南京广电宽带城域网流媒体平台的建设17408.docx

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1、南京广电电宽带城城域网流流媒体平平台的建建设南京广电电网络有有限责任任公司传传输部 陶黎生生 王伟 张劼提 要要：本文文介绍了了南京广广电宽带带城域网网流媒体体平台的的建设，包包括电视视直播、点点播、DDRM下下载以及及存储、分分发、负负载均衡衡、记费费等一系系列完整整的解决决方案。关键词：网络直直播 网络点点播 DRMM下载 IPP机顶盒盒 流流媒体存存储 负载均均衡 分发策策略随着计算算机网络络、信息息技术的的飞速发发展，互互联网以以其迅捷捷即时、信信息量大大等特点点，成为为人们获获取信息息的重要要途径, 人们们的注意意力已由由传统媒媒体的电电视逐渐渐转移到到第四媒媒体网络上上来。长长期以

2、来来，电视视台节目目所具有有的时效效性强、信信息量大大的特点点已深入入百姓的的生活中中，但它它稍纵即即逝又是是其不可可克服的的一个缺缺点。随随着网络络基础架架构和技技术的发发展，宽宽带网络络将使高高质量的的视频、音音频信息息传送到到千家万万户；电电视媒体体网站视视频、音音频信息息的网上上交互与与检索，促促进电视视媒体信信息的再再利用，最最大程度度地体现现信息的的价值。网网络广播播既有传传统广播播电视灵灵活生动动的表现现形式，又又有互联联网按需需获取的的交互性性，如何何组织、存存储、管管理、发发布信源源，充分分利用电电视台丰丰富的资资源，提提供个性性化的服服务，是是办好电电视媒体体网站的的关键。

3、网网络与电电视互利利互惠、优优势互补补将是当当前电视视与网络络的最佳佳状态。放放眼世界界和未来来，可以以预见：在全球球迈向“信息时时代”的今天天，电视视将与网网络在竞竞争中走走向不断断融合、创创新进而而达到新新的繁荣荣。经过过几年的的技术跟跟踪和实实验，我我们根据据南京宽宽带网的的具体情情况制定定了一套套行之有有效的解解决方案案，并成成功地应应用于实实际，在在此我们们提供我我们的解解决方案案和在实实践中积积累的经经验，与与各位同同行共享享。1 南南京宽带带城域网网现状分分析及流流媒体平平台体系系结构南京京宽带城城域网的的核心交交换机为为4Gbbps，核核心交换换机到边边缘交换换机网络络带宽为为

4、2Gbbps，边边缘交换换机到小小区交换换机网络络带宽为为10000Mbbps，小小区交换换机到楼楼栋交换换机网络络带宽为为1000Mbpps，以以太网FFTTLLAN用用户接入入带宽为为接入为为1.55Mbpps；还还有一大大部分 CabbleMModeem用户户，一个个CMTTS的带带宽为338Mbbps，每每户接入入带宽为为1Mbbps。由由于CaableeModdem的的接入带带宽为共共享式，以以及CaableeModdem的的带宽利利用率只只有400%左右右，所以以在CaableeModdem在在满负荷荷情况下下，用户户的实际际有效接接入带宽宽只有4400KKbpss；而FFTTLL

5、AN接接入的带带宽利用用率为660%，且且为独占占，所以以FTTTLANN的有效效接入带带宽约为为1Mbbps。为为了让这这两种用用户都能能享受尽尽可能高高的视觉觉效果，我我们为CCablleMoodemm和FTTTLAAN用户户分别提提供4000 KKbpss和7550Kbbps的的视频流流。南京流媒媒体平台台采用分分布式体体系结构构，系统统由制作作、存储储、管理理和发布布、负载载均衡、用用户管理理平台构构成。一一个中心心服务服服务器加加上三个个分中心心服务器器，视用用户的发发展逐步步增加分分节点个个数，服服务服务务器间可可实现局局部负载载均衡与与全局负负载均衡衡。中心心设置后后台管理理系统

6、，对对所有的的流媒体体服务器器统一进进行管理理，对所所有的服服务器进进行监控控，及时时发现服服务器中中存在的的问题。所所有关键键的设备备都采用用在线或或非在线线的冗余余保障措措施，以以避免可可能产生生的单点点故障节节点。系系统可提提供对大大容量视视频节目目的管理理，包括括后台节节目库的的管理、分分布点节节目缓存存的管理理和定制制适合视视频点播播服务的的直观的的界面。系系统可集集中录入入、编排排、制作作、管理理和发布布网站信信息（包括网网页内容容、格式、图片等等）和流媒媒体文件件，提高高管理网网站信息息的效率率，减少少连接错错误。以以策略化化的分布布式负载载均衡等等方式，保保证系统统在多用用户、

7、传传输量大大时有较较快的响响应速度度。目前前系统配配备1台台数据库库服务器器，1台台管理服服务器，11台WWWW服务务器，11台DRRM服务务器，11台REEAL服服务器，22台中心心MEDDIA服服务器，11.8TT的在线线存储，33台分中中心MEEDIAA服务器器，分中中心各有有2700G的在在线存储储，222台直播播机，66台制作作机，可可实现440路电电视直播播8路音音频直播播meddia 点播rm点点播DRMM下载认证记记费等功功能。系系统框图图如图11所示。图1 系统图系统中，两两台中心心流媒体体服务器器和三台台边缘流流媒体服服务器均均配置两两块网卡卡，一块块为千兆兆电口网网卡，主

8、主要负责责内部直直播、点点播等媒媒体文件件的分发发，一块块千兆光光口网卡卡，供客客户直播播、点播播媒体文文件。流流媒体服服务器的的操作系系统采用用Winddowss 20003操操作系统统,数据据库服务务器、系系统管理理服务器器、RMM服务器器、WWWW服务务器、DDRM服服务器的的操作系系统采用用REDD HAAT9.0，直播工工作站和和编辑工工作站的的操作系系统采用用Winddowss 20000 Proffesssionnal，直播系系统采用用广播/单播技技术，点点播系统统采用点点播/单单播技术术。2 各各部分功功能2.1 媒体体内容制制作功能能媒体体内容制制作平台台主要负负责节目目格式

9、的的转换,将不同同格式的的视音频频节目压压缩成wwmv、wwma、rrm、rrmvbb的数据据流, 以及DDRM加加密，再再上传到到相应的的流媒体体服务器器上，同同时兼远远程管理理。所以以制作机机放在防防火墙内内，以保保证系统统的安全全。对电视节节目、录录像带以及及软件不不能很好好解码的的DVDD、SVVCD、VVCD蝶蝶片，采采用Osprreayy5000采集,用微软软的Encooderr9实时时编码为为所需码码率的wwmv。对对于文件件格式的的信源，则则采用软软件编码码，通过过选取不不同的滤滤镜等参参数，可可实现较较高质量量的节目目流，缺缺点时编编码时间间长。软软件编码码支持的的输入输输出

10、格式式为：支持持的输入入格式： *.avvi，*.aavs文文件支持各各种编码码格式(Coddec) *.mppg，*.mmpegg，*.mmpv，*.mm1v支持持MPEEG1或或MPEEG2压压缩格式式 *.daatVCDD格式 *.iffo，*.vvod带音音轨、字字幕选择择的DVVD格式式支持的输输出格式式： *.avvi可支持持各种视视频或音音频编码码格式，并并支持002条条音轨 *.waav只输出出声音 *.bmmp输出图图像序列列 *.gddr可作为为其它AAVI编编辑程序序的帧服服务器 *.assf, *.wwmv微软软公司的的WinndowwsMeediaa流媒体体格式 *.

11、rmm, *.rmmvbReealNNetwworkks公司司的ReealMMediia9.0流媒媒体格式式支持的编编辑功能能： 采集视频频信号 编制和控控制任务务流程 记录和恢恢复所有有设置 改变视频频大小，调调整视频频亮度和和对比度度，调整整视频的的锐度和和柔和度度，取消消隔行扫扫描效应应等各种种视频处处理功能能 自由的帧帧率调整整 拼接和切切割文件件 逐帧编辑辑功能 自由选择择视频和和音频编编码器 音频支持持AC33/MPP3/OOGG/WAVV格式作作为输入入 改变音频频音量，并并自动计计算放大大系数 设置音频频与视频频的交织织方式，保保证音视视频同步步 自由选择择输入的的音轨或或声道

12、与与输出的的音轨的的对应关关系 自动检测测并利用用MMXX / PIIII / P44 / AMDD的加速速功能其它功能能： 可以自由由改变帧帧率。 支持各种种DVDD和MPPEG22文件的的直接输输入，并并自动分分析其中中的音轨轨和字幕幕信息，即即使直接接输入VVOD文文件，也也能够分分析和选选择音轨轨和字幕幕。DVVD或MMPEGG2采集集卡的数数据的编编辑和压压缩可以以一步完完成。 支持方便便地制作作双音轨轨的输出出文件，并并可输入入双音轨轨的AVVI文件件，可将将输入的的多音轨轨直接选选择并输输出，或或将输入入的左右右声道转转变成两两条音轨轨输出。 可自动计计算声音音的放大大系数，防防

13、止出现现声音过过小的现现象。 可以为其其它AVVI编辑辑程序提提供帧传传输服务务 可转换生生成ASSF或WWMV流流媒体文文件。 可直接压压缩生成成Reaal或者者Meddia99.0流流媒体文文件。 支持批量量转换。2.2直直播功能能系统统采用OOsprrey2210采采集，用用微软的的Encooderr9实时时编码为为所需码码率的wwmv，通通过管理理系统实实现虚拟拟直播，所所谓的虚虚拟直播播即定义义的某一一直播频频道可定定时调用用某一直直播机的的实时信信号，定定时播放放已存的的文件，实实现按需需重组的的自定义义直播。5台流媒体服务器从中心直播机中拉流，5台流媒体服务器做直播的负载均衡。在

14、直播的同时，每一直播机还兼做录制机，由管理系统为每一直播机下达录制节目单，直播机根据录制节目单定时录制节目，节目单可随时修改，录完的节目可直接上传至指定的媒体服务器中相应的栏目中供点播用，也可上传至指定的编辑机供编辑用，编辑完后再手动传至媒体服务器中相应的栏目中供点播用。由于南京宽带城域网用户接入的特殊性，每一直播流均为400kbps和700kbps，页面上的链接实际均为两个链接，根据系统管理定义的IP段，CM和LAN用户自动链接所需的高低码率流。每一直播都有节目信息。2.3 DRMM数字版版权管理理系统流媒媒体服务务器的并并发数有有限，网网络带宽宽有限，微微软的媒媒体格式式受限，有有些CMM

15、用户的的接入带带宽无法法保证，为为了为用用户提供供更方便便、更灵灵活、更更多格式式的更高高质量的的媒体文文件，如如高带宽宽的avvi，mpeeg-22，rmvvb等在在城域网网中几乎乎无法在在线播放放的媒体体文件，也也为了版版权的保保护，我我们特建建了DRRM服务务器，供供用户下下载点播播用。DDRM采采用私有有密钥，专专用播放放器，此此密钥对对媒体文文件全程程加密，并并可由管管理方随随时更换换密钥，破破密难，保保密性强强，专用用播放器器可播放放现存所所有格式式的媒体体文件，使使用方便便。用户户下载经经过数字字加密的的节目后后，首先先到管理理系统进进行认证证，按次次或按天天购买LLiceens

16、ee后才可可在客户户端播放放。用户户不能通通过更改改系统时时钟的方方法来去去除时间间限制。为为了限制制过多的的下载，每每个用户户一次只只能下载载一个单单线程的的下载。2.4 点播播功能系统统的点播播系统分分别采用用Miccrossoftt（wmmv）和和Reaal（rrm）技技术,点点播内容容分为视视频点播播和精彩彩录播两两大类，视视频点播播主要分分为故事事片、喜喜剧片、伦伦理片、爱爱情片、科科教片、卡卡通片、动动作片、电电视剧、科科幻片、恐恐怖片等等十类。精精彩录播播主要是是将好的的电视节节目录制制下来，作作为虚拟拟的自办办频道，供供用户点点播，包包括：新新闻频道道、电影影频道、电电视剧频频

17、道、体体育频道道、音乐乐频道、少少儿频道道、综艺艺频道、广广告频道道、教育育频道等等九类，每每一频道道分设子子栏目。由由于南京京宽带城城域网用用户接入入的特殊殊性，每每一媒体体文件均均为4000kbbps和和7000kbpps，页页面上的的链接实实际均为为两个链链接，根根据系统统管理定定义的IIP段，CCM和LLAN用用户自动动链接所所需的高高低码率率流。五五台流媒媒体服务务器做点点播的负负载均衡衡。2.5存存储本着着即节约约成本又又能满足足片源日日益增多多的要求求，系统统的中心心流媒体体服务器器在线存存储为DDAS，外外挂2TT SCCSI RAIID5磁磁盘阵列列，并可可级连，供供用户点点

18、播用，保保存近一一个月的的内容；近线存存储采用用4T IDEE RAAID55磁盘阵阵列，供供编辑和和缓存用用，保存存近三个个月的内内容，；离线存存储采用用数据流流磁带机机，作为为永久备备份。边边缘流媒媒体服务务器采用用内置SSCSII RAAID55磁盘阵阵列。2.6分分发及负负载均衡衡系统统的新的的媒体文文件以及及点播较较少的媒媒体文件件均存在在中心磁磁盘阵列列中，对对于新的的媒体文文系统可可设定时时间定时时自动发发布到边边缘流媒媒体服务务器，对对于边缘缘流媒体体服务器器中不存存在但用用户点播播超过110次（可可自定义义）的节节目则自自动分发发至边缘缘流媒体体服务器器。系统统满足880%2

19、0%的分发发策略，即即20%最热门门的片源源存在边边缘流媒媒体服务务器，而而80%次热门门的片源源存在于于中心流流媒体服服务器。由于于每台视视频服务务器支持持3500个并发发数，所所以用户户首先就就近访问问边缘流流媒体服服务器，在在边缘流流媒体服服务器组组中为用用户分配配一个负负载最轻轻、最健健康的视视频服务务器，若若这一组组服务器器均满负负载，则则导入另另一组边边缘流媒媒体服务务器，边边缘流媒媒体服务务器组均均满负载载则导向向中心流流媒体服服务器组组。系统统中任何何一台视视频服务务器出问问题，系系统仍然然可正常常运行，真真正达到到城域网网的要求求。系统统可自定定义均衡衡原则为为带宽、连连接数

20、、CCUP占占用率或或三者的的加权。2.7 管理及及用户认认证计费费包括括内容管管理、直直播录制制管理、虚虚拟直播播管理、用用户管理理、服务务器管理理、CDDN管理理、第三三方管理理、认证证管理、计计费策略略管理、统统计报表表管理等等。本系系统的用用户可以以分为免免费用户户和收费费用户两两大类，对对免费用用户，实实现本地地认证；对收费费用户，利利用统一一的接口口向服务务支撑平平台提供供用户资资料进行行验证。当当客户端端向服务务器进行行点播或或直播或或DRMM认证时时，服务务器把用用户提供供的信息息（如用用户名、密密码），和和数据库库内的已已有用户户信息进进行比较较，若正正确，用用户就通通过了用

21、用户认证证。用户户通过认认证后，服服务器通通知计费费系统进进行计费费、统计计，系统统把收集集到的信信息存储储到数据据库里，供供后期收收费、统统计等。用用户通过过认证后后，服务务器通知知电视直直播服务务器或点点播服务务器把电电视送到到最终用用户，以以进行收收看。用用户通过过WEBB页面的的自服务务系统可可以方便便地充值值、修改改个人信信息及自自己的消消费日志志。系统统可监控控各服务务器的流流量、在在线人数数、CPPU等参参数。可可统计出出每一栏栏目及每每一节目目的点播播次数、费费用、收收视时间间，便于于运营商商调整内内容。2.8 WEEB页面面WEEB页面面充分体体现广电电特色，方方便用户户使用

22、。 WEBB页面为为用户提提供最直直观的视视频节目目的内容容介绍和和分类，让让用户能能够选择择自己喜喜欢的视视频节目目来点播播。包括括客户端端用户认认证、用用户自服服务、节节目搜索索、收视视排行、最最近更新新，视频频点播、电电视直播播、精彩彩录播、DDRM下下载、BBBS等等功能。3 结结论目前南京京广电宽宽带城域域网的流流媒体平平台已投投入运行行，编码码技术在在不断地地发展，相相信更高高压缩比比、更高高质量的的编码技技术不久久将会出出现，随随着人们们收视习习惯的改改变，编编码、接接入技术术的成熟熟，人们们在网上上欣赏视视频日子子不会久久远，流流媒体平平台可以以方便地地投入至至小区，以以IP机机顶盒的的方式收收看。用用户的增增长与技技术的发发展是同同步进行行的，我我们应不不断跟踪踪各种相相关技术术的发展展、应用用、价格格，适时时调整，逐逐步优化化、完善善。陶黎生：t44451sinna.ccom