IP城域網下構建4K超高清融合媒體服務平臺的方法

那向東

（江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司連云港分公司，江蘇 連云港 222000）

1 平臺設計架構

1.1 系統功能

此系統的設計完全符合NGOD的標準，在系統當中有資產媒資管理、VOD以及時移回看錄制等軟件作為基礎，所制作出的節目可以在各種機頂盒以及PC等設備上播放，不僅保證了分發效率的提升，更使網絡推送能力得到大大增強。同時系統還能夠面對部分客戶開展Portal服務，對于媒資管控的速度和水平得到提高，同時還可以在必要時配合政府進行部分信息的管控。系統具有較強的互動性，能夠在互動頁面插入圖片、廣告以及短視頻，使市場經營渠道變得多樣化。

系統融合支持RTSP、HLS等多種協議的撥發，不僅可以做到存量機頂盒點播，還能夠適應多種智能終端。在對媒資CMS系統進行深入改進之后，可以使各個終端之間的文件達成統一，此功能使內容編輯更加便捷高效，同時大大降低了媒資庫物理空間的使用。

1.2 技術架構

城域網能夠為整個系統提供基礎網絡服務，在高帶寬以及低延時的前提下，能夠對4K IP的傳輸形成強有力的保障。在整個項目進行當中，為了使所有接入帶寬的用戶都能夠得到優質的體驗，需要對系統進行各種帶寬的測試，從而達到兼顧用戶需求的目的。如圖1所示。

圖1 IP城域網承載的CDN系統

（1）內容分發層。在內容管理方面，主要任務是對于CDN當中的所有內容的信息進行錄入和處理，比如內容的狀態、生命周期等；在內容注入方面，按照上述管理器的指令對特定的內容進行事先處理，之后對其進行注入，同時完成在CPM上的登記；在內容定位方面，主要是負責接收下級的定位和請求，對所接收的CDN的內容進行溯源，同時在負載均衡策略的基礎上對特定的內容進行分配。

（2）媒資服務層。首先在媒體定位方面，主要是負責接收并且處理資源查詢的請求，根據請求來查詢相應服務節點；其次是在媒體控制方面，主要是負責接收服務終端的請求，根據上述階段的定位結果以及當時的節點狀態等，完成對服務節點的控制，保證終端能夠接收到服務節點的功能，并且在某個節點發生故障時迅速切換到狀態良好的節點；最后是對所有的業務終端供應服務。

（3）運營功能層。在網絡管理方面，主要任務是對CND的每個網元的所有信息進行管理；在服務統計方面，主要任務是完成CDN系統當中所有數據的統計；在負載均衡方面，主要任務是在策略的基礎上完成對節點當中設備的負載均衡。

2 技術支持

2.1 多終端、多協議、多平臺深度融合

從下圖的基礎上可以看出，所謂的多終端、多協議、多平臺深度融合就是指不僅僅需要滿足在RTSP協議下播放流媒體的存量互動機頂盒的需求，還應當能夠支持在后續的HLS協議基礎上進行流媒體播放的4K-TVOS機頂盒，從這兩種需求上可以得知，CND系統應當在架構方面就滿足HLS協議，此處的HLS協議需能夠在HTTP基礎上進行漸進下載，同時還應當滿足RTSP這種流媒體協議，從而保證CDN在所有協議當中都可以應用。

基于以上分析，最先應該處理的是內容融合。上文中所述的RTSP以及HLS兩種媒體文件，在使用CDN系統時只需完成一份文件的上載和儲存，而完全不必為了滿足適配HLS的需求再將媒資重復制作以及儲存，這種做法能夠有效的做到儲存空間方面的節省；第二，應當對協議適配問題進行處理，就老式的中間件機頂盒而言，VSS在利用接口推流的基礎上完成對RTSP協議的推送，而在智能盒子方面，ISS可以利用接口完成內容的獲取，同時還能夠完成虛擬切片，通過這種形式來將基于HLS的流服務傳輸到4K客戶端。

圖2 多終端、多協議、多平臺深度融合

2.2 HLS虛擬切片

在CDN系統當中，媒資在進行儲存的時候所展現出的形式為完整的文件，為了能夠滿足HLS協議推流的需要，ISS在利用接口的基礎上拉取內容索引，并且對索引當中的每一個I幀進行解析，同時在I幀的基礎上采取10S間隔的形式完成對文件的虛擬切片，在切片完成之后并且返回到客戶端時，URL當中所展示的信息為媒資ID以及切片的長度等，在用戶開始其切片操作時，ISS能夠利用接口對一些文件進行拉流，并且基本上達成了在Nginx基礎上的文件緩存策略。

2.3 CDN分級分層部署架構

從下圖當中可以看出，CDN傳輸不僅顯示出極大的靈活性以及可拓展性，還可以將滿足包括城域網在內的大多數網絡運營需求，在兼容當前CDN網絡的同時對DVB、OTT等視頻業務進行融合。

圖3 CDN分級分層部署架構

CDN完全在NGOD標準的基礎上進行部署，能夠完成與當前市場上大多數的在NGOD基礎上的BO以及CDN的對接；同時CDN還可以滿足中心節點的集群部署等，確保整個業務不會發生單點故障；CDN還可以在用戶需求內容的基礎上進行精準的推流，完成對本地儲存資源的負載均衡調度策略，而同時針對那些需要利用網絡拉流的節目，CDN則使用的是一致性哈希調度策略。

2.4 高效協同的CMS媒資支撐能力

首先表現在能夠對視頻業務進行多渠道的采集，可以錄制直播內容，可以分不同時間段以及按照具體的節目單開展錄制功能，可以注入、上報以及刪除非實時節目。

其次表現在角色劃分、重重審核以及內容編制方面，不僅使內容的制作效率得到有效提升，還使所播放視頻內容的安全性得到增強；同時可以接入第三方平臺，通過第三方平臺的注入來增加視頻資源，拓展業務功能，達到平臺融合生產的效果。

最后表現在內容發布管理方面，如下圖所示，其在此方面有著較強的實時性和精確性，能夠自由屏蔽某個時間點內或者視頻回放內的內容，并且可以對其進行替換，通過這種形式來確保內容的安全性和規范性。

圖4 內容生產管理整體架構

3 平臺應用

3.1 平臺運行

此平臺構建完成后運行狀態良好，不僅可以滿足指定區域內高清互動機頂盒用戶的使用，還可為客戶提供定制業務，同時響應政府號召推動智慧鄉鎮的進行。平臺的出現使4K超高清逐漸進入到尋常百姓家，不僅可以為用戶帶來超高清的畫質及良好的互動電視體驗，同時也能從側面推動廣電互動產品業務經濟效益的提升。

3.2 平臺效益

平臺建成之后使原有的互動機頂盒客戶的相關業務得到延續，為存量機頂盒提供了平臺支持，并且從協議規范以及流程對接等不同的方面可以完成與智能超高清終端的完美對接，為后續互動業務的開展提供了大量的基礎支持。此系統能夠將廣電的光纖網絡以及互動平臺作用發揮到最大，助力相關部門宣傳工作以及黨建工作的開展，助力應急信息、民生信息等順利推送，在保證經濟效益的同時帶來一定的社會效益。

4 結束語

本文圍繞IP城域網下構建4K超高清融合媒體服務平臺的方法進行了系統平臺、技術支持

以及實際應用三方面的分析，可以看出CDN系統有著一定的應用優勢，不僅能夠使用戶在當前環境下盡可能的得到最優質的體驗，還可以增強研發企業效益，為后續業務的開展鋪路。