泰达时移电视系统的设计与实现

陈文亮 翁向明 （天津泰达有线电视网络有限公司 天津300456）

泰达时移电视系统的设计与实现

陈文亮 翁向明 （天津泰达有线电视网络有限公司 天津300456）

分析了时移电视系统结构和原理，重点介绍了时移电视录制和点播工作流程，并提出了实现时移电视系统的两个关键技术。通过系统试运营观察和与国内类似系统比较，提出泰达广电时移电视系统在保证系统先进性的同时，具有良好的开放性和扩展性。

通信与信息系统 时移电视 ADISOCKET

0 引言

众所周知，电视节目的播放是按照时间顺序广播式传输的。从电视服务诞生开始，这种单向被动收看电视的模式一直持续至今。然而现在越来越多的人厌倦这种传统的收看方式，更加推崇交互式、个性化的模式，于是时移电视等新业务便应运而生。

时移电视（Time-Shift TV，TSTV）是指用户在观看数字电视节目时，可以随时进行暂停或后退、快进操作，可以选择观看几天前的电视节目。时移电视彻底颠覆了原有的看电视模式，给观众带来全新的收视体验。这也使得数字电视成为真正的“我的电视”，摆脱了播出时间的束缚。

1 系统结构与原理

1.1 系统结构

一个完整的时移电视系统由广播节目实时编码、节目表单生成及管理、节目分割、节目信息自动生成及预打包、节目实时注入、节目Offering生成、节目Offering获取及管理、时移应用服务等组成。如图1所示：

图1 时移系统架构图

Xport Producer/Recoder允许运营商通过预先得到的输入节目的节目单信息选择所要录制的内容。在Recoder中编排所要收录的节目，并且可以对录制节目的元数据进行修改。

Recoder按照编排的时间分配可用编码器和Slicer资源来录制节目，编码器将实时内容编码通过与Slicer连接的IP输

1.2 原理

出端口输出。Slicer实时接收节目流并且写入本地硬盘。

在节目开始时Slicer使用标准的ADI输出将节目的元数据信息输出到VOD后台系统BMS（泰达网络使用的是Open Stream系统）中。同时Slicer立即开始向Open Stream传送MPEG视频内容。

在节目结束后，Slicer向Openstream发送一个节目元数据的更新，将节目时长和节目校验等信息进行最终的更新。时移应用服务接收到机顶盒的服务请求时，首先确定是哪个时移频道，然后根据接收到机顶盒请求时的时间点确定当前直播节目所对应的点播节目的Offering，最后则依据机顶盒请求时移业务的具体形式反馈机顶盒应答信息。

2 时移电视系统应用实现

时移电视应用以直播节目时间表为基础数据，生成符合节目分割服务相关接口规定的XML格式的直播节目时间表，其中包含频道名称、频道的唯一标识、频道直播节目时间表。这里面需要注意的一点是频道的标识必须具有唯一性，而且要根据运营商DVB系统的实际情况确定。应用所生成的这个XML文件作为直播节目分割服务的时间表，是分割直播节目的依据，由N2bbGuideData服务在规定更新时间点自动更新。

时移电视应用系统生成了XML时间表的同时也把直播节目时间表作了一个镜像拷贝，也就是应用和直播节目分割服务具有相同的直播节目时间表。这个时间表在应用系统内部同时还要与这些节目所生成的Offering建立一一对应的关联。

当应用系统获得了新增的RTI Offering之后，则在其保留的直播节目时间表单补充新增的Offering，未补充之前则统一填充节目未录制。

下面通过时移电视系统的录制流程和点播流程两个主要工作流程对系统的实现进行阐述。

2.1 时移电视录制流程（见图2）

根据预播节目单，由应用服务工具将节目单转换为XML文件；设置Xport，自动从应用服务器中下载节目单的XML文件；Slicer接收XML文件并解析；直播节目进入编码器；编码器将AV节目信号转换为MPEG2 TS流，并通过组播形式将TS流发送到Slicer；Slicer根据解析XML的节目单，按照节目单时间录制节目；Slicer将MPEG文件进行分片，以提高从Slicer到视频服务器的节目上传效率；Slicer将分片后的文件注入到视频服务器；注入的节目存储到B-1服务器的DRAM中，供点播。

图2 时移电视录制过程

2.2 时移电视点播流程（见图3）

由于时移电视是用户对直播节目进行操作，机顶盒在播放直播流的时候只能知道该直播流所属频道，无法判断正在播放什么节目。所以，通过和应用管理接口的通信，机顶盒可以得到正在播放的节目信息，然后和会话资源管理器（SRM）通信建立连接，此后的过程和VOD的点播流程一样。

时移电视应用采用两个独立的服务实现，其中考虑到时移电视必须响应快而且简便，在终端设备机顶盒应引入快捷键，而不是利用嵌入式浏览器解析得到Offering信息。为了实现机顶盒和时移应用之间请求和应答的快速响应，设计了专用协议，机顶盒和应用服务之间采用XML文件方式传递信息。机顶盒向应用服务器发起带有时移频道标识信息的请求时，应用服务器收到请求后立即以XML文件方式反馈信息。机顶盒收到XML文件后则解析得到Offering和Service信息，然后和SRM建立点播请求。

图3 点播流程图

将支持时移的频道信息添加到应用管理接口；用户确定进入PauseTV；机顶盒传递给应用系统当前频道信息；应用系统返回给机顶盒节目号和当前时间；建立会话后的点播流返还给机顶盒并播放。

3 系统关键技术

3.1 基于ADI标准接口进行实时注入

时移电视与普通VOD在实现上的最大区别在于节目的实时注入。目前基于有线电视的时移电视系统的节目实时注入主要是采用IP组播方式。这种方式一般都是通过与视频服务器建立私有通讯协议，对广播节目的IP组播流进行实时接收，同时还要实时处理接收的节目。视频服务器要与后台管理系统、时移应用服务器以及终端设备进行集成应用，才能实现时移电视功能。这种IP组播方式最大的优点是在节目实时注入视频服务器端时，节目的接收比较稳定，但这种方式也存在着一些缺点，主要有：系统存在私有协议，不利于业务扩展；系统集成难度较大，不利于推广；视频服务器负荷较大，影响视频服务器的整体性能。

基于以上的缺点，泰达时移电视系统采用基于ADI标准接口的实时注入方式。ADI主要规定了视频文件格式以及媒资文件类型，包括 Package、Asset、Metadata、Content。传输内容的协议主要为FTP、HTTP、File。我们主要采用FTP协议实现录制节目向视频服务器的注入。

基于ADI标准接口实时注入的优点是：采用FTP Push方式实现时移节目的实时注入，视频服务器只需要被动接收，这样既不会占用视频服务器太多资源，同时又不影响视频服务器处理推流和进行VCR控制的能力，随着时移频道的增加，这个优势还会更明显。依据ADI接口标准实现的时移电视节目注入与VOD节目注入流程基本一致。因为这两个注入流程是在同一个标准平台上实现的，减少了与视频服务器的集成，所以只要是和Open Stream做过集成的视频服务器都可以实现，系统升级或扩容简单方便。

3.2 基于SOCKET通信提高响应速度

时移电视改变了人们的收视习惯，用户看直播电视时也可以进行VCR控制，实现暂停、快进/快退等功能。如何让观众真实的感受到自己在主动观看，而不是被动接收，从直播状态快速切入到时移状态非常重要。大部分的运营商采用启动浏览器方式进入时移业务，这种模式虽然统一了业务入口，但是消耗了机顶盒资源，严重影响切换速度，用户时移点播等待时间长。为了克服这些缺点，我们采用基于Socket直接通信方式实现菜单时移和PauseTV两种时移电视业务，大大缩短了机顶盒发起时移请求到视频服务器中时移节目可以推流的等待时间。

机顶盒开机时向应用系统请求服务配置信息，应用服务器以XML文件的方式通知机顶盒EPG门户站点的IP地址和端口、资源会话管理器（SRM）的IP地址和端口、支持时移电视和nPVR的广播节目Service ID信息、时移电视应用服务器IP地址和端口。

4 结论

天津泰达时移电视系统是在VOD平台上，开创性地利用基于标准的ADI接口实现节目实时注入，且采用基于Socket通信方式实现高性能、可运营的数字电视时移系统范例，最大限度地提高了用户的收看体验。通过系统试运营观察和与国内类似系统比较，泰达广电时移电视系统在保证系统先进性的同时，具有良好的开放性和扩展性。■

2011-05-09