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        基于云網(wǎng)融合的大視頻業(yè)務(wù)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)策略研究

        2021-11-17 08:16:08
        江蘇通信 2021年5期
        關(guān)鍵詞:融合用戶系統(tǒng)

        趙 煒

        云南省貿(mào)易經(jīng)濟(jì)學(xué)校

        0 引言

        當(dāng)下,視頻已成為人們信息交互的重要媒介。視頻業(yè)務(wù)對(duì)于拉動(dòng)寬帶和4/5G連接性業(yè)務(wù)起到至關(guān)重要的作用,用戶對(duì)視頻清晰度、流暢度的追求永不停歇,真4K成為基礎(chǔ)業(yè)務(wù),5G+8K將帶來新一輪發(fā)展浪潮,色深、幀率、交互成為新的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。為此,運(yùn)營(yíng)商普遍將基于大屏的IPTV業(yè)務(wù)、OTT視頻業(yè)務(wù),基于手機(jī)屏的短視頻業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)直播業(yè)務(wù),基于VR終端(VR一體機(jī)為主)的視頻類業(yè)務(wù)統(tǒng)一進(jìn)行運(yùn)營(yíng),統(tǒng)稱為“大視頻”業(yè)務(wù)。

        大視頻業(yè)務(wù)對(duì)業(yè)務(wù)帶寬、并發(fā)連接數(shù)和交互體驗(yàn)的要求有顯著特點(diǎn),這使得運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式的轉(zhuǎn)變有明確和直接的落腳點(diǎn)。為此,詳細(xì)分析運(yùn)營(yíng)商對(duì)視頻業(yè)務(wù)特性的理解,提出基于云網(wǎng)融合的大視頻業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)策略。

        1 產(chǎn)業(yè)環(huán)境及政策分析

        1.1 市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)

        大型運(yùn)營(yíng)商都將視頻業(yè)務(wù)作為基礎(chǔ)業(yè)務(wù),以期帶動(dòng)全業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)。國(guó)內(nèi)主要運(yùn)營(yíng)商,電信、移動(dòng)和聯(lián)通分別提出了各自的視頻業(yè)務(wù)戰(zhàn)略;中國(guó)廣電網(wǎng)絡(luò)以視頻業(yè)務(wù)中的大屏業(yè)務(wù)為基礎(chǔ),擴(kuò)展通信業(yè)務(wù)。

        1.2 政策驅(qū)動(dòng)

        我國(guó)對(duì)大視頻業(yè)務(wù)的政策導(dǎo)向積極良好,各參與主體圍繞運(yùn)營(yíng)商有序發(fā)展業(yè)務(wù),加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)。2021年,國(guó)家廣播電視總局發(fā)布《互聯(lián)網(wǎng)電視總體技術(shù)要求》,對(duì)基于互聯(lián)網(wǎng)承載的電視類節(jié)目進(jìn)行技術(shù)層面的規(guī)范,同時(shí)對(duì)承載電視業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行技術(shù)改造,不斷改善和提升電視業(yè)務(wù)的體驗(yàn)和內(nèi)容交付能力。

        1.3 需求和職責(zé)

        影音娛樂已成為人民群眾的剛性需求,用戶對(duì)視頻的極致體驗(yàn)需求還遠(yuǎn)未被滿足。為此,可引導(dǎo)用戶購(gòu)買/升級(jí)帶寬,促進(jìn)運(yùn)營(yíng)商家寬業(yè)務(wù)良性發(fā)展。同時(shí),運(yùn)營(yíng)商也需要踐行央企的社會(huì)責(zé)任,在推動(dòng)視頻生態(tài)系統(tǒng)的建立和發(fā)展中起到中流砥柱的作用。

        2 大視頻業(yè)務(wù)分析

        當(dāng)前,國(guó)內(nèi)IPTV和有線電視家庭覆蓋已經(jīng)趨于飽和,用戶增速明顯放緩。國(guó)內(nèi)各主要運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)重點(diǎn)已考慮從用戶發(fā)展轉(zhuǎn)為通過業(yè)務(wù)體驗(yàn)提升和內(nèi)容填充,開展用戶價(jià)值的經(jīng)營(yíng)。需要指出的是,重點(diǎn)在于提升用戶粘性,從IPTV用戶群和手機(jī)用戶群中進(jìn)行融合擴(kuò)展,提升大屏融合手機(jī)屏、VR屏的交互體驗(yàn)類業(yè)務(wù),提升用戶ARPU值。配套5G及雙千兆,發(fā)展試點(diǎn)VR/AR/8K等高帶寬視頻業(yè)務(wù),并試點(diǎn)全國(guó)業(yè)務(wù)統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)。大視頻用戶發(fā)展趨勢(shì)和大視頻業(yè)務(wù)平均碼率如圖1和圖2所示。

        圖1 IPTV用戶發(fā)展預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖

        圖2 IPTV平均碼率預(yù)測(cè)趨勢(shì)圖

        由表1可以看出,終端在支持大視頻業(yè)務(wù)能力方面具備旺盛的生命力和長(zhǎng)期演進(jìn)能力。

        表1 電信運(yùn)營(yíng)商視頻終端規(guī)劃樣例

        3 國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商大視頻業(yè)務(wù)策略與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)策略分析

        主要運(yùn)營(yíng)商分別從各自實(shí)際出發(fā),制定了差異化的大視頻網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)策略。

        3.1 運(yùn)營(yíng)商A

        持續(xù)推進(jìn)大視頻業(yè)務(wù)平臺(tái)整合,并與CDN(Content Delivery Network,內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))網(wǎng)絡(luò)解耦,提供開放能力,專業(yè)子公司主導(dǎo)全國(guó)統(tǒng)一的內(nèi)容運(yùn)營(yíng),探索8K/VR等視頻業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層面,推進(jìn)IPTV CDN網(wǎng)絡(luò)、云池、CDN軟件解耦,與互聯(lián)網(wǎng)CDN在IaaS層融合,由通用硬件承載。同時(shí),通過STN承載網(wǎng)、接入網(wǎng)專用VLAN等技術(shù)措施,保持IPTV專網(wǎng)承載的政策要求,互聯(lián)網(wǎng)CDN按需逐步下沉,與MEC協(xié)同,發(fā)揮邊緣接入優(yōu)勢(shì),固移融合,形成差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),通過自研的大視頻業(yè)務(wù)平臺(tái)與CDN調(diào)度系統(tǒng),在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)層面,改變?cè)凶灾鏖_發(fā)不足、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需要CT廠商支撐的路徑依賴,通過一體解耦的軟件和開放平臺(tái)建設(shè),促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式向DEVOPS轉(zhuǎn)變。

        在業(yè)務(wù)指標(biāo)的對(duì)應(yīng)方面,通過大視頻業(yè)務(wù)平臺(tái)的整合和自研能力提升,在原有大視頻3.0(語音導(dǎo)航、EPG千人千面、手機(jī)甩屏等)的基礎(chǔ)上,升級(jí)和提供N路導(dǎo)視、拖動(dòng)預(yù)覽、VR視頻等業(yè)務(wù)功能。在業(yè)務(wù)呈現(xiàn)層,通過BS模式,提升用戶體驗(yàn)和對(duì)客戶數(shù)據(jù)的運(yùn)營(yíng)能力。在CDN技術(shù)演進(jìn)方面,通過IPTV CDN、互聯(lián)網(wǎng)CDN和MEC vCDN的融合互通與充分下沉,大幅提升用戶單播碼率(4K P60 40Mb/s規(guī)模放號(hào)),并通過解耦方式,壓降CDN造價(jià),通過CDN充分下沉提升用戶感知指標(biāo)。

        3.2 運(yùn)營(yíng)商B

        通過專業(yè)公司“Migu”開展全國(guó)視頻業(yè)務(wù)統(tǒng)一運(yùn)營(yíng),VR/XR并行發(fā)展,強(qiáng)化規(guī)范化管理建設(shè),同時(shí)各省通過與當(dāng)?shù)貜V電多途徑合作,獲取有政策保障和內(nèi)容審核的各類節(jié)目源。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)方面,目前通過CT廠商提供“視頻3.0”平臺(tái),豐富業(yè)務(wù)功能;在網(wǎng)絡(luò)層面,通過專網(wǎng)和公網(wǎng)雙平面進(jìn)行承載,主要依靠組播專網(wǎng)解決直播頻道的承載,嘗試通過承載網(wǎng)帶寬的提升和大容量CDN提供單播承載的直播頻道。后續(xù),將依托龐大的用戶群、網(wǎng)絡(luò)資源和專業(yè)公司的自研能力,提升網(wǎng)絡(luò)Devops特性。

        3.3 運(yùn)營(yíng)商C

        計(jì)劃整合TV增值業(yè)務(wù)中心、“Wo”視頻、智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心,組建專業(yè)化大視頻運(yùn)營(yíng)公司,集中運(yùn)營(yíng),共享互通。

        4 大視頻業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃

        4.1 大視頻業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)整體系統(tǒng)架構(gòu)

        系統(tǒng)主要的網(wǎng)元層面規(guī)劃包括業(yè)務(wù)管理層、業(yè)務(wù)控制層和運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng),此外還有輔助業(yè)務(wù)開展的第三方業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)和業(yè)務(wù)呈現(xiàn)的終端管理。(1)業(yè)務(wù)管理層:為大視頻業(yè)務(wù)提供經(jīng)牌照方審核后的內(nèi)容管理、大視頻業(yè)務(wù)管理和運(yùn)營(yíng)管理支撐。(2)業(yè)務(wù)控制層:主要包括大視頻EPG系統(tǒng)和CDN系統(tǒng),為內(nèi)容的展現(xiàn)、存儲(chǔ)以及分發(fā)、回源(可回牌照方源)提供服務(wù)。(3)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng):主要為業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)(數(shù)據(jù)分析和畫像、增值業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)、廣告投放)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)(含Devops)提供服務(wù),涵蓋傳統(tǒng)網(wǎng)管,但必須包括Paas層管理、大視頻業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)DevOps所需的各項(xiàng)功能。

        業(yè)務(wù)管理層和運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)構(gòu)成了大視頻業(yè)務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

        圖3 IPTV/OTT整體系統(tǒng)架構(gòu)圖

        4.2 融合CDN規(guī)劃和開發(fā)策略

        融合CDN是CT廠商和運(yùn)營(yíng)商特指的設(shè)備,在原有的CDN基礎(chǔ)上進(jìn)行功能增強(qiáng),除負(fù)責(zé)向終端用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)并對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行緩存外,還緩存了EPG圖片等與寬帶業(yè)務(wù)感知相關(guān)的內(nèi)容(包括緩存部分熱門內(nèi)容),并將緩存的各類內(nèi)容按熱度分層存儲(chǔ)和分發(fā)給用戶,該技術(shù)是目前大視頻業(yè)務(wù)的主流技術(shù)方向。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

        圖4 免熔接光纖配線箱固定方案

        圖4 融合CDN系統(tǒng)架構(gòu)圖

        目前,運(yùn)營(yíng)商的CDN主要由CT廠商提供。根據(jù)云網(wǎng)融合目標(biāo),運(yùn)營(yíng)商A已與內(nèi)部相關(guān)專業(yè)研發(fā)公司聯(lián)合,采用了NFV型通用x86/ARM64架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器,通過DPDK/SRIOV網(wǎng)絡(luò)加速技術(shù),結(jié)合提供RDMA的DPU實(shí)現(xiàn)AI訓(xùn)練模型快速收斂的技術(shù),初步實(shí)現(xiàn)了基于邊緣云池,容器化的大容量(單vCDN并發(fā)流不低于32Gb/s)vCDN能力,同時(shí)容器網(wǎng)絡(luò)的vRouter與STN/M-OTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了一體對(duì)接,通過類似5G切片的功能,實(shí)現(xiàn)了IPTV專網(wǎng)承載、OTT融合承載、VR強(qiáng)交互承載、云VR渲染、互聯(lián)網(wǎng)CDN承載的一體集成。

        4.3 大視頻業(yè)務(wù)呈現(xiàn)考慮

        大視頻IPTV/OTT/后續(xù)的其他視頻類業(yè)務(wù)系統(tǒng)所提供的各種業(yè)務(wù)功能的索引及導(dǎo)航,目前規(guī)劃通過EPG(Electronic Program Guide,電子節(jié)目單)來完成。EPG實(shí)際上就是一個(gè)門戶系統(tǒng),其操作界面與Web頁(yè)面類似,在EPG界面上一般提供各類菜單、按鈕、鏈接等可供用戶直接點(diǎn)擊的組件。關(guān)于CS模式與BS模式的對(duì)比如表2所示。

        表2 BS和CS模式對(duì)比表

        BS模式:圖形渲染效果、運(yùn)行速度方面,webkit方式稍弱,Blink方式和C/S方式差距逐漸縮短;業(yè)務(wù)上線速度快、維護(hù)成本低。CS模式:圖形渲染效果好、運(yùn)行速度快,但是維護(hù)難度大、業(yè)務(wù)上線慢。

        4.4 大視頻業(yè)務(wù)最終呈現(xiàn)效果

        (1)引入沉浸式體驗(yàn)。不停歇的背景頻道,直播頻道預(yù)覽畫中畫,點(diǎn)播自動(dòng)加載片花,滾軸式交叉檢索,抽屜式快捷菜單,全局畫中畫一鍵呼出,背景視頻、懸浮EPG、全局畫中畫三層沉浸。

        (2)速度更快。直播切換平均時(shí)間<0.5s,其中,中國(guó)電信要求,點(diǎn)播節(jié)目加載<3s;EPG交互響應(yīng)<2s;頻道切換<1s;中國(guó)移動(dòng)要求EPG播放響應(yīng)<2s;直播頻道切換<2s。

        (3)更加安全??山柚鳈C(jī)主動(dòng)安全運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù),現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)流程和用戶體驗(yàn)無影響。系統(tǒng)資源微消耗,不影響系統(tǒng)投資。防護(hù)溯源,連續(xù)性攻擊防護(hù),告警溯源,支持超大規(guī)模系統(tǒng)部署。實(shí)時(shí)防護(hù),對(duì)EPG模板、CDN點(diǎn)播的文件類內(nèi)容和CDN直播的傳輸類內(nèi)容實(shí)時(shí)檢測(cè)。

        (4)引入云VR系統(tǒng)。VR視頻平臺(tái)(云VR業(yè)務(wù)平臺(tái)+VR-CDN),支持弱交互業(yè)務(wù)的VR視頻系統(tǒng)。技術(shù)核心是支持大數(shù)據(jù)量的編解碼、轉(zhuǎn)碼與傳輸。云VR渲染平臺(tái),支持強(qiáng)交互業(yè)務(wù)的云VR渲染系統(tǒng)。技術(shù)核心是渲染技術(shù),重點(diǎn)是解決MTP問題。

        5 大視頻業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)分步建設(shè)策略

        運(yùn)營(yíng)商正在積極推進(jìn)云網(wǎng)融合,大視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展既有機(jī)遇,也有挑戰(zhàn),需要進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。

        (1)階段一

        基礎(chǔ)解耦平臺(tái)建設(shè)。主要針對(duì)內(nèi)容注入、分發(fā)用戶管理、計(jì)費(fèi)包管理、價(jià)格管理、套餐管理、直播視頻、點(diǎn)播視頻、數(shù)據(jù)采集、用戶及產(chǎn)品鑒權(quán)管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表共10個(gè)方面進(jìn)行平臺(tái)建設(shè),核心是進(jìn)行軟硬件的解耦。

        (2)階段二

        業(yè)務(wù)新體驗(yàn)。主要針對(duì)多屏同看、直播9屏導(dǎo)視、4K P60、畫中畫、千人千面、智能搜索、直播點(diǎn)播背景流、點(diǎn)播拖動(dòng)預(yù)覽、語音控制、頻道切換<0.5s、點(diǎn)播啟播<1s、EPG響應(yīng)<0.5s共12個(gè)方面進(jìn)行建設(shè)。

        (3)階段三

        打造運(yùn)營(yíng)新形態(tài)。引入易數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)架構(gòu),可視化智能運(yùn)維,引入內(nèi)容、用戶、終端畫像庫(kù),豐富輔助運(yùn)營(yíng)工具,自動(dòng)化AI運(yùn)營(yíng)。

        在大視頻CDN建設(shè)方面,考慮以下建設(shè)策略:(1)CDN系統(tǒng)采用2級(jí)架構(gòu):省中心100%存儲(chǔ),雙副本;(2)結(jié)合目前監(jiān)管政策,開通直播OTN專網(wǎng),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播和直播分離,實(shí)現(xiàn)組播符合“雙提升”運(yùn)維考核指標(biāo)要求;(3)CDN省中心實(shí)現(xiàn)頻道錄制,地市CDN節(jié)點(diǎn)通過HLS拉流獲取節(jié)目?jī)?nèi)容,并支持QUIC協(xié)議提供VR強(qiáng)交互能力。總之,根據(jù)業(yè)務(wù)、投資、收益等多方面情況進(jìn)行綜合考慮。

        6 結(jié)束語

        網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與業(yè)務(wù)發(fā)展是相互促進(jìn)的過程,對(duì)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè),有利于平衡高效發(fā)展,基于大視頻類業(yè)務(wù)的需求與趨勢(shì),對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)搭建以及建設(shè)策略進(jìn)行分析,為基于云網(wǎng)融合的大視頻業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供有益的參考。

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