)。OTT 的最大特點就是，可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻業(yè)務(wù)。

廣東廣電網(wǎng)絡(luò)通過ONU+IP盒子、IHGU（光口網(wǎng)關(guān)）兩種產(chǎn)品形態(tài)承載IP直播業(yè)務(wù)，是公司 IP 化工作的重要組成部分。光口網(wǎng)關(guān)（IHGU）是公司針對光纖入戶場景推出的IP終端。光口網(wǎng)關(guān)可兼容EPON/GPON網(wǎng)絡(luò)，在不同的PON網(wǎng)絡(luò)下能實現(xiàn)自適應(yīng)，內(nèi)置OSGI運行環(huán)境，具備智能中心、網(wǎng)絡(luò)中心、媒體中心、通信中心四大功能定位。

（四）安全設(shè)計

（1）IP直播網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均按雙機熱備方式進行部署，使用萬兆端口互聯(lián)。地市接收共接收四路信源進行備份及切換，其中兩路省干主備信源，一路佛山災備信源以及一路地市本地信源。經(jīng)實際網(wǎng)絡(luò)測試，單點故障情況下，節(jié)目恢復時間在2秒以內(nèi)。

（2）采用ACL訪問控制列表來保障每層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的安全性，通過安全策略來保障非授權(quán)用戶只能訪問特定的網(wǎng)絡(luò)，從而達到對訪問進行控制的目的。本方案采用ACL訪問控制列表來針對下行端口放行特定的239組播地址段和ICMP，拒絕過濾掉其它所有的非授權(quán)網(wǎng)絡(luò)方式來保障整個網(wǎng)絡(luò)運行的安全可靠性。

（3）城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)安全主要是依賴設(shè)備本身的安全功能。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的帳號安全、管理及審計問題，通過部署堡壘機及VPN接入等解決。

三、結(jié)論

IP端到端體系的建設(shè)有著諸多優(yōu)點。比如降低了運營商的建網(wǎng)成本，帶來更低的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本與更低的終端部署成本。大大的推進了行業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型，IP技術(shù)體系相對開放、成熟，融入該體系可有效提高運營商生產(chǎn)能力和技術(shù)水平，推動企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。全IP化之路不是一蹴而就，目前基于同軸網(wǎng)絡(luò)的DVB體系在向全IP體系演進時面臨許多挑戰(zhàn)，需要更加努力，為未來廣電網(wǎng)絡(luò)全IP化打下堅實基礎(chǔ)。

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