武汉广电高清互动电视平台原理与实现

武汉广电高清互动电视平台原理与实现(一) (2010-01)

2010-04-20 新闻来源：武汉广电网

张剑武汉广电数字网络公司数字电视技术部副经理

一、概述

数字电视产业在飞速发展，武汉广电网络作为中部地区最大的广电运营商在这个过程中获得了历史的机遇，同时也需要接受来自外部的诸多挑战，对于广电内部而言，直播卫星、手机电视等多种技术体系在冲击有线数字电视的领地，对于外部而言，各个电信运营商都在积极试点IPTV业务，对视频点播领域虎视眈眈。如何应对这些挑战，能够在巩固原有的业务用户的基础上，同时能够获得新的业务增长点，这需要武汉广电网络能够对最终用户提供多种差异化的服务。利用高清互动电视平台能帮助武汉广电网络实现在业务层面的三网合一，完成其从单一的视频业务服务商向综合信息服务运营商的转换。

武汉高清互动电视平台作为网络融合和业务融合大趋势下的产物，以武汉广电网络现有的HFC网络为基础，以双向互动机顶盒为纽带，将市民家中的电视机转换为家庭多媒体终端，是一个以实现业务融合和实现信息共享、传递为目标，以提供跨越多个不同网络的应用为核心，针对武汉市民建设的三网融合业务公共服务平台项目。根据武汉市广播影视局（总台）的统一布署，为提高武汉广电网络的网络价值和业务竞争力，积极、稳妥地推进互动电视业务的发展，进行此次互动电视运营平台的建设，满足武汉城市信息化高速发展的需要。

武汉广电网络HFC网覆盖用户约200万，网络信号延伸到“1+8城市圈”部分城市。在武汉城区，80%的HFC网为双向网络。待互动平台一期建设完成后，用户只需要在终端升级机顶盒即可成为互动电视用户。通过系统二期扩容后，互动电视用户可以扩展到武汉“1+8”城市圈，通过系统三期扩容后，可以作为国家广电网络NGB（下一代广播电视网）系统的一个节点，实现全国范围内的有效覆盖。

二、平台设计目标

武汉广电高清互动电视平台建设目标是建设一个以武汉广电网络为主导的大容量、高性能、易维护、开放性和扩展性良好、有服务质量保证的三网融合业务公共服务平台。该平台可向用户提供数字电视高标清直播、VOD高标清点播、频道回看、频道时移、魅力武汉、阳光政务、家庭相册、在线游戏、远程教育、在线医疗、电视支付、电视银行等应用项目。

平台的具体设计目标如下：

（1）建设一个支持多CP/SP引入和支持多厂家互动多媒体业务系统的开放的区域性（覆盖武汉三镇和周边地区）中心平台。

（2）平台支持集中布署和分布式2级和3级架构布署的分级组网方式，并能支持从集中式布署向2级架构和向3级架构平滑扩展，服务可覆盖“1+8

城市圈”或更大范围的区域。

（3）平台支持多种网络的接入以及业务在多种结构的承载网上运行，业务能够支持包括机顶盒在内的多种终端设备，今后可扩展支持PC、手机和“上网本”等移动终端和其他终端。

（4）编码格式支持：H.264及MPEG2；支持H.264和MPEG2在任意设备任意输出端口的多格式混播，流承载协议（编码容器）为MPEG2 TS。支持编码格式为：

标清互动视频：H.264标清，H.264主类3级(MP@L3)，进行IP封装后码率2Mbps以内（在保证广播级视频质量的前提下应尽量优化降低带宽）

高清互动视频：H.264高清，H.264高类4级(HP@L4) ，进行IP封装后码率9Mbps以内（在保证广播视频级质量的前提下应尽量优化降低带宽）

标清广播小窗口视频：MPEG2标清，MPEG2 4:2:0MP@ML, 进行IP封装后码率3.75Mbps以内（为兼容早期仅支持MPEG2的单向机顶盒，仅用于适合低分辨率图像的业务应用，如小窗口视频广告等）；

标清广播视频：MPEG2标清，MPEG2 4:2:0MP@ML, 进行IP封装后码率6Mbps以内（用于自办虚拟频道直播码流进入DVB平台进行广播）

音频：MPEG1 layer2、AAC和杜比AC-3

（5）平台能根据用户数的增加实现在不中断业务的前提下平滑扩容，系统容量能够线性增长，最终能支持数百万用户规模。

（6）平台具有良好的媒体资源可管理性和开放性，能够统一管理和调度平台内的多媒体资源（视频、音频、图像、文本等），实现多个业务之间资源的共享和引用；实现平台同多个CP/SP之间可管理的资源共享和业务共享。

（7）平台内的业务系统（如VOD业务系统、时移业务系统、信息浏览业务系统、电视游戏业务系统等）能够具备业务管理和监测能力，并向其他系统提供运营信息和数据，具有开放的和标准化的接口。

（8）能够提供对多种业务的综合运营能力，支持业务的多种计费方式（如：套餐、优惠、按次计费等）和多种付费方式（预付费和后付费等）。

（9）平台中布署的业务能够一次开发，一次集成，统一在终端上布署，全网运行。

（10）平台具有统一的接入门户和统一的鉴权。

三、平台总体技术方案

1、总体架构

互动平台系统拓扑图：

武汉广电高清互动电视平台，逻辑上可划分为业务层、支撑层、承载层、网络层次图如下所示：

图1 系统总体架构图

1.1业务层

业务层负责实现用户的各种服务请求，根据用户需求而开发的相关业务，它是平台的生产系统。根据业务的属性不同，可分为视听业务和非视听业务两大类。视听业务是广电运营商的核心业务，包含除传统的数字电视广播、虚拟频道、NVOD、数据广播等业务外，还有形式新颖、操作灵活的互动视听业务，包括：直播回放系统、精彩回放系统、nPVR系统、VOD点播系统、互动教育系统、音乐点播、电视K歌等系统等。非视听业务是能够提升ARPU值的增值业务，包括：财经服务系统、电视游戏系统、电视投票系统、电视缴费系统、电视彩票系统、电视邮箱系统、电视商旅系统等等。

1.2支撑层

负责向合法用户提供相应的服务、记录用户已使用服务的情况，同时对系统所提供的各种互动业务进行管理与维护，为运营商的互动业务运营管理提供基础支撑服务。主要包括：认证鉴授记账系统（AAA）、内容管理系统（CMS）、运营管理系统（BMS）、业务及数据接口等组成部分。通过这些接口可以和业务导航系统（iEPG）、网络管理系统（NMS）、视频业务平台（VSP）、SMS/BOSS等部分进行集成

1.3承载层

它是响应客户指令，实现各种服务的系统层，譬如：视频服务资源分配和流的推送、服务页面的生成下发。包括：媒体采编收录系统（RC）、数字版权管理（DRM，可集成第三方）、（AMS）媒资管理系统、（CC）控制中心、（CDN）内容分发系统、（VS）视频服务系统和RTSP网关、网络管理系统（NMS）等组成部分。