電視臺數字化網絡主干平臺設計方案探討

胡雪梅

（作者單位：云南省普洱電視臺）

網絡電視業務平臺是一個包含網站視頻音頻流媒體管理、內容管理、互動應用管理、增值服務管理、多終端擴展等的復雜系統。為響應國家廣電總局的全網網絡化、數字化的要求，同時也為了更好地滿足我臺互聯網用戶日益增長的需求，推進廣播、網絡、電視的媒體組合，普洱電視臺需要一套全臺數字化的業務管理平臺。平臺的系統結構設計必須充分考慮流媒體數據、平臺網絡媒體資源內容管理、用戶認證/授權信息等網絡用戶的互動關系[1]。平臺全面整合現有資源，為用戶提供定制化個人服務，根據用戶數量和網絡特點，構建了一個能不斷擴展且運行初期至少能支持10 000個以上500 K的并發流，同時還具有50 000小時以上節目存儲能力的多媒體寬頻門戶管理平臺。

1 電視臺數字化網絡主干平臺設計的目標

電視臺數字化網絡主干平臺的設計目標是構建一個以內容產業為主體的數字化網絡平臺，可以整合優化播出分發、資料儲存、節目制作以及采集素材等環節，實施精細化管理；通過資源共享、信息共享以及互聯互通等達到海量生產節目的目的，減少制作成本，節目運行實現市場化、可控化；建立節目內容管理平臺，將傳統媒體與新媒體進行有效融合，進而為手機電視、移動電視、IPTV以及數字電視等提供相應內容支持，開辟新類型的贏利途徑。

2 數字化網絡平臺設計的網絡結構。

2.1 全臺網總體設計思想

電視臺全臺網指的是在數字電視、現代信息等技術的基礎上，將計算機網絡作為核心，進而達到電視節目的播出、儲存、編輯以及采集等各種功能網絡化的一種系統。

設計全網臺過程中應選擇合理的視音頻文件的編碼碼流與格式，對流程進行優化，在最大程度上降低編解碼、轉碼，促進技術質量的提高。此外，應健全質量控制體系，對電視節目播出、儲存、制作以及采集等過程的技術質量實時控制，確保音質、音頻、畫面清晰度、靜幀等技術質量。在電視節目的元數據中加入與質量控制有關的信息，對技術質量問題進行回溯、追溯等。

在設計全臺網方案過程中，應對業務流程進行優化、再造，重視流程節點對下游的作用，實現上下游成果的共享。此外，通過降低轉碼、上下載環節，對人機界面進行優化，控制自動流程以及進行智能監控等方法，結合業務板塊之間的數據交互，合理設計網絡結構、互聯互通等方案，提升工作效率。

在設計全臺網方案的過程中，應注重可管理性、可控制性，構建多系統、全系統于一體的智能監控平臺，對各個業務板塊設備與資源、主干平臺等進行實時監控，進而對任務流程、應用軟件、平臺軟件、存儲設備、網絡設備以及服務器等進行監控。

在設計全臺網的過程中，應以“以人為本”“科學發展”作為指導思想，重視實施分步性、接口開放性、維護方便性、使用可靠性、功能實用性、流程合理性、設備先進性以及系統科學性等。在設計系統過程中，應與技術發展形勢相符合，確保系統的先進性。通過開放接口、組件、結構以及技術等，便于升級、擴展以及維護網絡，確保不同技術平臺、時期、廠家的子系統間可以進行互聯互通，實現協調工作。需要對系統的分步實施、總體規劃等進行綜合考慮，通過目前的資源與設備，減小初期投入；通過彈性、松散耦合技術結構，預留對外接口進行，提高共享能力與靈活性，今后可以介入更多的業務板塊，同時可結合電視節目發展進行相應調整，更好地滿足未來電視產業的需求。

2.2 平臺的總體架構

“普洱電視臺”網絡電視業務平臺系統由生產音頻視頻內容、網絡視頻直播錄播、網絡視頻點播系統、多媒體資源管理發布、虛擬網絡電（視）臺、用戶認證管理、內容分發、數據傳輸及綜合應用支撐管理等部分組成，可實現信息發布、管理內容生產及分發、管理用戶認證、保護版權、負載均衡、報表統計、系統監控等，是真正實現一體化應用服務平臺。

普洱電視臺網絡電視（臺）業務服務平臺以集中式架構為主，同時向分布式部署擴展。本文的設計既要滿足普洱電視臺的實際需求情況，又要規劃滿足未來發展需要出整個系統的硬件以及軟件平臺、整體架構。同時，所設計的系統還應具備良好的擴充性和兼容性，便于以后開發新業務應用和原有系統的二次開發。

設計的平臺包括以下幾部分：內容生產制作、內容編目存儲發布、內容管理、內容分發、網絡應用支撐管理、用戶端接收等。平臺實現的具體應用層次架構如圖1所示。

系統采用“中心-分布式”的多層架構模式，在網絡部署方面，核心節點是流媒體業務平臺的中心系統，是整個制作、存儲網絡視頻內容和應用服務的統一入口，同時可為部分網絡用戶提供邊緣的視頻服務。在未來，應用擴展作為整個平臺的遠程節點可選擇建立邊緣節點或骨干分支，為就近用戶提供高質量的邊緣服務，平臺在為用戶提供流媒體服務時是由核心節點中的內容分發管理系統以應用層重定向的方式，將指定用戶導向本地服務節點或者邊緣節點并通過遠程節點的媒體服務系統。系統的網絡拓撲圖見圖2。

據所設計的網絡結構，整個系統平臺的設計初期選用集中式，未來擴展時，可選擇分布式和集中式相結合的混合模式，據前面所設計的網絡平臺規劃示意圖，整個系統規劃成為以下部分。

第一，系統中心節點的設計；整個平臺系統的網絡構建是在當前網絡系統上，根據當前狀況分成系統中心節點，平臺系統的分支節點可參考系統中心節點的設計，采用千兆網聯接在核心交換機上作為系統的中心網絡[2]。

圖1 平臺實現的具體應用層次架構

圖2 整個系統的網絡拓撲圖

第二，系統分支節點的設計（見圖3）。一是由分布點的網絡帶寬設計分節點的并發用戶數量；二是系統選用軟件均衡負載的方式，由系統中心點流媒體運營管理服務器上CDN系統統一分發內容；三是由于分布點不要求存儲，可采用系統服務器自帶硬盤；四是CDN系統可實現高效分發最熱最新節目到分節點的存儲器上，實現中心負載和邊緣復負載均衡的均衡調度[3]。

圖3 系統分支節點的設計

第三，系統平臺的門戶服務設計：系統的WEB頁面為用戶提供最直觀的平臺內容和分類介紹，用戶可以自主選擇喜歡的視頻節目。因此，網絡電視業務平臺需要通過WEB頁面為用戶提供服務。本文所設計的流媒體運營管理系統和網站內容管理系統相結合，利用流媒體業務平臺的內容管理系統構建網站，并可隨意更改平臺網站的頁面風格，方便實現平臺網站改版。

第四，應用管理及運營管理系統設計：本文所設計的應用平臺支持全面的流媒體的節目點播直播錄播功能，實現平臺音頻視頻節目的海量檢索、存儲、用戶觀看等；利用數字版權保護系統可以有效保護為平臺供應內容者的權益；完備的策略的計費系統、負載均衡系統、用戶管理及認證系統、后臺管理功能、系統監控，可以很好地滿足電信級別的網絡音頻視頻的應用需求。

2.3 基礎支撐平臺的設計

2.3.1 總體概述

基礎支撐平臺包含全臺業務板塊數據支撐平臺、存儲架構以及基礎網絡的的規劃，在確保業務可靠、高效運行的情況下，滿足業務板塊對基礎設施的需求。此外，還可以靈活引入最新技術相關的設備。該平臺不僅可以滿足擴容需求、各種業務的需求，還可以兼顧技術發展趨勢，進而更方便地引入各種新技術。

基礎支撐平臺由系統軟件、網絡平臺構成，其功能主要為數據傳輸、信息通信，可以實現不同板塊間的聯通。

2.3.2 基礎網絡架構

基礎網絡平臺的構建主要是在滿足業務生產、管理的寬帶要求的情況下，確保系統可靠性、安全性，利用先進的安全技術、數據交換技術建立全臺基礎網絡。在設計全臺網基礎網絡架構的過程中，需要綜合考慮單網架構、混合網絡架構，根據“萬兆主干、捆綁互聯、千兆接入、冗余備份”的原則進行設計。

2.3.3 存儲架構

存儲架構設計的定性采用技術指標先進、性能穩定、網絡拓撲結構穩定的網絡設備，提供機動靈活的網絡架構以更好地滿足數據完整性、數據高效傳輸、網絡安全擴展聯通等需求。

3 結語

本文所設計的平臺基礎承載業務系統是在Real和Media兩種流媒體技術上開發的，因此，可以允許平臺用戶實現多數據格式視頻音頻的應用，為實現本文所設計的業務平臺應用支撐功能，系統采用B/S結構，管理靈活、操作簡單，即使單機也支持300以上的視頻音頻并發流，具有很好的穩定性、安全性、易用性、擴展性和可移植性。