電視臺數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)主干平臺設(shè)計方案探討

胡雪梅

（作者單位：云南省普洱電視臺）

網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)平臺是一個包含網(wǎng)站視頻音頻流媒體管理、內(nèi)容管理、互動應(yīng)用管理、增值服務(wù)管理、多終端擴(kuò)展等的復(fù)雜系統(tǒng)。為響應(yīng)國家廣電總局的全網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的要求，同時也為了更好地滿足我臺互聯(lián)網(wǎng)用戶日益增長的需求，推進(jìn)廣播、網(wǎng)絡(luò)、電視的媒體組合，普洱電視臺需要一套全臺數(shù)字化的業(yè)務(wù)管理平臺。平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計必須充分考慮流媒體數(shù)據(jù)、平臺網(wǎng)絡(luò)媒體資源內(nèi)容管理、用戶認(rèn)證/授權(quán)信息等網(wǎng)絡(luò)用戶的互動關(guān)系[1]。平臺全面整合現(xiàn)有資源，為用戶提供定制化個人服務(wù)，根據(jù)用戶數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)特點，構(gòu)建了一個能不斷擴(kuò)展且運行初期至少能支持10 000個以上500 K的并發(fā)流，同時還具有50 000小時以上節(jié)目存儲能力的多媒體寬頻門戶管理平臺。

1 電視臺數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)主干平臺設(shè)計的目標(biāo)

電視臺數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)主干平臺的設(shè)計目標(biāo)是構(gòu)建一個以內(nèi)容產(chǎn)業(yè)為主體的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺，可以整合優(yōu)化播出分發(fā)、資料儲存、節(jié)目制作以及采集素材等環(huán)節(jié)，實施精細(xì)化管理；通過資源共享、信息共享以及互聯(lián)互通等達(dá)到海量生產(chǎn)節(jié)目的目的，減少制作成本，節(jié)目運行實現(xiàn)市場化、可控化；建立節(jié)目內(nèi)容管理平臺，將傳統(tǒng)媒體與新媒體進(jìn)行有效融合，進(jìn)而為手機(jī)電視、移動電視、IPTV以及數(shù)字電視等提供相應(yīng)內(nèi)容支持，開辟新類型的贏利途徑。

2 數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.1 全臺網(wǎng)總體設(shè)計思想

電視臺全臺網(wǎng)指的是在數(shù)字電視、現(xiàn)代信息等技術(shù)的基礎(chǔ)上，將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為核心，進(jìn)而達(dá)到電視節(jié)目的播出、儲存、編輯以及采集等各種功能網(wǎng)絡(luò)化的一種系統(tǒng)。

設(shè)計全網(wǎng)臺過程中應(yīng)選擇合理的視音頻文件的編碼碼流與格式，對流程進(jìn)行優(yōu)化，在最大程度上降低編解碼、轉(zhuǎn)碼，促進(jìn)技術(shù)質(zhì)量的提高。此外，應(yīng)健全質(zhì)量控制體系，對電視節(jié)目播出、儲存、制作以及采集等過程的技術(shù)質(zhì)量實時控制，確保音質(zhì)、音頻、畫面清晰度、靜幀等技術(shù)質(zhì)量。在電視節(jié)目的元數(shù)據(jù)中加入與質(zhì)量控制有關(guān)的信息，對技術(shù)質(zhì)量問題進(jìn)行回溯、追溯等。

在設(shè)計全臺網(wǎng)方案過程中，應(yīng)對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行優(yōu)化、再造，重視流程節(jié)點對下游的作用，實現(xiàn)上下游成果的共享。此外，通過降低轉(zhuǎn)碼、上下載環(huán)節(jié)，對人機(jī)界面進(jìn)行優(yōu)化，控制自動流程以及進(jìn)行智能監(jiān)控等方法，結(jié)合業(yè)務(wù)板塊之間的數(shù)據(jù)交互，合理設(shè)計網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、互聯(lián)互通等方案，提升工作效率。

在設(shè)計全臺網(wǎng)方案的過程中，應(yīng)注重可管理性、可控制性，構(gòu)建多系統(tǒng)、全系統(tǒng)于一體的智能監(jiān)控平臺，對各個業(yè)務(wù)板塊設(shè)備與資源、主干平臺等進(jìn)行實時監(jiān)控，進(jìn)而對任務(wù)流程、應(yīng)用軟件、平臺軟件、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及服務(wù)器等進(jìn)行監(jiān)控。

在設(shè)計全臺網(wǎng)的過程中，應(yīng)以“以人為本”“科學(xué)發(fā)展”作為指導(dǎo)思想，重視實施分步性、接口開放性、維護(hù)方便性、使用可靠性、功能實用性、流程合理性、設(shè)備先進(jìn)性以及系統(tǒng)科學(xué)性等。在設(shè)計系統(tǒng)過程中，應(yīng)與技術(shù)發(fā)展形勢相符合，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性。通過開放接口、組件、結(jié)構(gòu)以及技術(shù)等，便于升級、擴(kuò)展以及維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，確保不同技術(shù)平臺、時期、廠家的子系統(tǒng)間可以進(jìn)行互聯(lián)互通，實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。需要對系統(tǒng)的分步實施、總體規(guī)劃等進(jìn)行綜合考慮，通過目前的資源與設(shè)備，減小初期投入；通過彈性、松散耦合技術(shù)結(jié)構(gòu)，預(yù)留對外接口進(jìn)行，提高共享能力與靈活性，今后可以介入更多的業(yè)務(wù)板塊，同時可結(jié)合電視節(jié)目發(fā)展進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，更好地滿足未來電視產(chǎn)業(yè)的需求。

2.2 平臺的總體架構(gòu)

“普洱電視臺”網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)平臺系統(tǒng)由生產(chǎn)音頻視頻內(nèi)容、網(wǎng)絡(luò)視頻直播錄播、網(wǎng)絡(luò)視頻點播系統(tǒng)、多媒體資源管理發(fā)布、虛擬網(wǎng)絡(luò)電（視）臺、用戶認(rèn)證管理、內(nèi)容分發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸及綜合應(yīng)用支撐管理等部分組成，可實現(xiàn)信息發(fā)布、管理內(nèi)容生產(chǎn)及分發(fā)、管理用戶認(rèn)證、保護(hù)版權(quán)、負(fù)載均衡、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)監(jiān)控等，是真正實現(xiàn)一體化應(yīng)用服務(wù)平臺。

普洱電視臺網(wǎng)絡(luò)電視（臺）業(yè)務(wù)服務(wù)平臺以集中式架構(gòu)為主，同時向分布式部署擴(kuò)展。本文的設(shè)計既要滿足普洱電視臺的實際需求情況，又要規(guī)劃滿足未來發(fā)展需要出整個系統(tǒng)的硬件以及軟件平臺、整體架構(gòu)。同時，所設(shè)計的系統(tǒng)還應(yīng)具備良好的擴(kuò)充性和兼容性，便于以后開發(fā)新業(yè)務(wù)應(yīng)用和原有系統(tǒng)的二次開發(fā)。

設(shè)計的平臺包括以下幾部分：內(nèi)容生產(chǎn)制作、內(nèi)容編目存儲發(fā)布、內(nèi)容管理、內(nèi)容分發(fā)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支撐管理、用戶端接收等。平臺實現(xiàn)的具體應(yīng)用層次架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)采用“中心-分布式”的多層架構(gòu)模式，在網(wǎng)絡(luò)部署方面，核心節(jié)點是流媒體業(yè)務(wù)平臺的中心系統(tǒng)，是整個制作、存儲網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容和應(yīng)用服務(wù)的統(tǒng)一入口，同時可為部分網(wǎng)絡(luò)用戶提供邊緣的視頻服務(wù)。在未來，應(yīng)用擴(kuò)展作為整個平臺的遠(yuǎn)程節(jié)點可選擇建立邊緣節(jié)點或骨干分支，為就近用戶提供高質(zhì)量的邊緣服務(wù)，平臺在為用戶提供流媒體服務(wù)時是由核心節(jié)點中的內(nèi)容分發(fā)管理系統(tǒng)以應(yīng)用層重定向的方式，將指定用戶導(dǎo)向本地服務(wù)節(jié)點或者邊緣節(jié)點并通過遠(yuǎn)程節(jié)點的媒體服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見圖2。

據(jù)所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)平臺的設(shè)計初期選用集中式，未來擴(kuò)展時，可選擇分布式和集中式相結(jié)合的混合模式，據(jù)前面所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)平臺規(guī)劃示意圖，整個系統(tǒng)規(guī)劃成為以下部分。

第一，系統(tǒng)中心節(jié)點的設(shè)計；整個平臺系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，根據(jù)當(dāng)前狀況分成系統(tǒng)中心節(jié)點，平臺系統(tǒng)的分支節(jié)點可參考系統(tǒng)中心節(jié)點的設(shè)計，采用千兆網(wǎng)聯(lián)接在核心交換機(jī)上作為系統(tǒng)的中心網(wǎng)絡(luò)[2]。

圖1 平臺實現(xiàn)的具體應(yīng)用層次架構(gòu)

圖2 整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

第二，系統(tǒng)分支節(jié)點的設(shè)計（見圖3）。一是由分布點的網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計分節(jié)點的并發(fā)用戶數(shù)量；二是系統(tǒng)選用軟件均衡負(fù)載的方式，由系統(tǒng)中心點流媒體運營管理服務(wù)器上CDN系統(tǒng)統(tǒng)一分發(fā)內(nèi)容；三是由于分布點不要求存儲，可采用系統(tǒng)服務(wù)器自帶硬盤；四是CDN系統(tǒng)可實現(xiàn)高效分發(fā)最熱最新節(jié)目到分節(jié)點的存儲器上，實現(xiàn)中心負(fù)載和邊緣復(fù)負(fù)載均衡的均衡調(diào)度[3]。

圖3 系統(tǒng)分支節(jié)點的設(shè)計

第三，系統(tǒng)平臺的門戶服務(wù)設(shè)計：系統(tǒng)的WEB頁面為用戶提供最直觀的平臺內(nèi)容和分類介紹，用戶可以自主選擇喜歡的視頻節(jié)目。因此，網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)平臺需要通過WEB頁面為用戶提供服務(wù)。本文所設(shè)計的流媒體運營管理系統(tǒng)和網(wǎng)站內(nèi)容管理系統(tǒng)相結(jié)合，利用流媒體業(yè)務(wù)平臺的內(nèi)容管理系統(tǒng)構(gòu)建網(wǎng)站，并可隨意更改平臺網(wǎng)站的頁面風(fēng)格，方便實現(xiàn)平臺網(wǎng)站改版。

第四，應(yīng)用管理及運營管理系統(tǒng)設(shè)計：本文所設(shè)計的應(yīng)用平臺支持全面的流媒體的節(jié)目點播直播錄播功能，實現(xiàn)平臺音頻視頻節(jié)目的海量檢索、存儲、用戶觀看等；利用數(shù)字版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)可以有效保護(hù)為平臺供應(yīng)內(nèi)容者的權(quán)益；完備的策略的計費系統(tǒng)、負(fù)載均衡系統(tǒng)、用戶管理及認(rèn)證系統(tǒng)、后臺管理功能、系統(tǒng)監(jiān)控，可以很好地滿足電信級別的網(wǎng)絡(luò)音頻視頻的應(yīng)用需求。

2.3 基礎(chǔ)支撐平臺的設(shè)計

2.3.1 總體概述

基礎(chǔ)支撐平臺包含全臺業(yè)務(wù)板塊數(shù)據(jù)支撐平臺、存儲架構(gòu)以及基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的的規(guī)劃，在確保業(yè)務(wù)可靠、高效運行的情況下，滿足業(yè)務(wù)板塊對基礎(chǔ)設(shè)施的需求。此外，還可以靈活引入最新技術(shù)相關(guān)的設(shè)備。該平臺不僅可以滿足擴(kuò)容需求、各種業(yè)務(wù)的需求，還可以兼顧技術(shù)發(fā)展趨勢，進(jìn)而更方便地引入各種新技術(shù)。

基礎(chǔ)支撐平臺由系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)成，其功能主要為數(shù)據(jù)傳輸、信息通信，可以實現(xiàn)不同板塊間的聯(lián)通。

2.3.2 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)建主要是在滿足業(yè)務(wù)生產(chǎn)、管理的寬帶要求的情況下，確保系統(tǒng)可靠性、安全性，利用先進(jìn)的安全技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)建立全臺基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)計全臺網(wǎng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，需要綜合考慮單網(wǎng)架構(gòu)、混合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，根據(jù)“萬兆主干、捆綁互聯(lián)、千兆接入、冗余備份”的原則進(jìn)行設(shè)計。

2.3.3 存儲架構(gòu)

存儲架構(gòu)設(shè)計的定性采用技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供機(jī)動靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以更好地滿足數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)高效傳輸、網(wǎng)絡(luò)安全擴(kuò)展聯(lián)通等需求。

3 結(jié)語

本文所設(shè)計的平臺基礎(chǔ)承載業(yè)務(wù)系統(tǒng)是在Real和Media兩種流媒體技術(shù)上開發(fā)的，因此，可以允許平臺用戶實現(xiàn)多數(shù)據(jù)格式視頻音頻的應(yīng)用，為實現(xiàn)本文所設(shè)計的業(yè)務(wù)平臺應(yīng)用支撐功能，系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，管理靈活、操作簡單，即使單機(jī)也支持300以上的視頻音頻并發(fā)流，具有很好的穩(wěn)定性、安全性、易用性、擴(kuò)展性和可移植性。