采集/编解码/播放/存储/传输/应用

思华科技:交互电视平台需要开放架构

作者:思华科技    来源:流媒体网   发布时间:2009-10-20 10:34:30

    【流媒体网】摘要:系统开放是实现交互电视产业良性发展的基础,思华科技这篇文章首先介绍了交互电视平台架构的背景情况及存在的问题,进一步阐述了开放架构的必要性,在此基础上从运营商角度提出了开放系统的整体架构和关键接口,随后详细介绍了作为交互平台关键组件的后台管理系统的结构及开放性支持。


    以VOD业务和时移业务为代表的交互电视应用服务打破了传统广播用户被动收看电视节目的时空限制,使用户可以随心所欲控制节目的播放,抛弃了仅仅依靠数字键选择广播频道的收视方式,彻底颠覆了传统的节目消费习惯。
    交互业务的发展,伴随着广电运营商自身体制和广播电视市场环境的变革,必定会带动广电行业服务模式的巨大转变。交互平台的建设是双向业务的一个开端,而交互平台的系统架构决定了后续交互业务的持续健康发展,是大规模商业交互平台的基石。因此交互系统架构的开放、灵活,将非常有利于广电运营商从单一的广播网络运营商,向综合运营商的平滑过渡和发展。思华科技认为:交互领航,架构当先。
    1、开放的架构是交互电视平台持续发展的基础
    1.1 现状和问题
    广电运营商在经历了体制转换及整体平移等大规模改革动作后,正在积极探索着交互电视业务的平台建设和运营模式,并通过交互业务的小范围商用,努力挖掘用户需求,开发针对性的业务和内容,摸索三重播放业务对传统广电业务流程的挑战。
    但是,由于交互电视业务市场培育不足以及产业链成熟度等各种原因,交互电视业务目前在中国尚处于发展初期。如果交互电视业务要规模发展,必须首先打破交互电视端到端系统的封闭性,当前交互平台的不开放、非标准化已经成为影响交互业务规模发展的瓶颈之一。虽然有国外的广电行业标准或国际/国家IPTV标准可以借鉴,但很多广电业系统级提供商出于各种因素,目前并没有遵循或者提供标准化的开放平台,这导致广电运营商在发展交互业务时,存在着以下的问题: 
    由于交互电视平台的不开放和非标准化,使得基于交互电视平台的增值业务开发难度大、速度慢,不利于满足用户需求的各类交互电视增值业务的快速引入,造成同样业务不能在全国范围的不同广电运营商网内进行复制和移植。
    由于交互电视系统的封闭性和非标准化,造成了多家厂商的系统之间不能进行互联互通,同时视频服务、存储等系统资源也无法共享,增加了系统建设成本,业务管理非常不便。
    不同厂商的机顶盒与交互平台之间不能互通,机顶盒需要针对不同的头端厂商和特定项目进行定制化的接入开发,机顶盒生产难以形成规模化效应和竞争态势,而且对于已经发放的机顶盒进行升级带来很多运维成本。 
    平台的建设和业务的开发是一种"垂直型"模型,相关模块紧密结合。不同的业务交互困难,业务融合难度大;业务实现复杂,开发周期长,投资收益低。
    交互电视系统的开放对交互电视业务的规模化发展是一个关键推动力,也是目前制约交互电视业务发展的主要障碍之一。广电运营商已充分认识到发展交互电视业务的战略意义,并已在大力促进产业链的融合。
    目前主流的交互平台架构解决方案,有基于传统广电HFC网络的时代华纳ISA架构和基于IP宽带网络的IPTV标准规范,而尚未成熟应用的下一代交互电视架构NGOD则尝试吸收多种架构的优点。
    基于HFC网络的ISA架构,是传统广电的解决方案,可和原有的网络及业务兼容,视频下传采用HFC广播通道,采用DVB协议,编码格式采用MEPG-2。而IPTV架构,采用IP封装和IP单播/组播技术,编码格式一般为MPEG4或H.264。
    1.2 交互电视的开放性解析
    交互电视的开放性主要体现在系统架构、网络、业务三大方面,从而满足交互电视以开发用户体验为核心和快速推出新业务的需求。 
    架构: 交互电视系统能够集成各种头端设备和终端设备,保证交互电视跨系统、跨网络的实现。通过开放架构实现松耦合、高内聚,满足各类第三方的开发要求。在此基础上,交互电视系统的分布式体系进一步完成支撑交互电视产业链中上下游各种角色独立或合作提供业务的各种运营模式的任务。 
    网络: 交互电视网络规模必须适应网络融合的趋势,支持IP、HFC、无线等多种接入网络,交互电视业务网络使交互电视用户通过不同的终端/网络在不同地点通过不同模式接入网络。同时应具备节点和子网的扩充能力,并在网络容量方面具备传送和交换的扩充能力。
    业务: 交互电视系统符合业务能力随需应变的要求,能够不断增加内部和外部的新业务。同时交互电视系统应该满足业务规模的扩充需求,主要体现在交互电视支持通用的低成本存储和流服务能力的扩充。
    交互电视的开放性还体现在信源和视频处理、业务处理、数据分发等方面。在信源和视频处理方面,交互电视系统需要兼容不同音视频编码方案、音视频汇聚和插入,以及来自不同的提供商的多样化信息来源。而开放的交互电视业务处理包含动态的IPG、业务交互控制、认证计费、内容保护、网络安全的集成。交互电视的业务开发、第三方系统集成、运维以及网络融合的复杂度和成本都会成为综合平衡交互电视体系结构的因素。
    1.3 如何实现开放的架构
    交互电视开放架构首先需要定义标准化的业务流程,统一的业务流程可以使各种平台和终端在具体业务过程中统一行动方式,使用同样的逻辑和时序关系调用接口,最终解决不同多厂商设备不能互通的难题。业务流程的标准化,除了要考虑正常情况下的业务访问流程,还要充分考虑各种异常情况下的处理流程,以提高标准化系统的完整性、可靠性和稳定性。
    要实现真正开放性的交互电视系统,除了定义技术上的规范性要求以外,还要考虑具体的实现步骤和产业链中各个环节的利益分配问题。在商业模式上,确认运营商的定位,形成管理平台供应商、服务平台供应商和终端供应商分离和良性竞争的产业链;在开放策略上,交互电视平台的开放要以业务为导向,由于交互电视业务涉及面很广,包括电视广播、视频点播、电视回看、信息浏览等基础业务以及互动游戏、视频通信等增值业务,应首先完成基础业务的标准化,再逐步进行各类增值业务的标准化。
    当然,要实现交互电视系统的开放,不仅需要制定开放的接口规范,还需要由强势运营商联合体或主管部门牵头,通过商业利益考虑、入网检测的手段,促进交互电视平台和终端提供商自觉地开发标准化的产品。只有营造和谐开放的交互电视产业发展环境,才能真正促进交互电视产品成熟度的提高。
    开放的交互电视业务体系的重点在于开放能帮助运营商完成业务的技术,而不是通过技术约束来规定业务行为。交互电视业务体系的开放性还体现在系统提供的服务是自包含的,具有定义良好的接口,并允许这些服务的“用户”了解如何与其进行交互。从技术角度而言,交互电视的应用程序组件呈现出松耦合的形式,使得交互电视业务在未来能随需应变。

[NextPage]    1.4 开放架构的必要和必然
    交互电视系统架构的开放性是保证交互电视业务体系特征和开放性的基石,具体体现在交互电视系统的灵活性和适应性。良好的系统架构不但能够满足用户自定义特征越来越多的趋势,而且可以将这些细节从系统设计中被逐渐剥离出来,它们与系统其他部分的交互规则在设计时确定。
    在下一代广电业务网络中,开放、融合的业务架构将改变业务提供和业务开发的模式,这种改变可快速提供新业务。开发平台中的业务开发模式,业务的开发应呈现"水平型"结构,业务与下层网络松耦合。
    交互平台的开放架构,为广电运营商带来了巨大益处:
    业务架构的易用性使业务开发周期大大减少,成本降低;符合协议标准的业务,可发布于多种网络环境,具有快速、易用、灵活、动态的业务开发环境;
    通过标准的通讯协议和流媒体协议,使业务间具有良好的集成关系;通过多方参与,降低运营风险; 
    吸引大量的CP/SP,快速扩展新业务,提高运营收入。由于CP/SP具有特定领域的专业知识,可提供海量内容及开发出特色业务,对于业务开发者来说,他们只需了解开放的接口,即可开发出独立于具体网络的业务,迅速扩大市场规模。 
    借鉴电信业务的建设思路,将互联网开发模式引入传统广电领域。
    对于广电运营商,必须在现有网络环境的基础上,充分考虑新技术和新业务带来的影响,合理选择适合广电和国情的交互平台架构。一方面利用现有广播网络的带宽优势,另一方面充分吸收IP QAM技术、千兆以太网技术、流媒体技术等先进技术,实现支持广播业务、VOD业务、时移/回看业务、nPVR业务、广告业务、H.264/AVS高清业务、SDV交换式数字视频业务等多种业务的融合体系架构。
    因此,为了交互电视业务的长期有序发展,迫切需要建立开放的交互电视系统,使不同的交互电视业务平台和终端能够实现互联互通,方便运营商快速引入和部署业务。本文下一章节从运营商角度详细描述了交互电视系统开放的体系架构、关键接口等技术。
    2、典型交互电视平台的系统架构
    2.1 交互平台主要功能模块
    一个典型的交互电视系统的功能架构以及后台管理系统和周边系统的关系如下图所示,由CP/SP提供或通过内容集成系统AIS收录的节目资产,通过AMS资产管理系统馈入BMS业务管理系统,BMS系统将媒体文件注入到视频服务器VOD Server,同时将资产注入到业务应用系统Application,业务应用系统进行节目编排和服务绑定后再发布到互动节目导航系统IPG。用户通过导航界面来选择点播的节目,同时会话资源管理系统SRM 和BMS平台在后台工作以管理网络带宽,并与付费平台配合确定用户帐户的合法性。

 


     AIS(Asset Integration System)内容集成系统
    内容集成系统把各种实时或非实时视音频节目源(包括各种格式和码率的节目)按一定的要求编码或转码,然后输入到业务系统中,从而可以为终端用户提供相关服务。同时,内容制作系统还可以将某些增值业务内容进行处理后引入业务系统中。
    AMS(Asset Management System)媒体资产管理系统
    资产管理系统负责对业务系统中的内容进行管理,按照一定的策略对媒体内容进行增加、删除、移动、查询和编播计划安排;通过与内容制作系统、视频服务系统和BMS系统的接口协调这些系统进行统一协同工作;对媒体内容或增值业务内容进行相关业务统计和报表生成。
    VOD Server视频服务系统
    视频服务系统主要有两个作用,媒体内容的存储和分发,以及为用户提供直接的媒体流服务,用户可以通过遥控器完成对媒体流的播放、暂停、快进、快退等一系列控制操作。
    IPG(Interactive Program Guide)交互门户系统
    IPG系统为用户提供业务服务的入口界面,通过此系统,用户可以完成节目的浏览、节目点播和收看并可以完成一些与用户相关的自服务项目。
    BOSS(Business Operation Support System)业务运营支撑系统
    BOSS 系统是业务的运营支撑系统,通过此系统,运营商可以完成对用户管理,包括开户,认证与授权等;计扣费管理、定价策略管理等。
    STB(Set Top Box )机顶盒
    STB 是放置在用户家中的机顶盒设备,通过与家中的电视机相连接,使用宽带网络和同轴接口,用户可以从运营商系统中获得相关服务。
    2.2 交互平台主要接口
    除了功能明确、科学分工的功能结构,开放架构更体现在开放的接口。不同的功能模块可由不同的系统提供商完成,模块间涉及如下主要接口:
    BOSS <-> BMS
    运营支撑接口,运营支撑系统通过此接口向交互电视业务系统提供用户和订购管理,主要包括基本属性管理和下发、认证和授权,以及业务的定购和变更。本接口可参照ISA架构的CBI规范或采用SOAP协议。
    AMS <-> BMS
    内容采集接口,通过此接口AMS系统将实时或非实时节目一些相关的元数据信息传送给内容管理系统管理。本接口可采用 ADI 接口实现内容元数据的传递。
    BMS <-> VOD Server
    内容注入接口,内容处理系统通过此接口,将各种外部节目源输入到视频服务系统中。本接口可采用Corba协议或Soap协议
    BMS <-> VOD Appliaction
    内容管理与业务系统接口,将内容的元数据下发或同步给业务系统,业务系统进行编排及服务绑定后通过IPG页面展示给用户。接口使用 SOAP 和 XML 协议实现内容元数据的下发和同步。

[NextPage]    STB <-> IPG
    门户与 STB 接口,STB 通过接口获得 VOD 业务导航服务和用户自服务功能。通过IPG提供的入口服务,用户可以完成节目浏览和点播等各项服务。本接口使用 HTTP 协议,通过内嵌在 STB 中的浏览器访问IPG页面。
    STB <-> SRM
    会话请求接口,STB 通过接口可以发送会话请求,并获取SRM分配的资源和流会话信息。本接口使用 SSP协议或者 RTSP 协议。
    SRM <-> VOD Server
    会话资源管理接口,SRM通过接口发送会话请求至视频服务器,同时为视频服务器分配资源信息。本接口使用 Corba协议或者 Soap协议。
    STB <-> VOD Server
    视频播放接口,STB 通过接口可以直接获得视频服务系统提供的节目流服务,并可完成节目的播放状态控制。本接口使用 LSCP协议或者 RTSP 协议。
    3、交互电视后台管理系统功能架构
    在完整的广播电视业务体系中,媒资管理系统AMS和运营支撑系统BOSS分别作为生产系统和业务运营系统,往往由独立的厂商提供产品和客户化服务,为包括广播业务在内的所有业务提供支撑。而IP QAM则是网络设备产品,因此交互平台架构的核心组成为包括BMS、SRM、VOD Appliaction、IPG在内的后台管理系统。
    以开放架构为设计原则,考虑到多业务支持和发展过程中的不确定性,在吸收不同架构优点及现网实际运营经验后,一个完整的后台管理系统(BackOffice)功能架构如下图所示:

 


     BackOffice系统包含以下几个层次的功能模块:
    导航模块IPG:统一交互电视服务门户TV Portal。IPG支持发布服务器运行在Linux平台上,同时可加载Squid等Web Cache代理软件,以提供更多的并发访问支持,避免大量Web发布服务器的堆叠;IPG同时支持采用四层交换机,实现多台Web发布服务器地址的Cluster集群管理功能;IPG的主要功能包括:多业务导航、用户自服务、认证计费网关。
    业务管理模块Application:实现对不同业务的内容组合和业务策略的全局配置及管理;可以同时实现多个业务管理模块Application协同工作,分别管理不同的用户、业务,对IPG Server同时支持节目目录数据的主动推送方式和被动获取方式,提供灵活的业务管理和节目组合策略,满足各类新的交互电视业务开发和部署需要。
    内容管理模块CMS:内容管理系统CMS对AMS系统注入的资产进行管理,并将资产注入到业务系统进行编排和服务绑定,同时将媒体文件注入到视频服务器供用户点播。
    运营管理模块VAS:VAS对用户信息和产品信息进行管理和维护,和第三方用户管理系统SMS/BOSS以及认证计费网关联合工作。VAS系统可借鉴电信运营商对用户数据的管理和技术接口,实现实时扣款、实时授权、用度数据查询等,用户可在互动机顶盒终端上直接购买包月节目包等功能。VAS的主要功能包括:用户管理、产品管理、计费管理、营销管理等。
    报表管理模块Report:提供各种业务、运维、运营等相关报表;报表管理子系统可以对于交互电视运营中所有的系统及运营数据进行统计,并提供出不同的商业报表,包括点播率相关的、节目内容相关的、视频流相关的、用户组和地域相关的等统计报表。
    会话资源管理模块SRM: SRM 提供了复杂的带宽管理能力,以确保在下行网络上视频流能正确地路由和分发, 它持续地监控网络拓扑和流资源的利用,以保证VOD 系统会话的最大可用性,消除视频服务器或服务组(ServiceGroup)间因为带宽不足和MPEG 节目号冲突导致的服务失败。 SRM自动完成VideoServer、IPQAM 与STB 的配对,并对IPQAM 的带宽进行管理。SRM可参考NGOD等开放标准架构,实现内部session、resource等各管理功能的细分,实现内部模块的松耦合运行,支持分布式部署;SRM包括:会话调度系统SM、资源管理系统RM等。
    网络管理系统NMS: 交互电视系统包括大量组件,为保证系统的正常运营,所有的组件均需要网络元素进行监控管理,管理功能包括:配置管理、性能管理、安全管理、故障管理等。NMS可参考MSA管理架构,包括一套完整的系统监控机制,除对物理设备和运行状态、参数进行监控外,对点播核心软件模块也可实现运行状态、参数、性能的监控,为主动运维提供一定的预警能力;
    系统接口:为全交互式数字电视业务管理提供与其他业务系统的统一接口,以对不同前端产品实现有效的统一管理和资源控制,实现平台的开放性要求;接口协议既可支持ISA规范中的CORBA协议,也可以采用诸如SOAP/XML协议等进行优化。模块接口划分可参考NGOD架构下的各功能模块的划分规划,参照现网成功案例的互动业务运行经验,实现内部各模块均为松耦合运行模式,以支持各核心模块的分布式运行,支持百万用户级的并发点播管理。

    综上所述,“业务与承载分离、管理与服务分离”是设计交互平台的首要原则,“集中式管理、分布式服务”使得架构设计更为灵活和具有拓展性,同时结合市场容量需求和网络规划条件进行合适的部署架构设计,可以使交互平台最大程度地服务于交互业务发展。
    交互电视开放架构的建设是一个逐步和长期的过程,需要从标准制订、系统测试、现网验证等多方面进行推进。相信在产业链各方的努力下,通过开放和标准化进程,交互电视能够成为一个良性的、业界普遍认可并遵守的、具有延续性和发展性、具备规模商用化能力的业务平台,并最终为用户带来真正的交互电视新体验。

责任编辑:lmtwadmin
版权声明:凡来源标注有“流媒体网”字样的文章,版权均属流媒体网站,如需转载,请注明出处“流媒体网”。非本站出处的文章为本站转载,观点供业内参考,不代表本站观点。
  • 上一篇采集/编解码/播放/存储/传输/应用: 思华科技:结合实用案例谈交互电视平台架构
  • 相关新闻

    {$Hits}