海南移动IPTV平台设计与实现

庄海 张颖风

【摘要】据工信部统计，截止2019年2月，中国的IPTV用户已经达到2.67亿，成为中国电视媒体传播的最为重要的渠道之一;同时，IPTV也是三网融合、媒体融合的最为典范的业务典型，因此对于IPTV的管理建设和规范运营成为了当下最为重要的议题。本文依托海南移动IPTV平台的设计与建设，以三网融合政策及IPTV 集成播控总平台相关规范文件为参考，研究IPTV相关技术规范、IPTV二级播控平台的规划建设和实施过程，为其他省市的移动IPTV平台的建设提供参考和范例。

【关键词】IPTV电视;三网融合;技术实现

IPTV是广播电视在新媒体领域的重要延伸，是一种交互式网络电视，它结合了宽带互联网、广播电视网、电信网，利用电信传输网络和传统广电内容的优势，将传统信息资源改造为网络信息资源，为用户提供更好的交互性体验和服务。我国自2010年三网融合试点以来， IPTV建设管理积极适应信息化网络化发展的大势，实现快速发展，取得了积极成效。日前，全国IPTV用户超过2.67亿，IPTV已经成为未来电视发展的主流。因此，在国家三网融合政策的支持和指导下，建设一个架构规范、技术先进、性能可靠、维护方便、扩展性强的播控平台，不仅仅是广电事业在新时代发展中的重要举措，也是广电事业发展的一条新途径。

1. 海南移动IPTV平台概况

2018年5月，在海南三网融合协调工作小组办公室指导下，由海南广播电视台、爱上电视传媒（北京）有限公司和海南移动公司三方合作的海南移动IPTV项目顺利推进。三方协定严格按照国务院三网融合总体要求和国家广电总局关于IPTV建设和管理的相关政策，海南广播电视台负责海南移动IPTV集成播控分平台的建设和管理，负责节目的统一集成和播出监控以及电子节目指南（EPG）、用户端、计费、版权等的管理，所有内容在海南IPTV移动集成播控分平台集成后，经一个接口统一提供给海南移动的IPTV传输系统。爱上电视传媒（北京）有限公司负责全国电视节目内容的提供。海南移动公司负责IPTV节目信号的传输和分发。2018年11月30日，海南移动IPTV业务上线试放号。

2. 海南移动IPTV平台系统架构

海南移动IPTV平台的建设目标是建设一个架构规范、接口规范、流程规范、扩展性强，节目内容可管可控的播控平台。根据三网融合的政策要求，海南IPTV集成播控分平台按照广电总局“统一规劃、统一标准、统一组织”的要求进行建设，采用中央与省级播控平台分级架构，并于海南移动传输平台进行对接，将统一集成管控后的内容下发至海南移动传输平台，是信号和内容的汇聚和控制节点。如图2-1所示，海南移动IPTV平台主要包含：直播信号源系统、信源监看及控制系统、节目集成管理系统、EPG管理系统、用户及计费管理系统。

2.1 直播信号源系统

直播信号源系统整合海南IPTV集成播控分平台所有直播信号并进行集成管理，保障信号、路由有主备机制，符合广电总局62号令关于安全播出的要求。按照接入海南IPTV集成播控分平台的信号来源可分为四类：爱上总平台下发的直播信号、海南本地的直播信号、卫星信号、垫播信号，如图2-2所示。

2.1.1 爱上总平台信源

爱上总平台对直播信号的质量和内容安全进行多层播控把关，通过2条数据专线链路，爱上总平台共下发119路直播频道，其中1路4K频道，28路高清频道，90路标清频道，高清码率为8M，标清码率为2.5M。直播频道内容包括中央台、卫视和自办频道等，是海南IPTV集成播控分平台主要的信号来源。

2.1.2 卫星接收系统

卫星信号主要作为爱上总平台信号的备用信源，是播出安全的重要保障手段。根据需求及卫星加扰的情况，卫星接收系统共接收43路标清频道，接入4台卫星信号编码器，2台主用2台备用。

2.1.3海南本地编码系统

海南本地编码系统主要集成海南本地的卫视频道、地面频道及市县频道，包括海南卫视、三沙卫视、海南经济等7路标清直播频道和6路高清直播频道，以及海口台、三亚台等市县直播频道。海南广播电视台7路标清直播频道和6路高清直播频道均配置主备信源输入、主备编码器，配置成冗余热备份。

2.1.4垫播信源

为确保直播信号的安全播出，海南IPTV集成播控分平台配置2台垫播编码器（1主1备），分别输出2路垫播信号，1路高清1路标清，作为所有直播信号的备份。

爱上总平台下发的直播信号、卫星信号、海南本地的卫视频道、地面频道、市县频道及垫播信号，均接入海南IPTV集成播控分平台进行统一集成播控管理。

2.2 信源监看及控制系统

信源监看及控制系统负责直播信号的监看和播出控制，对直播内容达到可管可控，保障用户观看体验。信源监看及控制系统由多画面监测报警系统和直播信号切换系统组成。

2.2.1 多画面监看系统

多画面监看系统主要对海南IPTV集成播控分平台主要直播信源、播出信号以及机顶盒直播信号进行实时监看监测，在视频出现黑场、马赛克等异常和音频出现丢失、过高或过低等情况下都能够及时发现问题，准确定位，并进行实时的播报。同时，出现故障报警时能自动触发故障录像，也可手动设置任意节目进行录像。

如图2-4所示，多画面监看系统由多画面监看服务器、解码器、显示屏、多画面管理服务器、画面云管理服务器组成。

多画面监看服务器主要功能是配置直播信号并进行码流和视音频监测，支持黑场、静帧、视频丢失、视频解码异常等视频故障监测，音频出现丢失、过高或过低等音频故障监测。支持UDP、HTTP、RTMP、RTP等传输协议，支持TS、FLV等封装格式。

解码器负责将多画面监看服务器配置的直播信号进行解码显示，支持MPEG-2、H.264的高标清视频解码;支持MP2、AAC的音频解码。支持DVI、HDMI输出接口模式。

多画面管理服务器负载对多画面监看服务器进行监看检测、告警和管理，支持对直播频道的任意显示调度和画面位置任意排列、调整大小，提供灵活的画面组合功能，可对屏幕任意分割，支持重点节目实时监测、对普通节目轮巡监测，一个屏幕可以同时显示实时和轮巡的节目画面。同时，多画面管理服务器提供功能强大的报警管理模块，可进行故障循环语音报警、故障的人工确认与忽略、手工暂停监测、故障画面放大显示等功能。

画面云管理服务器负责对监看屏幕的调度管理，可以任意调度网络内直播频道画面至指定屏幕。

2.2.2 直播信号切换系统

直播信号切换系统用于对直播的主、备、垫信号的相互倒换，具有直播信号播出控制功能，对直播内容达到可管可控，保障安全播出。直播信号切换系统具备自动切换或手动切换，支持对单节目切换或整体切换，支持控制面板或通过协议切换。

直播信号切换系统由IP直播切换器、IP直播切换网管及远程控制面板组成。如图2-5所示，IP直播切换器提供主用、备用、垫片三路输入信号和一路输出心信号，可配置为手动切换或自动切换模式。当主输入信号出现故障时，则会切换到正常的备输入信号或垫输入信号进行输出。当主输入信号恢复正常后，直播信号切换系统可通过手动或自动方式切换回主输入信号。每台IP直播切换器支持64路400M主/备/垫输入信号的切换，同时具备IP直播信号断电主输入信号直通功能。

IP直播切换网管界面上可以看到切换器的连接状态、信号源状态及切换状态。通过界面操作具体频道的切换，具备整体切换功能，可以在紧急情况下，将所有故障频道整体切换到备输入信源。一台远程控制面板支持8台IP直播切换器的控制，可对IP直播切换器主/备/垫输入信号的整体切换。

海南移动IPTV平台共有137路播出频道，包括爱上总平台下发的直播信号、海南本地直播信号、卫星信号、垫播信源（高清、标清）。中央台、地方卫视等直播频道，以爱上总平台信号为主输入信号，卫星信号为备输入信号;海南本地信号具有主备信源，分别接入主输入和备输入信号。所有频道的垫输入信号，均配置垫播信源，高清频道配置高清垫播，标清频道配置标清垫播。

直播信号切换系统目前共有6台IP直播切换器，三台主用三台备用。第一组IP直播切换器为高标清的海南本地台和中央台频道，第二组为高标清的卫视频道，第三组为高标清的聚场频道。

2.3 节目集成管理系统（CMS）

节目集成管理系统与爱上总平台CMS对接，实现中央、省分平台的二级架构，与海南移动内容分发系统CDN对接，实现海南IPTV集成播控分平台统一集成和播出控制。节目集成管理系统具备CP/SP管理、分发平台管理、直播频道管理、节目单管理、点播管理、栏目管理、内容包管理、内容多级审核、任务状态日志等功能。

节目集成管理系统为二级管理架构，接收总平台、海南本地节目、第三方内容提供商下发的内容，并进行统一集成、管理、编排等，再分发给海南移动CDN进行播出。

2.4 EPG管理系统

海南移动IPTV平台EPG管理系統采用C/S架构模式，由海南IPTV集成播控分平台统一部署管理，通过C2接口从节目集成管理系统同步内容数据。如图2-9所示，EPG管理系统包括内容展示管理系统、EPG应用服务器、IPTV用户终端安装包APK。

内容展示管理系统负责内容编目上下线管理、栏目编排、推荐位发布、专题专栏制作管理、导航菜单及相关数据管理、IPTV用户终端APK升级管理等，同时具备节目排重、多级审核功能。内容展示管理系统由两台服务器，采取主备模式，保障内容的安全播出。

EPG应用服务器是IPTV用户终端访问接入端，为IPTV用户终端提供视频内容数据访问页面能力，同时也为IPTV用户终端提供用户互动的接口能力，如搜索，相关推荐，收藏，播放历史等。海南移动IPTV平台部署四台EPG应用服务器，并配置负载均衡，保障EPG业务的稳定运行。EPG应用服务器配置正式和预览环境，满足内容运营日常的发布审核工作，提高工作效率。同时还配置一台测试EPG应用服务器，用于EPG功能测试。

2.5 用户及计费管理系统

用户及计费管理系统负责对IPTV用户终端进行认证、鉴权、计费管理，为满足总局对IPTV业务可管可控的要求，海南IPTV集成播控分平台采用双认证、双计费（AAA）方式部署，完成与海南移动IPTV传输平台AAA系统的集成对接。IPTV用户终端开机认证、业务鉴权、产品订购请求均由海南移动IPTV传输平台的AAA系统做第一次认证鉴权计费，再由海南IPTV集成播控分平台的AAA系统做第二次认证鉴权计费。两次认证鉴权计费均通过后，用户才能正常使用业务。过程中有一次失败，用户都不能正常使用业务。

用户及计费管理系统包括前置BOSS、BMS业务运营系统及AAA服务器。前置BOSS对接海南移动BOSS平台，实现用户开销户，用户变更等数据同步;BMS业务运营系统负责用户、产品管理，负责用户订购记录查询及统计;AAA服务器负责为IPTV用户终端提供认证、鉴权、订购等能力接口。

3. 海南移动IPTV平台网络架构及服务器规划

海南IPTV集成播控分平台核心区域安装部署了4台核心交换机、2台防火墙及若干台接入交换机，通过主备链路将各系统及设备接入核心交换机，实现了核心区域的全冗余，从设备到链路确保无单一故障。海南IPTV集成播控分平台从物理上与互联网网络进行隔绝，确保不被来自互联网的攻击及病毒的入侵。同时，通过交换机访问控制策略及防火墙安全防护策略，保障海南IPTV集成播控分平台的安全性。

为确保海南移动IPTV平台更稳定的运行及维护的便利性，海南IPTV集成播控平台部署分两个区域，EPG、AAA等服务能力端服务器部署于海南移动机房，BMS业务运营、内容展示系统等后端管理系统部署于海南电视台机房。

海南移动IPTV平台分为本地信源编码系统、信源监看及控制系统、应用服务器群、外联接入区四个部分，平台拓扑图如图3-1所示

4. 总结

海南移动IPTV播控平台是三网融合试点、推广的重点项目，是全国第一个严格按照国家广电总局“规范对接，坚持推进双计费双认证工作，持续加强对用户及数据的管理，并全面配合总局实现安全监管”要求建设的IPTV播控平台。在“统一规划、统一标准、统一组织”的主导思想指引下，海南广播电视台、海南移动公司和爱上传媒有限公司技术人员密切配合、通力合作，不到6个月时间就已经完成了整个项目从前期规划到最后的测试上线的全部工作，目前平台有137路直播频道，点播节目5万多小时，同时具备娱乐、游戏等应用业务功能，丰富用户的业务选择，提高用户体验。

海南IPTV集成播控分平台在网络和系统的设计上，对重要服务器部署了冗余设备，到爱上总平台及海南移动传输平台均采用双路由策略，保障信号的稳定传输。直播信号的接入有四种信号来源，采取多路信源输入，通过直播信号切换系统输出信号，并具备功能完善的监看监测系统，充分保障了直播信号的播出安全。

通过海南移动IPTV播控平台系统的规划、设计和实现过程，希望给同行提供一些参考和帮助。

参考文献：

[1]黄颖波.广东IPTV播控平台的设计与实现.广东：华南理工大学，2016

[2]陈列勇.佛山广电三网融合高清互动整体传输系统.广东：华南理工大学，2012

作者简介：庄海 毕业于吉林大学，工程硕士学位，现任海南广播电视总台海南网络广播电视台副总经理，广播电视工程师。研究方向：广播电视新媒体方向。