基于IPTV的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與后臺管理

張奎祿

(1.同濟(jì)大學(xué) 上海 200092；2.天津廣播電視臺 天津 300070)

隨著時代的發(fā)展，普通的基于數(shù)字傳輸信號的傳統(tǒng)電視技術(shù)已經(jīng)逐漸被新興的 IPTV技術(shù)所取代。IPTV網(wǎng)絡(luò)電視是集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通訊等多種技術(shù)于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式服務(wù)的新技術(shù)。開通后，人們在家中可以通過電腦或是借助網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒在普通電視機(jī)上享受網(wǎng)絡(luò)視聽生活。

用戶在家中有兩種方式享受IPTV服務(wù)，即計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒＋普通電視機(jī)。IPTV能夠充分有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，很好地適應(yīng)了當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的趨勢。它既不同于傳統(tǒng)的模擬式有線電視，也不同于經(jīng)典的數(shù)字電視，這是因為有線電視和數(shù)字電視都具有頻分制、定時、單向廣播等特點(diǎn)。盡管數(shù)字電視相對于模擬電視有許多技術(shù)革新，但只是信號形式的改變，并沒有觸及媒體內(nèi)容的傳播方式。IPTV的網(wǎng)絡(luò)性必定涉及更多的管理和維護(hù)功能，同時，它具有電視信號輸出的特性，也必定和普通的網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)有所區(qū)別。

1 IPTV的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

基于管理和維護(hù)所面臨的問題和挑戰(zhàn)，設(shè)備廠家和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商迫切需要一整套全面的 IPTV服務(wù)質(zhì)量分析和監(jiān)測的技術(shù)體系和解決方案。這些方案需要貫穿IPTV設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)生命周期的各個階段(包括研發(fā)、設(shè)備集成、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)、設(shè)備安裝和調(diào)試、業(yè)務(wù)開通和運(yùn)營維護(hù)等)統(tǒng)籌、對 IPTV QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)和 QoE(Quality of Experience，用戶體驗質(zhì)量)的各項指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測，不斷提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能、迅速診斷和解決網(wǎng)絡(luò)故障、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，從而改善和提高IPTV的用戶體驗。

直播頻道節(jié)目偶爾會出現(xiàn)馬賽克、卡頓等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生與網(wǎng)絡(luò)前端系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)有必然聯(lián)系。在視頻傳輸應(yīng)用中，恒定的延遲表現(xiàn)為視頻觀看時間的推遲。為了避免網(wǎng)絡(luò)抖動而嚴(yán)重影響視頻播放效果，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和視頻解碼器往往需要對視頻流進(jìn)行緩沖。試驗數(shù)據(jù)表明，視頻播放延遲不影響視頻觀看的質(zhì)量。抖動產(chǎn)生的原因有多種，如視頻解碼器/服務(wù)器性能變化，網(wǎng)絡(luò)線路出現(xiàn)擁擠，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能變化等都可能導(dǎo)致視頻流的抖動。觀測視頻流的抖動變化可以提前發(fā)現(xiàn)視頻傳輸質(zhì)量惡化的趨勢。丟包對視頻播放質(zhì)量也有直接的影響。因此，無論視頻丟包是哪種類型(I、B、P幀)，在沒有適當(dāng)?shù)囊曨l解碼補(bǔ)償或者丟包重傳機(jī)制下，視頻播放質(zhì)量都會出現(xiàn)不同程度的下降。

為此，我們采用IQ(Ineo Quest)測試儀器，主要測試IP互動電視平臺前端的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性。設(shè)置的監(jiān)測模型如圖 1所示。

由圖1可知，在測試點(diǎn)1～4可以看到，作為同樣的信源，經(jīng)過轉(zhuǎn)碼器 3和轉(zhuǎn)碼器 1得到的輸出視頻指標(biāo)有所差異，這有可能與轉(zhuǎn)碼器1的參數(shù)配置、編碼算法以及硬件性能有關(guān)。而轉(zhuǎn)碼器 3輸出視頻指標(biāo)比較接近理論計算值，可以作為這次監(jiān)測的基準(zhǔn)。經(jīng)過轉(zhuǎn)碼器 3和轉(zhuǎn)碼器 1的視頻流在經(jīng)過AServer后視頻指標(biāo)基本不存在差異，但與經(jīng)過 AServer前相比仍然有較大的變化，一方面需要考慮緩沖等可能因素，另一方面也要考慮除Aserver 5外的AServer網(wǎng)卡跳轉(zhuǎn)問題。

因此，在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方面，網(wǎng)管系統(tǒng)要保障 IPTV網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，即故障管理、性能管理和配置管理等。服務(wù)管理對于維護(hù)人員來說，主要為業(yè)務(wù)保證，也就是不能出現(xiàn)視頻、信息的延遲和丟失等問題。這就要求技術(shù)人員有能力完成系統(tǒng)的維護(hù)和評估工作。

圖1 監(jiān)測模型Fig.1 A monitoring model

2 IPTV網(wǎng)絡(luò)的管理

針對 IPTV較強(qiáng)的交互性和需提供高質(zhì)量視頻內(nèi)容的要求，在其網(wǎng)站管理中需要增加相應(yīng)的應(yīng)用程序?qū)τ脩粜袨檫M(jìn)行分析，同時對所提供的內(nèi)容版權(quán)進(jìn)行管理。

IPTV網(wǎng)絡(luò)后臺管理方案主要包括以下 4部分：①用戶管理，主要涉及對用戶基本信息和用戶擁有的權(quán)限進(jìn)行管理；②節(jié)目管理，主要實(shí)現(xiàn)對節(jié)目基本信息和節(jié)目上下線時間的管理；③用戶行為分析，主要設(shè)定一些諸如收看時間、收看節(jié)目名稱等的參數(shù)信息，通過后臺管理操作對應(yīng)用程序的調(diào)用，從而獲得相應(yīng)的用戶行為分析結(jié)果；④版權(quán)管理，該部分涉及知識產(chǎn)權(quán)，因此需要通過設(shè)置、查詢相應(yīng)節(jié)目的版權(quán)，避免日后出現(xiàn)相關(guān)糾紛。

3 IPTV網(wǎng)絡(luò)維護(hù)對技術(shù)的要求

IPTV網(wǎng)絡(luò)包括本地接入網(wǎng)、傳輸處理、內(nèi)容發(fā)布平臺、業(yè)務(wù)質(zhì)量監(jiān)控平臺等，要求網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員掌握不同的維護(hù)技能。

在內(nèi)容制作系統(tǒng)方面，需要技術(shù)人員將傳統(tǒng)電視節(jié)目轉(zhuǎn)化為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧髅襟w格式。但是由于流媒體有多種編碼格式，因此技術(shù)人員在轉(zhuǎn)換時需要了解每一種格式的特點(diǎn)、適用性及傳輸特性，然后根據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)良好的效果。

在內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)中，需要技術(shù)人員負(fù)責(zé)內(nèi)容的存儲、分發(fā)和管理。由于 IPTV系統(tǒng)的分布式架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)多采用從核心到邊緣的多級架構(gòu)方式。分布的 MS放置在網(wǎng)絡(luò)最接近用戶的位置，從而使流量均勻分布。這就要求技術(shù)人員有良好的 IP網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃能力、計算 VoD和 PVR容量需求的能力，以及數(shù)字版權(quán)管理的能力、EPG和內(nèi)容Portal的管理能力。

在城域網(wǎng)和接入網(wǎng)管理維護(hù)方面，由于這兩點(diǎn)是IPTV網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，是提供內(nèi)容的傳輸通道，因此對維護(hù)人員的要求更加嚴(yán)格。IPTV的節(jié)目內(nèi)容將由城域網(wǎng)和接入網(wǎng)負(fù)責(zé)傳輸，為滿足業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求，傳輸速率要達(dá)到 2,Mbit/s，這對接入網(wǎng)提出了較高的要求，同時接入網(wǎng)采用的技術(shù)也會更加豐富。在傳統(tǒng) IP網(wǎng)絡(luò)維護(hù)能力方面，要求維護(hù)人員熟悉通信協(xié)議、路由技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)等，在網(wǎng)絡(luò)與信息安全方面，要求維護(hù)人員熟悉服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)等。在城域網(wǎng)負(fù)荷調(diào)度能力方面，要求對負(fù)荷較高的熱點(diǎn)節(jié)目能夠通過一些動態(tài)負(fù)荷調(diào)度手段實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)，保證網(wǎng)絡(luò)通暢。對存在多種接入方式的網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)人員要熟悉各種接入技術(shù)，進(jìn)行合理的規(guī)劃與分配，保證業(yè)務(wù)質(zhì)量和并行的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量。

4 結(jié) 語

IPTV是電視技術(shù)未來發(fā)展的趨勢，但是其網(wǎng)絡(luò)和平臺維護(hù)也更加復(fù)雜，對各方面都提出了嚴(yán)格的要求，因此，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展加強(qiáng)學(xué)習(xí)，以適應(yīng)時代要求?！?/p>

［1］舒南飛，王芳，吳淵，等.IPTV視頻網(wǎng)站后臺管理方案[J].中國電子商情：通信市場，2011(4)：39-42.

［2］王友卓.基于J2EE的IPTV后臺管理系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].武漢：華中科技大學(xué)，2011.

［3］許化均.IPTV 網(wǎng)絡(luò)對維護(hù)的新要求[J].電信技術(shù)，2008(9)：101-102.