互聯(lián)網(wǎng)電視技術(shù)發(fā)展研究

彭 霞

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)遼寧有限公司，遼寧 沈陽 110179）

1 互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)概述

互聯(lián)網(wǎng)電視即OTT TV（Over the Top TV），是一種基于開放互聯(lián)網(wǎng)的各種視頻及數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)，通過公共互聯(lián)網(wǎng)提供面向電視傳輸視頻和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的融合服務(wù)。相對(duì)于傳統(tǒng)數(shù)字電視，互聯(lián)網(wǎng)電視為用戶提供更多的視頻播放模式，包括直播、點(diǎn)播、回看及時(shí)移等，同時(shí)提供視頻快進(jìn)、快退、暫停等功能。互聯(lián)網(wǎng)電視的接收終端可以是機(jī)頂盒+電視機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)電視一體機(jī)或平板電腦等便攜式顯示終端，服務(wù)提供方為電信運(yùn)營(yíng)商、視頻媒體網(wǎng)站及電視節(jié)目制作方等。我國(guó)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)電視的業(yè)務(wù)供應(yīng)商有著嚴(yán)格的要求，由國(guó)家廣播電視總局頒發(fā)牌照的播出機(jī)構(gòu)提供。起初，運(yùn)營(yíng)商只為互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)支持，近年來運(yùn)營(yíng)商不斷拓寬網(wǎng)絡(luò)部署邊界，將高速網(wǎng)絡(luò)廣泛覆蓋到城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村，并大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)電視等業(yè)務(wù)。截止目前，國(guó)家廣播電視總局共頒發(fā)了7 張互聯(lián)網(wǎng)電視牌照，包括中央電視臺(tái)未來電視（CNTV）、上海百視通、華數(shù)TV、央廣銀河電視（GITV）、中國(guó)國(guó)際廣播電視臺(tái)（CIBN）、芒果TV 以及南方傳媒[1]。

2 互聯(lián)網(wǎng)電視關(guān)鍵技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷優(yōu)化、創(chuàng)新，為電視這項(xiàng)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)帶來了新的發(fā)展方向。本文將詳細(xì)介紹互聯(lián)網(wǎng)電視的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

訪問互聯(lián)網(wǎng)資源時(shí)，用戶與內(nèi)容資源服務(wù)器地域間物理距離較遠(yuǎn)，需要進(jìn)行多次網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，導(dǎo)致傳輸延時(shí)較高且不穩(wěn)定。當(dāng)用戶使用的寬帶運(yùn)營(yíng)商與內(nèi)容資源服務(wù)器所在運(yùn)營(yíng)商不同時(shí)，訪問請(qǐng)求需要在運(yùn)營(yíng)商之間進(jìn)行互聯(lián)轉(zhuǎn)發(fā)，這種情況往往會(huì)給用戶帶來慢響應(yīng)感知。在信息化時(shí)代，人們對(duì)熱點(diǎn)信息的敏感度大大提升，往往會(huì)出現(xiàn)在某一時(shí)間段內(nèi)大量訪問相同資源的情況，內(nèi)容網(wǎng)站將面臨巨大的壓力。內(nèi)容資源服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)帶寬、處理能力有限，當(dāng)接收到海量用戶請(qǐng)求時(shí)，會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器響應(yīng)速度降低、可用性降低，甚至導(dǎo)致無法為用戶提供服務(wù)。

內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，有效解決了上述問題。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)即Content Delivery Network，簡(jiǎn)稱CDN。在現(xiàn)有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)之上，CDN 通過建立分布式的內(nèi)容分發(fā)節(jié)點(diǎn)，緩存熱點(diǎn)內(nèi)容，均衡調(diào)度用戶請(qǐng)求，從而達(dá)到提升用戶訪問感知、降低服務(wù)器負(fù)荷的效果。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的核心價(jià)值是以存儲(chǔ)換帶寬，將服務(wù)器部署在離用戶更近的位置，并提前緩存用戶需要的內(nèi)容資源至邊緣服務(wù)器。這樣，用戶請(qǐng)求內(nèi)容時(shí)，服務(wù)器便可按照指定策略將用戶請(qǐng)求自動(dòng)指向到全局最優(yōu)的邊緣節(jié)點(diǎn)，由該節(jié)點(diǎn)就近為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容服務(wù)，工作模式如圖1 所示。

圖1 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的工作模式

隨著用戶對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)顯得愈加重要。其既能夠壓縮城域網(wǎng)、傳送網(wǎng)的帶寬，又可以提升用戶感知。隨著視頻清晰度不斷提高，視頻資源越來越大。由于視頻傳輸對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬、延時(shí)、丟包率等都有很高的要求，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，從應(yīng)用層面為視頻的穩(wěn)定傳輸提供了一定的保障[2]。在互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)中，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)一般采用多級(jí)架構(gòu)，一般分為中心節(jié)點(diǎn)、地市節(jié)點(diǎn)及區(qū)縣節(jié)點(diǎn)。通過建設(shè)多級(jí)架構(gòu)的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，有效降低了上行鏈路的視頻流量，能夠讓用戶的請(qǐng)求在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部得到響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的就近訪問，提高了用戶訪問響應(yīng)速度和命中率，避免因鏈路擁塞造成訪問時(shí)延變大等感知問題。

2.2 智能調(diào)度

雖然內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)解決用戶的基本內(nèi)容就近訪問問題，但是每個(gè)節(jié)點(diǎn)、每臺(tái)服務(wù)器的負(fù)荷因其緩存的內(nèi)容熱度不同而各不相同，導(dǎo)致有些節(jié)點(diǎn)、服務(wù)器會(huì)出現(xiàn)因負(fù)荷過高而無法正常提供服務(wù)的情況。通過日常的流量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，視頻業(yè)務(wù)的流量占比已經(jīng)超過50%，但由于業(yè)務(wù)發(fā)展的不均衡，各節(jié)點(diǎn)的利用率并不均衡。在國(guó)慶、春節(jié)、閱兵、建黨100 周年、開學(xué)第一課等重要保障時(shí)期，運(yùn)維人員需要時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)運(yùn)行情況。面對(duì)突發(fā)情況，運(yùn)維人員需根據(jù)當(dāng)前的業(yè)務(wù)情況重新設(shè)置調(diào)度策略，往往無法滿足快速解決問題的時(shí)效性，導(dǎo)致部分用戶無法正常訪問業(yè)務(wù)。

以提高運(yùn)維智能化、自動(dòng)化能力為目標(biāo)，為避免出現(xiàn)單臺(tái)服務(wù)器流量過高引起的業(yè)務(wù)質(zhì)量下降等情況，互聯(lián)網(wǎng)電視依托智能調(diào)度技術(shù)，有效解決了突發(fā)流量導(dǎo)致個(gè)別服務(wù)器流量激增而引起告警甚至影響服務(wù)的問題[3]。

為了保證智能調(diào)度實(shí)時(shí)性，ELK（Elastic Logstash Kibana）日志分析技術(shù)為提高計(jì)算節(jié)點(diǎn)利用率、服務(wù)器吐流、頻道熱度等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的效率提供了技術(shù)支持，可以實(shí)現(xiàn)分鐘粒度的計(jì)算結(jié)果呈現(xiàn)，將數(shù)據(jù)結(jié)果傳遞給智能調(diào)度模塊，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)調(diào)度調(diào)優(yōu)提供精確的數(shù)據(jù)支撐。在計(jì)算業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，需要將用戶IP 地址按照寬帶接入服務(wù)器（Broadband Remote Access Server,BRAS）維度進(jìn)行精細(xì)化劃分，從IP、BRAS、設(shè)備3 個(gè)維度，實(shí)時(shí)對(duì)海量互聯(lián)網(wǎng)電視日志進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。這類數(shù)據(jù)結(jié)果能夠滿足BRAS 級(jí)別用戶的精確調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)某個(gè)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)下的部分用戶調(diào)度至其他邊緣節(jié)點(diǎn)。

智能調(diào)度利用實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果，通過算法自動(dòng)找出業(yè)務(wù)量不均衡的節(jié)點(diǎn)、被調(diào)度的用戶群以及調(diào)度目的節(jié)點(diǎn)，將調(diào)度決策生成為調(diào)度配置，利用標(biāo)準(zhǔn)的WebService 接口與內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度網(wǎng)管對(duì)接，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指令的快速下發(fā)，完成設(shè)備上熱門頻道的多分布，刪除冷門頻道節(jié)省服務(wù)器資源，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間、設(shè)備間的流量調(diào)度，從而達(dá)到節(jié)點(diǎn)內(nèi)的流量相對(duì)均衡，提升互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的可用性，完善互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的應(yīng)急能力。

2.3 故障自愈

隨著互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶量、用戶活躍度逐漸提升，互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)流量在重點(diǎn)節(jié)假日時(shí)已經(jīng)占據(jù)全網(wǎng)總流量的50%。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，高峰期往往出現(xiàn)在日常下班后或者法定節(jié)假日。為此，運(yùn)維人員需要投入額外的工作精力、時(shí)間保障互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)亟需故障自愈的能力，以解決運(yùn)維人員“日常工作8 小時(shí)”之外的維護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)故障處理從“人工處理”到“無人值守”的變革，提升企業(yè)的服務(wù)可用性，降低故障處理的人力投入[4]。

互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)全流程涉及接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、電子節(jié)目指南（Electrical Program Guide，EPG）、直播源、電視業(yè)務(wù)平臺(tái)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、域名系統(tǒng)（Domain Name System，DNS）、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）等 多套系統(tǒng)，如圖2 所示。在投訴、故障發(fā)生時(shí)，快速定位、快速恢復(fù)業(yè)務(wù)的能力至關(guān)重要。故障自愈作為行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的故障自動(dòng)化處理解決方案，通過與電視業(yè)務(wù)相關(guān)系統(tǒng)完成告警對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控、預(yù)診斷分析，將運(yùn)維人員的經(jīng)驗(yàn)及操作過程抽象、固化為程序處理，并與相關(guān)系統(tǒng)打通接口，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)恢復(fù)。

圖2 互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)全流程

故障自愈主要分為4 個(gè)環(huán)節(jié)。第一是通過與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，周期性地從各大監(jiān)控系統(tǒng)中獲取告警，解析告警所屬的業(yè)務(wù)、系統(tǒng)、設(shè)備，為之后采取措施奠定基礎(chǔ)。第二是經(jīng)過告警收斂、過濾，確認(rèn)是否有大批量相同業(yè)務(wù)、系統(tǒng)、設(shè)備出現(xiàn)問題，定位故障出現(xiàn)范圍，確保告警真實(shí)有效，避免出現(xiàn)誤告警導(dǎo)致的誤操作，從而影響業(yè)務(wù)。第三是梳理不同故障場(chǎng)景的處理思路，制定故障自愈的處理指令，與告警進(jìn)行綁定，生成故障自愈方案。第四是通過企業(yè)微信、郵件等方式，對(duì)故障自愈的處理結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)通報(bào)，若故障自愈失敗，運(yùn)維人員能夠快速了解情況，并進(jìn)行人為干預(yù)。

3 互聯(lián)網(wǎng)電視運(yùn)營(yíng)模式

在傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式中，每一家牌照方會(huì)提供獨(dú)立的軟件包、獨(dú)立的用戶和產(chǎn)品體系，使用獨(dú)立的專題、獨(dú)立的欄目、獨(dú)立的產(chǎn)品，各自為政，缺少統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)，影響用戶體驗(yàn)，面臨廣電政策監(jiān)管和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等問題。如何使互聯(lián)網(wǎng)電視在滿足政策條件的基礎(chǔ)上拓展市場(chǎng)規(guī)模，是互聯(lián)網(wǎng)電視面臨的一個(gè)重點(diǎn)問題。因而，當(dāng)前更多牌照方選擇與運(yùn)營(yíng)商合作，依托運(yùn)營(yíng)商豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和發(fā)展渠道，運(yùn)營(yíng)互聯(lián)網(wǎng)電視[5]。融合運(yùn)營(yíng)模式可將不同牌照方的優(yōu)勢(shì)內(nèi)容資源整合，打造一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)，提供一個(gè)包含統(tǒng)一桌面、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、廣告平臺(tái)、搜索平臺(tái)等功能的產(chǎn)品，減少不同平臺(tái)間的交互，安全性更強(qiáng)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高，能夠?yàn)橛脩籼峁└泳珳?zhǔn)的個(gè)性化推薦。對(duì)于多個(gè)牌照方都能夠提供的內(nèi)容，采取優(yōu)勝劣汰、搶先注入的模式，形成正向競(jìng)爭(zhēng)，從根本上節(jié)約內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的成本，實(shí)現(xiàn)降本增效[6]。

4 結(jié)語

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)電視作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)電視技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，正在不斷地拓寬家庭市場(chǎng)，但國(guó)家廣播電視總局對(duì)互聯(lián)網(wǎng)電視的管控也越來越嚴(yán)格。在三網(wǎng)融合的背景下，保證內(nèi)容安全傳播的同時(shí)，為用戶提供豐富的視頻內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上各合作方的共贏，是業(yè)內(nèi)人士亟需解決的課題之一。運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該充分利用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，探索交互式應(yīng)用落地，持續(xù)推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)電視向數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變，通過產(chǎn)業(yè)協(xié)同、技術(shù)演進(jìn)等舉措，打造互聯(lián)網(wǎng)電視的自智能力，為用戶提供高品質(zhì)、高價(jià)值的媒體服務(wù)。