基于IPTV的网络维护与后台管理

2015-10-18张奎禄

天津科技 2015年2期

张奎禄

(1.同济大学上海 200092；2.天津广播电视台天津 300070)

随着时代的发展，普通的基于数字传输信号的传统电视技术已经逐渐被新兴的 IPTV技术所取代。IPTV网络电视是集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的新技术。开通后，人们在家中可以通过电脑或是借助网络机顶盒在普通电视机上享受网络视听生活。

用户在家中有两种方式享受IPTV服务，即计算机或网络机顶盒＋普通电视机。IPTV能够充分有效地利用网络资源，很好地适应了当今网络飞速发展的趋势。它既不同于传统的模拟式有线电视，也不同于经典的数字电视，这是因为有线电视和数字电视都具有频分制、定时、单向广播等特点。尽管数字电视相对于模拟电视有许多技术革新，但只是信号形式的改变，并没有触及媒体内容的传播方式。IPTV的网络性必定涉及更多的管理和维护功能，同时，它具有电视信号输出的特性，也必定和普通的网络管理维护有所区别。

1 IPTV的网络维护

基于管理和维护所面临的问题和挑战，设备厂家和网络运营商迫切需要一整套全面的 IPTV服务质量分析和监测的技术体系和解决方案。这些方案需要贯穿IPTV设备和网络生命周期的各个阶段(包括研发、设备集成、网络规划和建设、设备安装和调试、业务开通和运营维护等)统筹、对 IPTV QoS(Quality of Service，服务质量)和 QoE(Quality of Experience，用户体验质量)的各项指标进行有效监测，不断提高网络设备的性能、迅速诊断和解决网络故障、优化网络性能，从而改善和提高IPTV的用户体验。

直播频道节目偶尔会出现马赛克、卡顿等现象，这些现象的产生与网络前端系统相关指标有必然联系。在视频传输应用中，恒定的延迟表现为视频观看时间的推迟。为了避免网络抖动而严重影响视频播放效果，网络节点和视频解码器往往需要对视频流进行缓冲。试验数据表明，视频播放延迟不影响视频观看的质量。抖动产生的原因有多种，如视频解码器/服务器性能变化，网络线路出现拥挤，网络设备性能变化等都可能导致视频流的抖动。观测视频流的抖动变化可以提前发现视频传输质量恶化的趋势。丢包对视频播放质量也有直接的影响。因此，无论视频丢包是哪种类型(I、B、P帧)，在没有适当的视频解码补偿或者丢包重传机制下，视频播放质量都会出现不同程度的下降。

为此，我们采用IQ(Ineo Quest)测试仪器，主要测试IP互动电视平台前端的网络传输特性。设置的监测模型如图 1所示。

由图1可知，在测试点1～4可以看到，作为同样的信源，经过转码器 3和转码器 1得到的输出视频指标有所差异，这有可能与转码器1的参数配置、编码算法以及硬件性能有关。而转码器 3输出视频指标比较接近理论计算值，可以作为这次监测的基准。经过转码器 3和转码器 1的视频流在经过AServer后视频指标基本不存在差异，但与经过 AServer前相比仍然有较大的变化，一方面需要考虑缓冲等可能因素，另一方面也要考虑除Aserver 5外的AServer网卡跳转问题。

因此，在网络维护方面，网管系统要保障 IPTV网络的运行，即故障管理、性能管理和配置管理等。服务管理对于维护人员来说，主要为业务保证，也就是不能出现视频、信息的延迟和丢失等问题。这就要求技术人员有能力完成系统的维护和评估工作。

图1 监测模型Fig.1 A monitoring model

2 IPTV网络的管理

针对 IPTV较强的交互性和需提供高质量视频内容的要求，在其网站管理中需要增加相应的应用程序对用户行为进行分析，同时对所提供的内容版权进行管理。

IPTV网络后台管理方案主要包括以下 4部分：①用户管理，主要涉及对用户基本信息和用户拥有的权限进行管理；②节目管理，主要实现对节目基本信息和节目上下线时间的管理；③用户行为分析，主要设定一些诸如收看时间、收看节目名称等的参数信息，通过后台管理操作对应用程序的调用，从而获得相应的用户行为分析结果；④版权管理，该部分涉及知识产权，因此需要通过设置、查询相应节目的版权，避免日后出现相关纠纷。

3 IPTV网络维护对技术的要求

IPTV网络包括本地接入网、传输处理、内容发布平台、业务质量监控平台等，要求网络技术人员掌握不同的维护技能。

在内容制作系统方面，需要技术人员将传统电视节目转化为适合网络传输的流媒体格式。但是由于流媒体有多种编码格式，因此技术人员在转换时需要了解每一种格式的特点、适用性及传输特性，然后根据需要进行转换，以实现良好的效果。

在内容分发系统中，需要技术人员负责内容的存储、分发和管理。由于 IPTV系统的分布式架构，网络多采用从核心到边缘的多级架构方式。分布的 MS放置在网络最接近用户的位置，从而使流量均匀分布。这就要求技术人员有良好的 IP网络容量规划能力、计算 VoD和 PVR容量需求的能力，以及数字版权管理的能力、EPG和内容Portal的管理能力。

在城域网和接入网管理维护方面，由于这两点是IPTV网络的基础，是提供内容的传输通道，因此对维护人员的要求更加严格。IPTV的节目内容将由城域网和接入网负责传输，为满足业务的质量要求，传输速率要达到 2,Mbit/s，这对接入网提出了较高的要求，同时接入网采用的技术也会更加丰富。在传统 IP网络维护能力方面，要求维护人员熟悉通信协议、路由技术、数据交换技术等，在网络与信息安全方面，要求维护人员熟悉服务器、数据库、操作系统等。在城域网负荷调度能力方面，要求对负荷较高的热点节目能够通过一些动态负荷调度手段实现负荷分担，保证网络通畅。对存在多种接入方式的网络，维护人员要熟悉各种接入技术，进行合理的规划与分配，保证业务质量和并行的互联网服务质量。