泰達(dá)時(shí)移電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳文亮 翁向明 （天津泰達(dá)有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司 天津300456）

泰達(dá)時(shí)移電視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳文亮 翁向明 （天津泰達(dá)有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司 天津300456）

分析了時(shí)移電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理，重點(diǎn)介紹了時(shí)移電視錄制和點(diǎn)播工作流程，并提出了實(shí)現(xiàn)時(shí)移電視系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)系統(tǒng)試運(yùn)營(yíng)觀察和與國(guó)內(nèi)類(lèi)似系統(tǒng)比較，提出泰達(dá)廣電時(shí)移電視系統(tǒng)在保證系統(tǒng)先進(jìn)性的同時(shí)，具有良好的開(kāi)放性和擴(kuò)展性。

通信與信息系統(tǒng) 時(shí)移電視 ADISOCKET

0 引言

眾所周知，電視節(jié)目的播放是按照時(shí)間順序廣播式傳輸?shù)摹碾娨暦?wù)誕生開(kāi)始，這種單向被動(dòng)收看電視的模式一直持續(xù)至今。然而現(xiàn)在越來(lái)越多的人厭倦這種傳統(tǒng)的收看方式，更加推崇交互式、個(gè)性化的模式，于是時(shí)移電視等新業(yè)務(wù)便應(yīng)運(yùn)而生。

時(shí)移電視（Time-Shift TV，TSTV）是指用戶(hù)在觀看數(shù)字電視節(jié)目時(shí)，可以隨時(shí)進(jìn)行暫停或后退、快進(jìn)操作，可以選擇觀看幾天前的電視節(jié)目。時(shí)移電視徹底顛覆了原有的看電視模式，給觀眾帶來(lái)全新的收視體驗(yàn)。這也使得數(shù)字電視成為真正的“我的電視”，擺脫了播出時(shí)間的束縛。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一個(gè)完整的時(shí)移電視系統(tǒng)由廣播節(jié)目實(shí)時(shí)編碼、節(jié)目表單生成及管理、節(jié)目分割、節(jié)目信息自動(dòng)生成及預(yù)打包、節(jié)目實(shí)時(shí)注入、節(jié)目Offering生成、節(jié)目Offering獲取及管理、時(shí)移應(yīng)用服務(wù)等組成。如圖1所示：

圖1 時(shí)移系統(tǒng)架構(gòu)圖

Xport Producer/Recoder允許運(yùn)營(yíng)商通過(guò)預(yù)先得到的輸入節(jié)目的節(jié)目單信息選擇所要錄制的內(nèi)容。在Recoder中編排所要收錄的節(jié)目，并且可以對(duì)錄制節(jié)目的元數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

Recoder按照編排的時(shí)間分配可用編碼器和Slicer資源來(lái)錄制節(jié)目，編碼器將實(shí)時(shí)內(nèi)容編碼通過(guò)與Slicer連接的IP輸

1.2 原理

出端口輸出。Slicer實(shí)時(shí)接收節(jié)目流并且寫(xiě)入本地硬盤(pán)。

在節(jié)目開(kāi)始時(shí)Slicer使用標(biāo)準(zhǔn)的ADI輸出將節(jié)目的元數(shù)據(jù)信息輸出到VOD后臺(tái)系統(tǒng)BMS（泰達(dá)網(wǎng)絡(luò)使用的是Open Stream系統(tǒng)）中。同時(shí)Slicer立即開(kāi)始向Open Stream傳送MPEG視頻內(nèi)容。

在節(jié)目結(jié)束后，Slicer向Openstream發(fā)送一個(gè)節(jié)目元數(shù)據(jù)的更新，將節(jié)目時(shí)長(zhǎng)和節(jié)目校驗(yàn)等信息進(jìn)行最終的更新。時(shí)移應(yīng)用服務(wù)接收到機(jī)頂盒的服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，首先確定是哪個(gè)時(shí)移頻道，然后根據(jù)接收到機(jī)頂盒請(qǐng)求時(shí)的時(shí)間點(diǎn)確定當(dāng)前直播節(jié)目所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)播節(jié)目的Offering，最后則依據(jù)機(jī)頂盒請(qǐng)求時(shí)移業(yè)務(wù)的具體形式反饋機(jī)頂盒應(yīng)答信息。

2 時(shí)移電視系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

時(shí)移電視應(yīng)用以直播節(jié)目時(shí)間表為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，生成符合節(jié)目分割服務(wù)相關(guān)接口規(guī)定的XML格式的直播節(jié)目時(shí)間表，其中包含頻道名稱(chēng)、頻道的唯一標(biāo)識(shí)、頻道直播節(jié)目時(shí)間表。這里面需要注意的一點(diǎn)是頻道的標(biāo)識(shí)必須具有唯一性，而且要根據(jù)運(yùn)營(yíng)商DVB系統(tǒng)的實(shí)際情況確定。應(yīng)用所生成的這個(gè)XML文件作為直播節(jié)目分割服務(wù)的時(shí)間表，是分割直播節(jié)目的依據(jù)，由N2bbGuideData服務(wù)在規(guī)定更新時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)更新。

時(shí)移電視應(yīng)用系統(tǒng)生成了XML時(shí)間表的同時(shí)也把直播節(jié)目時(shí)間表作了一個(gè)鏡像拷貝，也就是應(yīng)用和直播節(jié)目分割服務(wù)具有相同的直播節(jié)目時(shí)間表。這個(gè)時(shí)間表在應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)部同時(shí)還要與這些節(jié)目所生成的Offering建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)。

當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)獲得了新增的RTI Offering之后，則在其保留的直播節(jié)目時(shí)間表單補(bǔ)充新增的Offering，未補(bǔ)充之前則統(tǒng)一填充節(jié)目未錄制。

下面通過(guò)時(shí)移電視系統(tǒng)的錄制流程和點(diǎn)播流程兩個(gè)主要工作流程對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行闡述。

2.1 時(shí)移電視錄制流程（見(jiàn)圖2）

根據(jù)預(yù)播節(jié)目單，由應(yīng)用服務(wù)工具將節(jié)目單轉(zhuǎn)換為XML文件；設(shè)置Xport，自動(dòng)從應(yīng)用服務(wù)器中下載節(jié)目單的XML文件；Slicer接收XML文件并解析；直播節(jié)目進(jìn)入編碼器；編碼器將AV節(jié)目信號(hào)轉(zhuǎn)換為MPEG2 TS流，并通過(guò)組播形式將TS流發(fā)送到Slicer；Slicer根據(jù)解析XML的節(jié)目單，按照節(jié)目單時(shí)間錄制節(jié)目；Slicer將MPEG文件進(jìn)行分片，以提高從Slicer到視頻服務(wù)器的節(jié)目上傳效率；Slicer將分片后的文件注入到視頻服務(wù)器；注入的節(jié)目存儲(chǔ)到B-1服務(wù)器的DRAM中，供點(diǎn)播。

圖2 時(shí)移電視錄制過(guò)程

2.2 時(shí)移電視點(diǎn)播流程（見(jiàn)圖3）

由于時(shí)移電視是用戶(hù)對(duì)直播節(jié)目進(jìn)行操作，機(jī)頂盒在播放直播流的時(shí)候只能知道該直播流所屬頻道，無(wú)法判斷正在播放什么節(jié)目。所以，通過(guò)和應(yīng)用管理接口的通信，機(jī)頂盒可以得到正在播放的節(jié)目信息，然后和會(huì)話資源管理器（SRM）通信建立連接，此后的過(guò)程和VOD的點(diǎn)播流程一樣。

時(shí)移電視應(yīng)用采用兩個(gè)獨(dú)立的服務(wù)實(shí)現(xiàn)，其中考慮到時(shí)移電視必須響應(yīng)快而且簡(jiǎn)便，在終端設(shè)備機(jī)頂盒應(yīng)引入快捷鍵，而不是利用嵌入式瀏覽器解析得到Offering信息。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒和時(shí)移應(yīng)用之間請(qǐng)求和應(yīng)答的快速響應(yīng)，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用協(xié)議，機(jī)頂盒和應(yīng)用服務(wù)之間采用XML文件方式傳遞信息。機(jī)頂盒向應(yīng)用服務(wù)器發(fā)起帶有時(shí)移頻道標(biāo)識(shí)信息的請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器收到請(qǐng)求后立即以XML文件方式反饋信息。機(jī)頂盒收到XML文件后則解析得到Offering和Service信息，然后和SRM建立點(diǎn)播請(qǐng)求。

圖3 點(diǎn)播流程圖

將支持時(shí)移的頻道信息添加到應(yīng)用管理接口；用戶(hù)確定進(jìn)入PauseTV；機(jī)頂盒傳遞給應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)前頻道信息；應(yīng)用系統(tǒng)返回給機(jī)頂盒節(jié)目號(hào)和當(dāng)前時(shí)間；建立會(huì)話后的點(diǎn)播流返還給機(jī)頂盒并播放。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 基于ADI標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行實(shí)時(shí)注入

時(shí)移電視與普通VOD在實(shí)現(xiàn)上的最大區(qū)別在于節(jié)目的實(shí)時(shí)注入。目前基于有線電視的時(shí)移電視系統(tǒng)的節(jié)目實(shí)時(shí)注入主要是采用IP組播方式。這種方式一般都是通過(guò)與視頻服務(wù)器建立私有通訊協(xié)議，對(duì)廣播節(jié)目的IP組播流進(jìn)行實(shí)時(shí)接收，同時(shí)還要實(shí)時(shí)處理接收的節(jié)目。視頻服務(wù)器要與后臺(tái)管理系統(tǒng)、時(shí)移應(yīng)用服務(wù)器以及終端設(shè)備進(jìn)行集成應(yīng)用，才能實(shí)現(xiàn)時(shí)移電視功能。這種IP組播方式最大的優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)目實(shí)時(shí)注入視頻服務(wù)器端時(shí)，節(jié)目的接收比較穩(wěn)定，但這種方式也存在著一些缺點(diǎn)，主要有：系統(tǒng)存在私有協(xié)議，不利于業(yè)務(wù)擴(kuò)展；系統(tǒng)集成難度較大，不利于推廣；視頻服務(wù)器負(fù)荷較大，影響視頻服務(wù)器的整體性能。

基于以上的缺點(diǎn)，泰達(dá)時(shí)移電視系統(tǒng)采用基于ADI標(biāo)準(zhǔn)接口的實(shí)時(shí)注入方式。ADI主要規(guī)定了視頻文件格式以及媒資文件類(lèi)型，包括 Package、Asset、Metadata、Content。傳輸內(nèi)容的協(xié)議主要為FTP、HTTP、File。我們主要采用FTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)錄制節(jié)目向視頻服務(wù)器的注入。

基于ADI標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)時(shí)注入的優(yōu)點(diǎn)是：采用FTP Push方式實(shí)現(xiàn)時(shí)移節(jié)目的實(shí)時(shí)注入，視頻服務(wù)器只需要被動(dòng)接收，這樣既不會(huì)占用視頻服務(wù)器太多資源，同時(shí)又不影響視頻服務(wù)器處理推流和進(jìn)行VCR控制的能力，隨著時(shí)移頻道的增加，這個(gè)優(yōu)勢(shì)還會(huì)更明顯。依據(jù)ADI接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的時(shí)移電視節(jié)目注入與VOD節(jié)目注入流程基本一致。因?yàn)檫@兩個(gè)注入流程是在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的，減少了與視頻服務(wù)器的集成，所以只要是和Open Stream做過(guò)集成的視頻服務(wù)器都可以實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)升級(jí)或擴(kuò)容簡(jiǎn)單方便。

3.2 基于SOCKET通信提高響應(yīng)速度

時(shí)移電視改變了人們的收視習(xí)慣，用戶(hù)看直播電視時(shí)也可以進(jìn)行VCR控制，實(shí)現(xiàn)暫停、快進(jìn)/快退等功能。如何讓觀眾真實(shí)的感受到自己在主動(dòng)觀看，而不是被動(dòng)接收，從直播狀態(tài)快速切入到時(shí)移狀態(tài)非常重要。大部分的運(yùn)營(yíng)商采用啟動(dòng)瀏覽器方式進(jìn)入時(shí)移業(yè)務(wù)，這種模式雖然統(tǒng)一了業(yè)務(wù)入口，但是消耗了機(jī)頂盒資源，嚴(yán)重影響切換速度，用戶(hù)時(shí)移點(diǎn)播等待時(shí)間長(zhǎng)。為了克服這些缺點(diǎn)，我們采用基于Socket直接通信方式實(shí)現(xiàn)菜單時(shí)移和PauseTV兩種時(shí)移電視業(yè)務(wù)，大大縮短了機(jī)頂盒發(fā)起時(shí)移請(qǐng)求到視頻服務(wù)器中時(shí)移節(jié)目可以推流的等待時(shí)間。

機(jī)頂盒開(kāi)機(jī)時(shí)向應(yīng)用系統(tǒng)請(qǐng)求服務(wù)配置信息，應(yīng)用服務(wù)器以XML文件的方式通知機(jī)頂盒EPG門(mén)戶(hù)站點(diǎn)的IP地址和端口、資源會(huì)話管理器（SRM）的IP地址和端口、支持時(shí)移電視和nPVR的廣播節(jié)目Service ID信息、時(shí)移電視應(yīng)用服務(wù)器IP地址和端口。

4 結(jié)論

天津泰達(dá)時(shí)移電視系統(tǒng)是在VOD平臺(tái)上，開(kāi)創(chuàng)性地利用基于標(biāo)準(zhǔn)的ADI接口實(shí)現(xiàn)節(jié)目實(shí)時(shí)注入，且采用基于Socket通信方式實(shí)現(xiàn)高性能、可運(yùn)營(yíng)的數(shù)字電視時(shí)移系統(tǒng)范例，最大限度地提高了用戶(hù)的收看體驗(yàn)。通過(guò)系統(tǒng)試運(yùn)營(yíng)觀察和與國(guó)內(nèi)類(lèi)似系統(tǒng)比較，泰達(dá)廣電時(shí)移電視系統(tǒng)在保證系統(tǒng)先進(jìn)性的同時(shí)，具有良好的開(kāi)放性和擴(kuò)展性。■

2011-05-09