基于IP技术的多屏互动点播平台的设计与实践

2015-05-05朱晓松

电视技术 2015年16期

关键词：机顶盒终端内容

李爽，朱晓松

(1.河北建材职业技术学院，河北秦皇岛 066000; 2.河北广电网络集团秦皇岛有限公司，河北秦皇岛 066000)

基于IP技术的多屏互动点播平台的设计与实践

李爽1，朱晓松2

(1.河北建材职业技术学院，河北秦皇岛 066000; 2.河北广电网络集团秦皇岛有限公司，河北秦皇岛 066000)

为了更好地应对OTT及IPTV的冲击，建设面向多终端的互动点播平台成为广电运营商的一条可行之路。智能机顶盒的发展和广电宽带的不断扩容为基于IP技术的互动点播平台建设和运营提供保障。以河北广电网络秦皇岛有限公司为例，描述了以安卓机顶盒和智能移动终端为载体，实现直播、回看、点播服务设计与实践过程。

IP技术；多屏互动点播；安卓智能机顶盒

1 遵循的原则和主要内容

随着全球互联网电视(OTT)产业链的蓬勃发展，现有的支持OTT业务的技术已经相对成熟，从渐进下载(HTTP Progressive Download)到自适应流媒体直播(HTTP Live Adaptive Streaming)，都可以用来传递OTT业务。尤其是自适应码流特性和HTTP带来的广泛适用性，都适应了用户带宽波动、不均匀的情况，使用户能够得到与当前带宽相适应的码率的节目流，从而获得良好的观看体验。结合离线(实时)转码技术将原始视频文件(流)转换成多分辨率、多码率视频格式，OTT内容分发网络可以轻松实现手机、平板PC等多屏智能终端的视频流传输，而DLNA、WiFi Display、Airplay[1]等技术使手机、平板PC和机顶盒、PC之间多屏互动变得简单(如手机遥控、甩屏等功能)。

面对OTT带来的挑战，运营商需要主动拥抱OTT。运营商发展OTT具有独有的优势，国内现有OTT业务缺少合理的收费模式和良好的推广渠道，而运营商完善的运营体系以及认证模式，加之灵活的用户计费方式，可以帮助OTT快速推广，并建立收费渠道[2]。运营商应该因地制宜、优势互补，融合现有视频业务和OTT业务，促进视频业务的用户规模和价值提升，为未来的发展占据更多的话语权。

河北广电集团秦皇岛有限公司在推出安卓系统智能机顶盒后，利用已有编码和内容资源，在智能机顶盒(配置详见表1)上推出了基于IP技术的互动点播平台，并以盒端内置WiFi为媒介，将视频服务覆盖到手机、平板PC等移动终端，从而实现单用户多屏幕的内容分享。同时增加了广告、用户收视数据统计等附属功能(见图1)。

表1 安卓机顶盒软硬件配置

软硬件环境描述型号创维HC2800操作系统安卓42基本硬件配置主芯片海思Hi3716CV200、4Gbyte存储、1Gbyte内存网络组件内置DOCSIS20CM和无线路由器

图1 多屏互动点播业务示意图

多屏互动点播平台的建设目标是使广电的宽带网络用户能够通过家庭或公共区域的WiFi网络(视频服务由内网覆盖逐渐到内外网全覆盖)享受到多屏视频服务，使广电宽带网络不再只以电视服务为目标，而可以为移动终端用户提供更多的增值应用和互联网应用。整个平台的规划，本着统一规划、资源合理利用的原则逐步实施。

1.1 设计原则

1.1.1 开放性

平台的设计需遵循标准性和开放性原则，交互数字电视平台的各项技术和设备符合国际、国内和行业内有关标准：整个系统能够支持开放架构，采用基于HTTP、SOAP、HLS等协议的通信规范。

1.1.2 安全性

安全播出是广电网络的头等大事。本方案各分子系统充分考虑了软件安全，在实施环节各设备皆采取了有效的措施防止来自网络的非法入侵。所有模块在访问时都需要通过相应的鉴权和认证，关键模块可配置加密访问方式，广告发布平台采取了防篡改措施，并设计主动清空的补救措施。

1.1.3 可靠性

从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理及维护等方

面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性。

1.1.4 可扩展性

系统硬件、软件采用模块化设计，将来随着业务种类的增加和用户数量的增长，系统可以平滑升级。

1.2 平台实现的主要内容

多屏互动点播系统初步具备表2所示功能[3]。

表2 本地互动平台开发主要内容

内容说明电视门户多屏互动点播门户智能电子节目指南通过IP下发电子节目单，优化节目单浏览方式，并作为回看的入口机顶盒端点播APK实现机顶盒端的互动点播业务，APK纳入本地应用商店的管理移动终端APK用户从苹果商店、安卓市场下载APK，实现直播、回看功能，并与机顶盒实现内容分享本地VOD平台10000并发流、20Tbyte在线存储回看平台面向多终端提供20个频道7×24h回看，包括1套高清频道时移面向多终端提供20个频道4h时移直播面向移动终端提供20个频道的直播嵌入式广告平台实现点播、回看服务的插播，支持随机、轮循等多策略播发其他配套组件互动点播用户行为采集、应用商店、用户智能社交、个人空间等

2 本地互动平台实施方案

2.1 系统架构设计

多屏互动点播平台总体架构分为3个层次，自上至下依次为应用层、平台层、业务能力层，如图2所示。

图2 多屏互动点播系统功能视图

业务层：基于平台层提供的技术能力，为用户提供直播、点播、回看、多屏互动、个人空间等业务，并可以进行平滑扩展升级。

平台层：通过统一的业务管理、产品管理、用户管理、结算管理、统一的认证、鉴权、计费等功能模块，为第三方合作伙伴(CP/SP)提供统一的业务运营支撑环境。通过Portal系统实现统一的业务展现。

业务能力层：平台具备的基本能力系统。

2.2 系统逻辑结构

完成的多屏互动点播平台由内容管理、离线编码、EPG、AAA(认证、鉴权)、网管系统(平台、终端)、运营支撑系统OSS(用户管理、业务管理、产品管理、CP/SP管理、报表管理、统计分析)、流服务系统等部分组成。CDN系统由内容存储、内容分发、全局调度等模块组成。平台逻辑如图3所示。

图3 互动业务平台逻辑架构图

目前阶段，现平台具备再编码(实时和离线)、内容管理、智能EPG、统一Portal、流服务等基本组件。多屏互动点播业务免费向用户提供。终端点播的请求流程主要包括4个环节：1)终端通过PORTAL获取点播链接URL；2)机顶盒通过点播URL将点播请求发送到相应的视频服务器；3)视频服务器推送符合HLS协议的HTTP节目流；4)终端播放器解析.m3u8索引文件，下载ts并播放。

2.3 内容的上载

多屏互动点播平台视频的上载通过TV Loader和VOD Loader服务器完成，前者负责直播内容的注入，后者负责点播内容的注入。考虑到IP方式的网络传输成本较高，现有的高清视频资源需要二次编码，将码率从MPEG-2编码方式的18 Mbit/s或H.264编码方式的8 Mbit/s节目压缩到H.264编码的4 Mbit/s，同时保证再编码后的高清节目质量不低于互联网主流OTT视频清晰度(720p)。

直播视频在线编码采用Envivio C4服务器组，将数字电视前端平台送来的组播信源再编码。Envivio C4最大的优势是将一路信源再编码成不同分辨率、不同码率的视频格式从而适应不同的屏幕。经过反复测试，采用H.264编码方式将标清节目分别压缩至1.5 Mbit/s和700 kbit/s，分别满足机顶盒回看业务和移动终端的回看直播业务需求。TV Loader对接China EPG节目单平台完成回看EPG的自动更新。

点播的内容注入包括多个渠道：一是来自离线编码的视频资源。VOD Loader去目标FTP上获取已经完成编码的视频内容，通过上载*.xml格式的视频资源元数据，完成内容上载。二是VOD Loader对接已有的媒资系统获得视频。三是通过媒资系统对接CNTV等主流内容提供商。四是差异化的视频资源，如来自集团客户的自办频道、视频、监控视频等多形式的内容资源。VOD Loader采用分布式部署来对接不同资源渠道。

2.4 回看入口的设计

传统的EPG浏览方式操作繁琐，用户需要从选单中逐级进入。智能EPG简化了操作，通过在直播状态下按“确认”和“方向”键，快速实现了节目单的浏览，也提供了回看入口(见图4)。智能机顶盒通过双向网络向服务端获取频道信息及节目信息，服务端则动态向终端更新信息。

图4 智能EPG界面(截图)

2.5 统一Portal系统

门户系统内容由统一的后台进行管理，为不同终端重定向或者组织生成适合的页面和数据(见图5)，并确保数据发布同步。统一Portal系统向多终端提供同一个域名，终端用DHCP指向的DNS来解析固化在APP中的域名，获得Portal的IP地址。系统根据终端类型、访问来源、终端号码、用户订购等信息对访问请求分配Portal，还可以按照用户属性包括用户自定义分组、区域、集团客户(酒店、社区等)定向至不同的Portal。

图5 门户系统结构

2.6 广告平台灵活配置播发策略

新广告平台独立于已有的标清机顶盒广告平台，重点关注以安卓机顶盒、手机、平板PC的多终端点播、回看、直播的广告功能。结合各地市广电运营商的经验，借鉴互联网视频广告特点，新广告平台引入可配置播发的策略机制，相同的广告位自由分组，各分组播发策略可灵活配置(人工排期、随机播发、轮循播发、抽取黄金时段)，播发策略可根据运营需求定制增加而不影响现有平台。

2.7 终端APP的管理

实现多屏互动点播业务需要在终端上安装相应的“秦皇岛有线”APP。机顶盒端APP(机顶盒出厂默认安装)纳入到本地应用商店管理，实现软件的下载、更新[4]。移动终端APP发布到安卓市场(安智市场)和苹果商店供用户使用。

2.8 多屏互动点播平台与核心网络的接入

考虑到未来业务的发展，按照通用互动平台出口带宽计算方法(用户点播的平均视频带宽×并发率×开通业务的终端数量)设计了多屏互动业务平台10 GE接入核心路由器设备，如图6所示。

图6 多屏互动点播平台与核心网络设备的连接

3 多屏互动平台的已开展的应用

多屏互动点播平台不仅实现了机顶盒端的视频服务，也将视频服务推向移动终端：

1)实时快捷的节目点播回看：平台向机顶盒、手机、平板PC提供20个频道7×24小时的自主点播，包括最受百姓欢迎的18个中央及卫视频道(根据歌华大样本数据收视率排名，除了北京地方频道以外最靠前的18个节目)和1套地方频道、1套高清频道，所有节目全部采用H.264编码。

2)全高清视频资源：平台向机顶盒提供6 000多小时全高清视频节目点播，汇聚电影、电视剧、纪录、时尚四大板块。开辟专区，定期推出“追热剧”等专题视频。

3)多屏内容分享：在同一个WLAN下，在机顶盒或移动终端播放的点播回看内容相互切换，播放进度也保留同步。

4 结束语

多屏互动点播相比传统的互动点播平台，业务延伸覆盖到移动终端，实现了跨屏视频共享，添补了有线电视在移动视频领域的空白，这一步也是广电运营商强化自身服务，主动抢占互联网市场的重要一步。基于IP的多屏互动点播平台建设符合公司大力发展宽带的市场策略和技术架构，丰富多样的内容接收能力为定制的视频服务发展提供了平台支持，对移动终端视频服务的大面积覆盖打下基础，新增的移动用户收视行为数据为大数据平台的建设提供帮助。

秦皇岛多屏互动点播平台的建设为用户提供了优质、丰富、个性化服务，不仅满足普通家庭、个人的收视需求，还满足了党政机关、企事业单位、宾馆酒店、院校等集团客户差异化视频服务，同时为安防、教育、智慧城市等监控领域的应用打下基础。该项目的建成将在推进秦皇岛市信息化、创建“智慧城市”的进程中起到重要作用。

[1] 魏国亮.多屏互动技术在高清互动平台中的应用[J].中国有线电视，2013(10)：1180-1182.

[2] 张勇.DVB+OTT有线电视多屏融合业务需求白皮书V0.3[EB/OL].[2015-02-15].http://www.sarft.net/a/82712.aspx.

[3] 王丰华，周立新，陆毅，等.武进本地双向互动电视平台的开发与应用[J].电视技术，2014，38(16)：46-60.

[4] 邓水森，王立军.OTT智能终端典型功能及运营模式探析[J].电视技术，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