IP城域网下构建4K超高清融合媒体服务平台的方法

那向东

（江苏省广电有线信息网络股份有限公司连云港分公司，江苏 连云港 222000）

1 平台设计架构

1.1 系统功能

此系统的设计完全符合NGOD的标准，在系统当中有资产媒资管理、VOD以及时移回看录制等软件作为基础，所制作出的节目可以在各种机顶盒以及PC等设备上播放，不仅保证了分发效率的提升，更使网络推送能力得到大大增强。同时系统还能够面对部分客户开展Portal服务，对于媒资管控的速度和水平得到提高，同时还可以在必要时配合政府进行部分信息的管控。系统具有较强的互动性，能够在互动页面插入图片、广告以及短视频，使市场经营渠道变得多样化。

系统融合支持RTSP、HLS等多种协议的拨发，不仅可以做到存量机顶盒点播，还能够适应多种智能终端。在对媒资CMS系统进行深入改进之后，可以使各个终端之间的文件达成统一，此功能使内容编辑更加便捷高效，同时大大降低了媒资库物理空间的使用。

1.2 技术架构

城域网能够为整个系统提供基础网络服务，在高带宽以及低延时的前提下，能够对4K IP的传输形成强有力的保障。在整个项目进行当中，为了使所有接入带宽的用户都能够得到优质的体验，需要对系统进行各种带宽的测试，从而达到兼顾用户需求的目的。如图1所示。

图1 IP城域网承载的CDN系统

（1）内容分发层。在内容管理方面，主要任务是对于CDN当中的所有内容的信息进行录入和处理，比如内容的状态、生命周期等；在内容注入方面，按照上述管理器的指令对特定的内容进行事先处理，之后对其进行注入，同时完成在CPM上的登记；在内容定位方面，主要是负责接收下级的定位和请求，对所接收的CDN的内容进行溯源，同时在负载均衡策略的基础上对特定的内容进行分配。

（2）媒资服务层。首先在媒体定位方面，主要是负责接收并且处理资源查询的请求，根据请求来查询相应服务节点；其次是在媒体控制方面，主要是负责接收服务终端的请求，根据上述阶段的定位结果以及当时的节点状态等，完成对服务节点的控制，保证终端能够接收到服务节点的功能，并且在某个节点发生故障时迅速切换到状态良好的节点；最后是对所有的业务终端供应服务。

（3）运营功能层。在网络管理方面，主要任务是对CND的每个网元的所有信息进行管理；在服务统计方面，主要任务是完成CDN系统当中所有数据的统计；在负载均衡方面，主要任务是在策略的基础上完成对节点当中设备的负载均衡。

2 技术支持

2.1 多终端、多协议、多平台深度融合

从下图的基础上可以看出，所谓的多终端、多协议、多平台深度融合就是指不仅仅需要满足在RTSP协议下播放流媒体的存量互动机顶盒的需求，还应当能够支持在后续的HLS协议基础上进行流媒体播放的4K-TVOS机顶盒，从这两种需求上可以得知，CND系统应当在架构方面就满足HLS协议，此处的HLS协议需能够在HTTP基础上进行渐进下载，同时还应当满足RTSP这种流媒体协议，从而保证CDN在所有协议当中都可以应用。

基于以上分析，最先应该处理的是内容融合。上文中所述的RTSP以及HLS两种媒体文件，在使用CDN系统时只需完成一份文件的上载和储存，而完全不必为了满足适配HLS的需求再将媒资重复制作以及储存，这种做法能够有效的做到储存空间方面的节省；第二，应当对协议适配问题进行处理，就老式的中间件机顶盒而言，VSS在利用接口推流的基础上完成对RTSP协议的推送，而在智能盒子方面，ISS可以利用接口完成内容的获取，同时还能够完成虚拟切片，通过这种形式来将基于HLS的流服务传输到4K客户端。

图2 多终端、多协议、多平台深度融合

2.2 HLS虚拟切片

在CDN系统当中，媒资在进行储存的时候所展现出的形式为完整的文件，为了能够满足HLS协议推流的需要，ISS在利用接口的基础上拉取内容索引，并且对索引当中的每一个I帧进行解析，同时在I帧的基础上采取10S间隔的形式完成对文件的虚拟切片，在切片完成之后并且返回到客户端时，URL当中所展示的信息为媒资ID以及切片的长度等，在用户开始其切片操作时，ISS能够利用接口对一些文件进行拉流，并且基本上达成了在Nginx基础上的文件缓存策略。

2.3 CDN分级分层部署架构

从下图当中可以看出，CDN传输不仅显示出极大的灵活性以及可拓展性，还可以将满足包括城域网在内的大多数网络运营需求，在兼容当前CDN网络的同时对DVB、OTT等视频业务进行融合。

图3 CDN分级分层部署架构

CDN完全在NGOD标准的基础上进行部署，能够完成与当前市场上大多数的在NGOD基础上的BO以及CDN的对接；同时CDN还可以满足中心节点的集群部署等，确保整个业务不会发生单点故障；CDN还可以在用户需求内容的基础上进行精准的推流，完成对本地储存资源的负载均衡调度策略，而同时针对那些需要利用网络拉流的节目，CDN则使用的是一致性哈希调度策略。

2.4 高效协同的CMS媒资支撑能力

首先表现在能够对视频业务进行多渠道的采集，可以录制直播内容，可以分不同时间段以及按照具体的节目单开展录制功能，可以注入、上报以及删除非实时节目。

其次表现在角色划分、重重审核以及内容编制方面，不仅使内容的制作效率得到有效提升，还使所播放视频内容的安全性得到增强；同时可以接入第三方平台，通过第三方平台的注入来增加视频资源，拓展业务功能，达到平台融合生产的效果。

最后表现在内容发布管理方面，如下图所示，其在此方面有着较强的实时性和精确性，能够自由屏蔽某个时间点内或者视频回放内的内容，并且可以对其进行替换，通过这种形式来确保内容的安全性和规范性。

图4 内容生产管理整体架构

3 平台应用

3.1 平台运行

此平台构建完成后运行状态良好，不仅可以满足指定区域内高清互动机顶盒用户的使用，还可为客户提供定制业务，同时响应政府号召推动智慧乡镇的进行。平台的出现使4K超高清逐渐进入到寻常百姓家，不仅可以为用户带来超高清的画质及良好的互动电视体验，同时也能从侧面推动广电互动产品业务经济效益的提升。

3.2 平台效益

平台建成之后使原有的互动机顶盒客户的相关业务得到延续，为存量机顶盒提供了平台支持，并且从协议规范以及流程对接等不同的方面可以完成与智能超高清终端的完美对接，为后续互动业务的开展提供了大量的基础支持。此系统能够将广电的光纤网络以及互动平台作用发挥到最大，助力相关部门宣传工作以及党建工作的开展，助力应急信息、民生信息等顺利推送，在保证经济效益的同时带来一定的社会效益。

4 结束语

本文围绕IP城域网下构建4K超高清融合媒体服务平台的方法进行了系统平台、技术支持

以及实际应用三方面的分析，可以看出CDN系统有着一定的应用优势，不仅能够使用户在当前环境下尽可能的得到最优质的体验，还可以增强研发企业效益，为后续业务的开展铺路。