云媒體技術架構與趨勢分析

文 ｜ 方小林 王碩 曹三省

引言

正如美國國際電視藝術與科學學院總裁兼首席執行官佩斯納在2012國際艾美日上所說的那樣：“剩下的就是未來，因為剩下的就是互聯網手機，還有平板電腦。所有新的途徑，人們可以取得電視訊號，所以一方面把這些綜合起來，成為一個綜合的業務發展。另一方面，（探索）未來業務可能遇到的不可預測路向”。新型終端和靈活變化的業務形態構成了未來媒體的主要圖景。2010年5月，我國國家廣電總局下發了《關于開辦網絡電臺、電視臺有關問題的通知》，要求各級廣播影視行政部門要牢牢把握網絡廣播電視臺的基本性質、主要任務，積極創造條件，爭取財政、稅收、金融等支持，推動廣播電視播出機構加快網絡廣播電視臺建設。文件也對資本進行了要求“在堅持社會效益第一、確保廣播電視機構絕對控股的前提下，可以通過多種渠道拓展資金來源，吸納國有資本組建股份制公司負責網絡廣播電視臺日常運營”。這一文件標志著國家對傳統電視媒體進軍網絡新媒體已經由之前的“鼓勵”態度進一步提升為“推動”態度。以上的這些信息都預示著傳統的廣電行業將迎來一次大的技術革新和服務形式的轉變。云媒體就是在這樣的背景下產生和持續發展，并迅速成為廣播電視傳媒領域內的重要技術演進方向。

作為當前某種程度上的共識，云媒體是指依托云計算技術和以互聯網為基礎的融合網絡信息環境，能自動將信息進行整合分類、交叉處理，將報紙、電視、網絡、手機等不同新媒體和傳統媒體共同聚合成一個龐大的媒介集群，進而構建起一個內容無界限傳遞、載體多樣化應用、受眾主體式參與的信息資源集成共享平臺，以便針對細分的受眾需求對信息進行便捷地全面掃描、有選擇地加工組合的媒介發展模式。通俗地講，云媒體時代就是依托互聯網形成的信息提供者和信息接收者的一體化時代，任何人都能向網絡發布信息，而網絡則能自動將有關信息進行整合分類并實現信息的交叉處理。

云計算技術是“云媒體電視”的核心技術，“云”是對網絡連接起來的計算資源進行統一管理和調度之后形成的資源池。“云計算”、“云安全”、“云存儲”等應用都是基于網絡，通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的設備通過應用軟件集合起來協同工作。其中，云計算能夠有效實現網絡資源的合理分配，它是分布式計算(Distributed Computing)、并行計算(Parallel Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展，能夠向各種互聯網應用提供硬件服務、基礎架構服務、平臺服務、軟件服務和存儲服務等系統支撐。在“云”的世界里，由于終端的任務只是通過網絡發送指令和接受數據，讓終端（如智能手機、平板電腦、PC、機頂盒等）變得不再重要，而由云端系統實現繁復計算、龐大存儲等。

關于云媒體的定義，到目前為止，業界還沒有一個統一的認識。《著云臺》的分析師團隊結合云發展的理論認為，云媒體(Cloud Media)，是指基于云計算商業模式應用的媒體與信息的云整合、分類、交叉、處理的技術，與報紙、電視、網絡、手機等媒體形式共同聚合成一個媒介資源池，進而構建起一個內容無界限傳遞、載體多樣化應用、受眾主體式參與的信息資源集成共享平臺，以便針對細分的受眾需求對信息進行便捷地全面掃描、有選擇地加工組合的媒介發展模式與應用的總稱。而本文則將結合當前中國傳媒大學在云媒體領域內的主要研發工作，以及業內的實際需求和應用，分析和歸納云媒體的架構及其功能體系。

面向當前廣電行業實際應用的云媒體平臺架構分析

根據當前我國廣播電視在面向下一代廣播電視及三網融合的發展趨勢下、由數字平移、多屏業務拓展、臺網體系分離而業務融合等總體發展方向所決定的應用模式，我們提出了一個符合我國廣電實際應用條件的云媒體平臺整體方案。云媒體平臺從底層到上層分別由資源層、服務層、應用軟件層構成。這三層分別代表了云媒體整個架構的三個核心功能體系的劃分。云媒體服務運營支撐系統整體架構如圖1所示。

IaaS層主要包括網絡傳輸資源調度、存儲資源控制、資源分發調度以及計算與處理資源調度等底層管理和調度工作；在PaaS層完成業務服務模塊的實現與交付，主要包括媒體服務生成、服務計費支付與運營支撐、媒體內容資源核心管理以及云媒體設備資源核心管理等；SaaS層主要為用戶呈現相應的服務應用以及包括全媒體的、多終端的內容呈現。如圖1所示。

在整個架構中，所構建的關鍵模塊包括以下各項。

1）多用戶終端適配：為了服務于更多終端受眾，挖掘潛在用戶，擴大傳播力和影響力，云媒體不僅支持傳統的終端設備，同時還需適配當前廣為關注且占有巨大市場的智能移動終端（智能手機、平板電腦等）等。該部分的主要功能是要實現內容分發與接入終端類型無關，保證對任意的用戶終端，融合電視解決方案都能提供一致的內容，業務和表現形式。

2）多形態服務內容的管理與柔性分發：這里的服務內容不僅僅指傳統的視頻內容，還應當包括其他的增值業務等。這些服務內容來至內容提供商，第三方或者個人開發人員等，系統應該提供內容上傳的接口，各類服務內容的統籌、管理，以及向各終端用戶的針對性分發交付，同時系統要做好對所有服務內容的安全性保障。

圖1 云媒體服務運營支撐系統整體架構

3）融合業務數據網關：針對視頻服務，由于用戶終端的能力和接入網絡類型的差異，他們所要求的媒體格式、碼率以及編解碼協議是不同的。該模塊根據各種不同的終端類型與網絡接入，將所要分發的內容進行預處理，制成多個副本后，在分發時根據用戶的實際使用情況，提供適合當前用戶體驗的媒體內容。

4）用戶數據分析：系統應該提供對各類用戶數據的保存和處理的基礎能力，一方面可以為用戶提供更優質的服務，例如根據用戶的瀏覽記錄分析用戶的偏好，為用戶推薦相關內容；或者記錄用戶的觀看記錄，可以讓用戶在觀看一段視頻內容時在各終端之間無縫切換，另一方面可以根據龐大的用戶數據分析用戶的使用行為，從而為云媒體運營做出快速的決策，適應當下熱門趨勢，進行迅速的調整。

挑戰與機遇

根據全球著名的市場研究公司尼爾森報告，截至2010年底，我國有線電視用戶已經達到了1.74億以上，其中數字電視用戶已超過8000萬。與此同時，我國的移動電話用戶已經超過了7.5億，其中有超過2000萬的3G用戶；互聯網用戶已達到了4.2億，其中包括2.65億網絡視頻用戶。到2015年全球互聯網用戶將超過30億，視頻業務的滲透率將達到84%。值得注意的是，尼爾森調查顯示，2012年，就美國市場而言，88%平板電腦用戶和86% 智能手機用戶會邊看電視邊使用移動設備，45%美國平板電腦用戶，以及41%美國智能手機用戶每天會在觀看電視節目過程中至少使用一次平板電腦或智能手機，來觀看或查詢與節目相關的信息。

這些信息給了我們兩點啟示：一方面，有線電視用戶基數很大，具有廣闊的市場前景；另一方面，互聯網和移動互聯網異軍突起，正在迅速搶占市場，正在形成一種用戶由有線電視向互聯網以及移動互聯網過渡的趨勢。

面臨的挑戰

由于互聯網和移動互聯網的異軍突起，傳統的廣電行業正面臨著前所未有的挑戰。隨著技術的革新和用戶需求的不斷提升，用戶已經不再簡單滿足于傳統廣電提供的音視頻信息的單向接收，而是對節目的雙向互動，以及節目周邊信息產生了極大的需求；用戶的接收終端也不再僅限于電視，越來越多的用戶希望能夠通過智能移動終端、電腦、平板電腦等多終端設備獲得更好的體驗；同時用戶對業務形式的多樣性和視頻流的清晰度也提出了更高的要求。這些都是傳統廣電面臨的嚴峻考驗，廣電亟需一種新的媒體形式來適應新環境，把握機遇，從而吸引用戶。

發展趨勢

當然，面對新的挑戰與新的潮流，廣電行業也迎來了新機遇。云計算，作為信息技術第二次工業革命的代表，無疑將為廣電媒體行業注入新的活力。云計算通過分布式計算技術，通過虛擬化和集群的方式把硬件資源集中起來進行統一的管理和調度，實現資源的按需供應。云計算的這些特性很好的契合媒體服務存儲密集、計算密集、帶寬密集以及請求不均勻等特點，將在以下方面發揮其優勢。

1) 云計算基于虛擬化和分布式存儲技術，能夠以最低的成本提供超大規模的存儲容量，并且支持異地分布式的存儲和備份管理。不僅有效提高數據容量，同時也大大提升了數據的安全性。從可靠性、成本與性能方面，為高清和超高清媒體內容的存儲與發布提供了最佳的解決方案。

2) 美國視頻租賃巨頭Netflix采用ABR技術，將每一份內容平均轉換成120多份不同格式和碼率的副本，從而適應近200種不同的終端。這就是利用了在云計算平臺下，由于計算資源按需索取的特性，巨大的計算能力能夠以較小的代價獲得，這使得云上的媒體處理和加工顯得更加高效和經濟，從而能夠有效應對新環境中多終端的多副本支持。

3) 基于云計算的內容分發網絡能夠有效降低骨干網絡帶寬需求及網絡帶寬成本，同時，由于音視頻內容能夠被智能地分發并緩存到最靠近用戶的邊緣節點，使得用戶對于高清與超清內容的體驗可以得到大幅提升，從而實現高質量交付。

4) 云計算的動態虛擬化技術能夠應對媒體服務請求的不可預測性。對于熱點事件與高收視率節目，往往會收到超過平時百倍的用戶請求，云計算平臺可以實時根據用戶請求自動分配相應的虛擬機資源應對請求高峰，而在高峰過后資源智能調度進程將多余的計算資源回收，從而實現資源的按需分配。

可以看出，云媒體基于最新的云技術，能夠很好的適應新環境，滿足用戶的新需求，是廣電面對挑戰、抓住機遇再創輝煌的明智之選。

云媒體的發展現狀

當前，在我國廣播電視傳媒技術領域內，云媒體技術研發已經獲得較為普遍的關注。現將目前具有較廣泛影響力的云媒體方案的概況歸納如下。

首先，江蘇有線自主研發的三網融合業務“云媒體電視”已在全國首批三網融合試點城市南京正式上線。云媒體電視是江蘇有線自主研發的繼單向數字電視、互動數字電視之后的第三代數字電視。云媒體電視形成了一個多媒體綜合服務信息平臺，集上網沖浪、電視讀報、在線游戲、電視購物、視頻通話等功能于一身。云媒體電視首批上線頻道、高清、點播、互聯網、萬事通、商城、娛樂、閱讀和營業廳共九大版塊、近百項業務。更為難得的是，這些業務基本上用遙控器的四個方向鍵和確認鍵就能完成操作，實現了內容豐富和操作便捷的完美結合。云媒體電視的誕生標志著“看電視”時代的結束“用電視”時代的到來，標志著我國“三網融合”工作取得實質性進展，江蘇有線數字電視發展再次走在全國前列、躋身世界一流。

其次，如前所述，中國傳媒大學新媒體研究院結合我國當前廣播電視系統在技術演進和行業發展上所面臨的實際環境與條件，提出并研發實現了適合我國廣播電視領域內包括廣播電視臺、廣電網絡公司、廣電新媒體機構和相關主體的云媒體解決方案，重點從IaaS、PaaS和SaaS層在廣播電視業務中的定制化設計與實現上進行突破，支持廣播電視云媒體業務的多用戶終端適配、多形態服務內容的管理與柔性分發、融合業務數據網關和用戶數據分析等技術特性。在研發工作基礎上，中國傳媒大學同業內若干領軍企業合作，啟動了云媒體支撐平臺研發成果的產業化。

第三，新奧特公司推出了基于云計算理念與技術構建的C-MAP技術架構，該技術構架采用統一數據中心、VCM視頻云計算矩陣AUTO5.0內容生產管理平臺、AUTOJMS智能內容運營管理平臺以及iStream新媒體運營管理平臺。C-MAP平臺服務層可提供媒體數據的轉碼、渲染、合成、技術審核、水印、指紋、搜索、云因分析、圖像識別、工作流引擎等應用服務，可實現資源的充分利用，提高媒體內容的處理效率。

第四，索貝公司推出了eWebTV網絡電視云媒體解決方案。網絡媒資系統主要包括內容服務平臺、運營服務平臺、傳輸分發網絡、智能服務終端共四部分。內容服務平臺負責海量內容的處理，并在上載工作站中集成索貝非線性編輯系統對素材編輯的獨特優勢，增加了對多種新媒體格式的編輯、合成支持。運營服務平臺實現了CMS和VMS的后臺站點管理、運營支撐、數據統計的業務模塊等。傳輸分發網絡采用CDN+P2P基于互聯網業務的分發系統。

此外，華為推出了基于華為Single CLOUD云計算平臺技術，中科大洋推出了基于云架構的媒體管理系統和麥肯錫云媒體平臺等。這些云媒體平臺都可以實現動態適應業務量的大小變化，運用云計算技術按需分配計算資源，為運營商海量媒體資源的采集、編碼、轉碼等環節提供高效的計算處理能力，助推傳統媒體向云媒體轉型。

總結

隨著三網融合業務的開展，不僅傳統的報刊、廣播電視向著數字化、網絡化發展，而且將催生出大量面向用戶需求的全新服務業態。云媒體技術可以實現媒體資源的數據整合和數據挖掘，為網絡、廣播電視、數字報、有線電視運營商等擁有的文字、圖片、音視頻數據建立數字化、海量存儲、數據共享的內容資源池，實現超強的檢索、挖掘能力，搭建多數據和多形態的媒體云，從而實現資源的動態管理，并提高廣電運營商的商業運營能力，增強廣電在互聯網時代的主體地位。