YD∕T 3821-2021 视频业务组播能力开放技术要求 接口和协议(通信).pdf

《YD∕T 3821-2021 视频业务组播能力开放技术要求 接口和协议(通信).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《YD∕T 3821-2021 视频业务组播能力开放技术要求 接口和协议(通信).pdf（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、ICS 33.160.01 M19 YD 中华人民共和国通信行业标准 YD/TXXXX-XXXX 视频业务组播能力开放技术要求 接口和协议 The technical requirement of open capability of multicast for video service interfaces and protocols 报批稿（本稿完成日期：2019 年 11 月）XXXX-XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施 中华人民共和国工业和信息化部 发 布 YD/T XXXXX2018I目 次 前 言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 缩略语.1 4 业务概

2、述.2 5 系统功能.2 5.1 系统架构.3 5.2 系统逻辑接口架构.3 6 接口和协议定义.4 6.1 系统间接口.4 6.1.1 U1/U1接口.4 6.1.2 U2 接口.5 6.1.3 U4 接口.5 6.1.4 C1 接口.5 6.1.5 C4 接口.5 6.2 系统内接口.5 6.2.1 C2/C2接口.5 6.2.2 C3 接口.6 6.2.3 U3 接口.6 6.2.4 M 接口.6 7 业务流程.6 7.1 组播频道信息配置流程.7 7.2 组播代理注册/心跳流程.7 7.3 内容注入流程.8 7.4 播放器终端业务调度流程.8 7.4.1 基于组播管理平台的 HTTP

3、重定向调度模式.8 7.4.2 基于 DNS 查询的调度模式.9 7.5 组播内容请求和播放流程.10 7.6 M-ABR 多码率切换流程.12 7.7 组播服务 QoS 保障流程说明.13 7.7.1 FCC 流程.13 7.7.2 FEC.13 YD/T XXXXX2018II前 言 本标准是视频业务组播能力开放技术要求系列标准之一，该系列标准名称和结构如下：-视频业务组播能力开放技术要求 系统架构；-视频业务组播能力开放技术要求 接口协议；本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准

4、化协会提出并归口。本标准起草单位：中兴通讯股份有限公司、中国电信集团有限公司、华为技术有限公司、中国联合网络通信集团有限公司 本标准主要起草人：黄成、缪川扬、陈淑、陈戈、郑倩、陈步华、郭晋隆、乔治、黄一宏。YD/T XXXXX20181视频业务组播能力开放技术要求 接口和协议 1范围 本标准规定了视频业务组播能力开放系统的功能、接口定义及相关的业务流程。本标准适用于支持码率自适应的视频组播业务。2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T XXXX-XXXX

5、 视频业务组播能力开放技术要求 系统架构 3缩略语 下列缩略语适用于本文件。APP 终端应用 Application AR 增强现实 Argument Reality CDN 内容分发网络 Content Distribution Network DNS 域名系统 Domain Name System DASH 基于 HTTP 的动态自适应流媒体 Dynamic Adaptive Streaming over HTTP FCC 快速频道切换 Fast Channel Change FEC 前向纠错编码 Forward Error Correction FLUTE 单向文件传输协议 File D

6、elivery over Unidirectional Transport HLS 苹果推出的 HTTP 流媒体协议 HTTP Live Streaming HTTP 超文本传输协议 HyperText Transfer Protocol HTTPs 超文本传输安全协议 Hyper Text Transfer Protocol Secure IP 网际协议 Internet Protocol IPTV 互联网电视 Internet Protocol Television M-ABR 组播自适应码率 Multicast Adaptive Bitrate MPD 媒体呈现描述文件 Media Pr

7、esentation Description NORM 面向否定确认的可靠多播 Negative-ACKnowledgement Oriented Reliable Multicast QoS 服务质量 Quality of Service RTP 实时传输协议 Real-time Transport Protocol VR 虚拟现实 Virtual Reality YD/T XXXXX20182 4业务概述 近年来，电信运营商依靠灵活互动的网络和完善的服务体系IPTV业务发展迅猛。在为IPTV业务服务中，建设了广泛覆盖的IP化组播网络，为各类电视直播业务提供业务服务，组播网络的特点是对广播类

8、视频业务可大大节省服务器资源及网络主干的带宽资源。目前各省的组播网络资源仅为IPTV的几十路直播电视节目提供服务，未得以充分的利用。可考虑与OTT进行合作，以组播方式承载OTT直播业务，尤其在热点直播时段，既不降低视频质量、不对网络造成重大冲击，又能保证良好的用户体验。OTT业务在当前的发展中，体现了如下的特点，众所周知，视频业务目前已经占据了整个网络的70%左右的流量，未来视频业务所占比例还将进一步提升。视频业务向超高清视频发展，4K/8K将越来越普及，而VR/AR等业务也将以在线传输为主，同时，网络视频直播业务迅猛发展。视频业务的发展需要高质量的业务保障、低成本的网络资源。尤其对于高码率的

9、视频业务，需要优质的内容分发网络保障、需要接近用户的节点提供服务、需要差异化的独占用户带宽服务，同时还需要考虑成本投入的合理性。所有这些需求，目前OTT是无法实现的，急需与电信运营商在网络资源、网络服务、网络保障方面进行合作。通过将组播的能力开放给直播OTT，有效解决OTT网站视频直播业务的热点直播的不可预知性、瞬时性、无法预测性的流量潮汐效应。以组播形式为OTT提供直播业务，其租用服务的成本远低于CDN及带宽租用成本；可为用户的体验提升，通过与网络上的端到端的配置服务，有效提升播放质量；可承载业务多样，包括多种高码率、高清晰度，VR/AR直播业务。本标准研究在视频业务的环境下，基于开放的组播

10、能力架构所需要支持的接口以及协议的标准化工作，范围包括：a）基于开放的组播能力架构的模块之间的接口以及与外部系统之间的接口，例如组播控制器和组播服务器接口，组播服务器和终端代理的接口等；b）实现接口的流程及协议，如组播码流的创建、管理、发送的流程协议，主索引文件的创建流程协议等；c）定义协议的参数，包括文件分片格式参数，例如HLS/DASH文件格式、索引文件（m3u8等）语法扩展等；d）码率自适应组播传输技术（M-ABR）技术和其他相关技术的参考引用或者可能的扩展。5系统功能 5.1系统架构 图 1 是视频业务组播能力开放系统的整体架构图，整体描述可参考 YD/T XXX视频业务组播能力开放

11、系统架构5.1 章节 YD/T XXXXX20183 图 1 视频组播能力开放系统的整体系统架构图 本标准定义的支持视频组播能力开放系统可以独立于运营商现有的IPTV系统进行部署。OTT业务提供商可以利用组播开放系统将视频业务内容通过组播的方式交付到终端用户。当组播开放系统中不存在播放器终端所请求的视频内容时，播放器终端可以通过系统外网络，如CDN网络，向内容源服务器请求相应的媒体数据。其中终端本身有可能不支持组播协议，因此，利用本系统可通过组播代理模块（组播终端）来代理支持组播播放服务。此外，本标准的各功能模块除了支持常规的组播业务之外，其设计也能够支持基于M-ABR业务的视频组播业务。需要

12、注意的是，在实现过程中，组播管理平台（参考YD/T XXX视频业务组播能力开放技术要求 系统架构5.2.1章节定义）可以进一步由两个独立的逻辑功能组成：组播运维管理功能和组播控制器功能。其中，组播运维管理功能负责对于组播频道的创建，同步和管理等。组播控制器则负责对于组播代理的管理、选择以及负责对用户请求的重定向。组播控制器功能可以通过集中式部署，也可以进行分布式部署。上述其他各网元功能参考YD/T XXX视频业务组播能力开放技术要求 系统架构5.1章节。5.2系统逻辑接口架构 视频业务组播能力开放系统的逻辑功能接口图，如图 2 所示：组播内容数据控制流组播数据流单播数据流部署部署部署组组播播能

13、能力力开开放放系系统统申请创建组播频道SR/BRAS通知组播IP+节目频道信息CR组组播播服服务务器器组组播播代代理理组组播播管管理理平平台台家家庭庭网网关关播播放放设设备备OLT内容注入CDN单播重传内容注入单播重传内容注入直播平台媒体业务请求OTNOTNOTNC1C2C3U2MU3U1U1U4C4YD/T XXXXX20184 图 2 组播能力开放系统的逻辑接口分布 图2主要展示了视频业务组播能力开放系统中所示各个功能模块之间的接口分布示意，具体接口定义详见本标准的第6章节，与各个接口相关的流程可参考本标准的第7章节。其中部分接口为OTT业务通用接口或者系统内部实现接口，不在本标准中定义。

14、6接口和协议定义 6.1系统间接口 下列接口是视频组播能力开放系统和其他系统之间接口定义，包括和内容源（直播平台/源站/CDN）以及和播放器终端之间的接口：6.1.1U1/U1接口 接口名称接口名称：内容注入接口 接口方向：接口方向：组播服务器直播平台/CDN节点 接口协议：接口协议：HTTP 或 FTP 接口功能接口功能：组播服务器从直播平台(U1)或者CDN（U1）引入目标媒体内容码流 6.1.2U2 接口 组播能力开放系统组播能力开放系统直播平台组播代理播放器终端U1C3MC2组播流单播流信令C4U2OTT 业务交互C1图例图例外部网络外部网络U3组播运维平台组播控制器认证/鉴权频道 M

15、AP 内部配置U4组播服务器C2CDN 节点U1内容注入组播管理平台YD/T XXXXX20185接口名称：接口名称：媒体内容请求接口 接口方向：接口方向：播放器终端组播代理 接口协议：接口协议：HTTP/HTTPS 接口功能接口功能：播放器终端向组播代理请求目标媒体内容的媒体呈现描述信息，并通过单播流接收组播代理返回的基于DASH或HLS格式封装的媒体索引文件和/或媒体分片文件。6.1.3U4 接口 接口名称：接口名称：单播媒体文件请求 接口方向：接口方向：组播代理CDN节点 接口协议：接口协议：HTTP/HTTPs，HLS/DASH 接口功能接口功能：当组播服务器无法提供组播服务时，或者系

16、统内无目标组播频道时，组播代理通过该接口向CDN节点获取单播流服务。该接口也可实现FCC流程。6.1.4C1 接口 接口名称：接口名称：组播业务创建请求接口 接口方向：接口方向：组播管理平台直播平台 接口协议：接口协议：HTTP/HTTPS 接口功能接口功能：直播平台向组播管理平台（组播运维系统）发送创建组播业务的请求，以及发送媒体内容相关的元数据，用以创建和配置组播频道MAP。6.1.5C4 接口 接口名称：接口名称：调度接口 接口方向：接口方向：播放器终端组播管理平台（组播控制器）接口协议：接口协议：HTTP/HTTPS 接口功能接口功能：用于播放器终端向组播管理平台（组播控制器）请求，进

17、行的业务重定向指示。注：本接口在作为终端采用HTTP重定向模式（参考7.4.1章节）进行业务调度时使用。除上述接口外，在组播开放业务系统不可用时，组播开放业务系统需要能够使用户终端返回使用原OTT业务处理流程，则下面接口需要使用，但不在本标准中定义：a）OTT业务交互接口：用户终端和OTT源站之间的信息和媒体交互接口。当组播开放系统不可用时，终端设备需要使用该接口重新进行正常的OTT业务处理。该接口的实现采用现有设计。6.2系统内接口 下列接口是视频业务组播能力开放系统内部各服务器设备之间接口的功能定义：6.2.1C2/C2接口 接口名称：接口名称：组播频道信息管理/配置接口 接口方向：接口方

18、向：组播管理平台组播服务器/组播代理 接口协议：接口协议：HTTP POST YD/T XXXXX20186接口功能接口功能：组播管理平台（组播运维系统）向组播服务器发送频道管理请求，请求组播服务器创建新的组播频道，以及修改或者删除主索引频道的命令等。此接口还用于组播管理平台向组播服务器（C2）/组播代理（C2）下发/同步组播频道MAP配置的信息。*此接口也可复用，实现组播管理平台向组播控制器下发/同步组播频道MAP配置的平台内部接口。6.2.2C3 接口 接口名称：接口名称：组播代理登录/注册 or 心跳接口 接口方向：接口方向：组播代理组播管理平台 接口协议：接口协议：HTTP POST

19、接口功能接口功能：组播代理向组播管理平台（组播控制器）发送登录/注册请求，组播代理完成登录/注册之后，该接口可复用成为组播代理和组播管理平台之间的心跳保活接口。6.2.3U3 接口 接口名称：接口名称：单播媒体内容请求接口 接口方向：接口方向：组播代理组播服务器 接口协议：接口协议：HTTP/HTTPS（DASH/HLS）接口功能接口功能：组播代理向组播服务器请求目标媒体内容的媒体呈现描述信息MPD，并通过单播向组播服务器请求目标媒体内容的内容分片。该接口可以实现FCC和单播丢包补偿机制。6.2.4M 接口 接口名称：接口名称：组播媒体流接收接口 接口方向：接口方向：组播代理组播服务器 接口协

20、议：接口协议：IGMP，FLUTE/NORM,RTP 接口功能接口功能：组播代理加入/断开组播组的请求，并接收组播服务器通过组播发送的媒体码流。除上述接口实现之外，下列接口和功能可根据组播管理平台的实现而选择使用，可作为系统内部信息交互，不在本标准中定义：a）鉴权/认证接口：用于组播管理平台内部实现组播代理的鉴权和认证的集中处理；b）组播频道MAP内部配置：用于组播管理平台内部实现组播频道MAP配置的接口，此接口可以复用C2接口的功能。7业务流程 7.1组播频道信息配置流程 YD/T XXXXX20187 图 3 组播频道创建和配置流程 组播频道信息的创建和配置流程如图3所示，其主要步骤包括：

21、a）组播管理平台根据业务需求创建组播频道，并生成组播频道MAP；b）组播管理平台将创建组播频道的请求下发给组播服务器；c）组播服务器根据创建请求生成组播频道，并向组播服务器反馈频道创建的结果；d）组播管理平台将组播频道MAP下发给组播服务器进行配置，组播服务器进行单播转组播的变换，并将组播地址信息进行更新。（*在不同的平台实现方案中，组播管理平台可由组播运维系统将组播频道MAP同步给内部的组播控制器或者平台外的组播代理进行配置。）7.2组播代理注册/心跳流程 组播代理注册/心跳流程，如图4所示：图 4 组播代理注册心跳流程 组播代理注册心跳流程如图 4 所示，其主要步骤包括：a）播放器终端/组

22、播 APP 启动，激活组播代理；组播服务器组播管理平台1，创建组播频道，配置频道信息列表2，创建频道请求3，创建频道响应4，组播频道 MAP 配置*4，组播频道 MAP 同步组播控制器组播运维组播代理组播代理组播管理平台4，合法性及系统容量验证6，注册/登录结果返回3，用户认证/鉴权5，认证/鉴权结果返回7，心跳保活播放器终端1，上电激活2，发起注册/登录组播控制器组播运维YD/T XXXXX20188b）组播代理向组播控制器发起注册/登录请求；c）组播控制器向组播运维平台请求用户认证/鉴权；d）组播运维平台对组播代理以及用户的合法性以及系统的容量做验证；e）组播运维平台向组播控制器返回认证结

23、果，组播缓存本次认证结果；f）组播控制器向组播代理返回注册结果；g）组播代理定期向组播控制器发起心跳机制流程，并附上代理器的性能作为参考数据。组播控制器更新组播代理状态，向组播代理返回心跳响应，并发送最新的组播频道 MAP（如有）。需要注意的是，如果组播代理未能通过登录或者鉴权，则播放器终端原本的单播/组播功能不变。如果组播代理通过验证，则其OTT组播支持功能将开启。7.3内容注入流程 组播服务器进行目标内容引流的流程，如图5所示：图 5 组播服务器引流流程 组播服务器向内容源请求进行内容注入的流程如图 5 所示，其主要步骤包括 a）组播管理平台向组播服务器下发送组播频道配置信息；b）组播服务

24、器根据信息中的内容源 URL 向内容源单播请求媒体索引文件和媒体数据等相关媒体信息；c）内容源返回相关的媒体信息，组播服务器接受单播数据，并进行单播转组播处理，之后将媒体分发至组播网络中。7.4播放器终端业务调度流程 7.4.1基于组播管理平台的 HTTP 重定向调度模式 图6是组播开放系统采用HTTP重定向的方式使得播放器终端通过和组播控制器进行交互后，附着到组播代理上的流程图：组播管理平台组播服务器内容源1，组播频道信息配置2，请求内容数据3，内容数据返回组播流服务YD/T XXXXX20189 图 6 播放器终端采用 HTTP 重定向方式进行业务调度 如图 6 所示，其主要步骤包括：a）

25、播放器终端获取与视频播放内容对应的媒体描述信息的 URL。此前，源站上的内容地址信息已经更新为组播开放系统的业务入口地址；b）播放器终端向组播控制器（组播管理平台）请求与视频内容对应的媒体描述信息；c）组播控制器判断终端请求的播放内容是否存在组播频道（支持组播传输），如果存在组播频道，则将请求重定向到终端对应的组播代理；如果不存在组播频道或者组播频道不可用，则将终端请求重定向至原 OTT 业务处理流程；d）组播控制器返回媒体描述信息请求重定向响应消息，消息中包含终端对应的组播代理的地址信息；e）播放器终端执行后续的请求和播放流程。7.4.2基于 DNS 查询的调度模式 图7是组播开放系统采用D

26、NS查询的调度方式使得播放器终端附着到组播代理上的流程图：组播管理平台组播代理组播控制器3，判断播放内容是否支持组播传输播放器终端2，终端请求播放内容的媒体描述信息4，请求重定向1，终端从直播平台获取播放内容的媒体描述信息 URL5，内容请求和播放YD/T XXXXX201810 图 7 播放器终端 DNS 查询方式进行业务调度 需要提前配置组播代理所在边缘设备（如：家用路由器、ONT、OLT）的组播解析能力，其后如图7 所示，其主要步骤包括：a）播放器终端获取与视频播放内容对应的媒体描述信息的 URL；b）播放器终端发起业务请求，请求消息到达 DNS 服务器；c）边缘设备收到业务请求后，查询

27、 DNS 服务器，解析媒体描述信息 URL 中的域名所映射的组播代理 IP 地址；d）边缘设备向播放器终端返回组播代理 IP 地址；e）播放器重定向业务请求到组播代理，并执行后续的请求和播放流程。7.5组播内容请求和播放流程 播放器终端通过组播代理进行内容请求和播放的流程如图8所示：组播管理平台（DNS）播放器终端2，终端发起业务请求4，返回组播代理 IP 地址1，终端获取播放内容的媒体描述信息 URL组播代理DNS 服务器3，边缘设备通过 DNS 查询，解析业务请求 URL所映射的组播代理 IP 地址。5，内容请求和播放YD/T XXXXX201811 图 8 组播内容请求播放流程 组播内容

28、请求和播放流程如图 8 所示，其主要步骤包括：a）播放器终端获取与视频播放内容对应的媒体描述信息的 URL，并向组播开放系统发起业务附着流程，业务附着的流程参考 7.4 章节的两种模式；b）播放器终端向组播代理请求与视频播放内容对应的媒体描述信息；c）组播代理（组播终端）向组播服务器发送与视频播放内容对应的媒体描述信息请求；如果组播服务器不可用时，可向直播平台/CDN 请求。d）组播代理接收组播服务器返回的媒体描述信息；e）组播代理解析获取媒体描述信息中包含的组播组信息，并将其中的索引文件地址和/或媒体分片地址转换为组播代理的本地地址；f）组播代理向播放器终端返回媒体描述信息；g）组播代理根据

29、所述组播组信息加入指定的组播组；h）组播代理接收组播服务器发送的组播码流，其中封装与媒体描述信息对应的索引文件和/或媒体分片；i）组播代理依据本地址将组播数据包中的索引文件和媒体分片分别导向为本地索引文件和本地组播代理组播服务器直播平台/CDN3，请求媒体描述信息9，组播码流转为单播码流12，单播返回媒体分片返回播放器终端11，判断请求内容是否支持组播2，请求媒体描述信息4，返回媒体描述信息6，返回媒体描述信息10，单播请求媒体分片8，接收组播码流13，请求下一媒体分片7，加入组播组*FCC 流程5.获取媒体描述信息中的组播组信息，转换为本地地址1，终端进行业务附着YD/T XXXXX2018

30、12媒体分片；【注：】由于在实际方案实现过程中存在同步处理的可能，因此上述步骤 59 不一定按顺序执行，例如步骤5，6 可在步骤 8 或 9 后处理。j）播放器终端根据媒体描述信息向组播代理请求媒体分片；k）组播代理判断请求的播放内容是否存在组播频道（支持组播传输），如果存在组播频道，则进入下一步；否则，则启动单播（代理）机制向直播平台/CDN 请求媒体内容分片。；（*如果组播代理支持 FCC 流程，则先启动 FCC 流程，则本步骤可与 FCC 流程合并，具体步骤可参考7.7.1章节内容。）其中需要注意的是，在播放过程中，当组播代理发现播放器终端请求的媒体分片，不能正常的通过接受组播服务器发送

31、的组播数据包时（组播服务器宕机或者组播断流），则其需要向之前请求的媒体描述信息对应的媒体服务器，例如直播媒体服务器/CDN，获取与组播数据包对应的所述媒体索引文件和本地媒体内容文件；l）组播代理通过单播将媒体分片返回给播放器终端；m）播放器终端请求后续的媒体分片。7.6M-ABR 多码率切换流程 当组播能力开放系统支持 M-ARB 业务时，M-ABR 多码率内容切换流程如图 9 所示：图 9 多码率切换流程 M-ABR 多码率切换流程如图 9 所示，其主要步骤包括：a）起始流程参考图 8 所述流程 113 步；组播代理组播服务器组播管理平台6，组播码流分片转为单播码流分片7，单播内容分片返回播

32、放器终端3，判断请求内容是否支持组播2，单播请求新码率内容分片5，接受组播码流8，请求下一分片4，断开当前组播，加入新组播组1，播放器终端获取媒体内容描述信息过程*FCC 流程YD/T XXXXX201813b）播放器终端请求新码率内容；c）组播代理判断新码率是否支持组播（*如支持 FCC，则先启动 FCC 流程，参考 7.7.1章节内容。其中，FCC 中的步骤 4 6 可以和本流程中的步骤 3 5 合并）；d）如果新码率支持组播，则组播代理断开当前组播，重新加入新组播组；如果不支持，否则，则启动单播（代理）机制向源站/CDN 请求媒体内容分片；e）组播代理组播接收新码率码流。组播异常场景的处

33、理参考 7.5 章节步骤 11 相关内容；f）组播代理将组播内容分片转换成为单播内容分片；g）组播代理将单播内容分片返回给播放器终端；h）播放器终端请求后续分片。7.7组播服务 QoS 保障流程说明 7.7.1FCC 流程 对于支持组播的请求，先到组播服务器请求单播，先用单播请求的分片播放，因此组播ABR技术不会增加频道切换时延，相关的FCC流程，如图10所示：图 10 FCC 流程 组播请求 FCC 流程如图 10 所示，其主要步骤包括：a）播放器终端向组播代理请求内容分片；b）启动 FCC 流程：组播代理向组播服务器/源站单播请求媒体分片；c）组播服务器/源站向组播代理返回 FCC 分片，

34、（可同时返回媒体内容描述文件）；d）组播代理（解析返回的媒体内容描述文件所带的组播组地址）判断所选码流是否支持组播；e）如果支持，则组播代理加入组播组；如不支持，则启动单播分片请求机制；f）组播代理获取组播码流；g）组播代理返回请求的 FCC 分片。7.7.2FEC FCC 流程组播代理组播服务器/CDN播放器终端4，判断请求内容是否支持组播1，单播请求内容分片6，接受组播码流2，启动 FCC，请求单播分片3，FCC 分片返回7，内容分片返回5，如支持，则加入组播组YD/T XXXXX201814采用与IPTV组播相同的FEC技术，在单向组播中，利用传输冗余数据的方法，当传输中出现错误，将允许接收器再建数据。与IPTV组播一致：6%的冗余恢复2%的丢包。-