基于IPTV 的教育信息发布平台的设计和应用

国家广播电视总局七二五台 董健绅

本文分析了广播发射台业务内网覆盖面上的不足以及职工教育、党建业务等方面的视频学习需求和业态信息便捷获取需求，寻求考虑业务内网安全性下的解决方案，结合台站有线电视接收系统升级改造的契机，设计、实施基于IPTV 的教育信息发布平台，并介绍了应用效果。

随着信息化建设地推进，广播发射台值班宿舍、后勤区域已覆盖互联网，能方便地获取信息资讯。但业务内网出于安全考虑，并未覆盖上述区域，业务内网上公告公示、安全教育、党建视频学习等大量的信息不能直达受众。而且值班工作24h 倒班的特点，不便于值班员及时了解台内各方面的业务动态；人员集中时间较少，客观上也给文件传达、岗位培训、安全教育等活动带来一些困难。因此我台借有线电视接收系统升级的契机，对信息发布、岗位培训、安全教育等业务音视频点播需求进行了梳理和分析，结合台内网络部署情况，设计了合适的解决方案，实施了教育信息发布平台。

1 系统设计

1.1 功能设计

功能架构如图1 所示。在用户层支持PC 端浏览器、多媒体终端机顶盒接入，通过HTTP 协议可访问后台管理系统和门户系统，服务层按照功能将应用系统进行划分，包括公告公示、视频点播、岗培学习、电视直播管理及转发等功能模块。数据层是整个平台数据资源的保障。从整体结构上划分，数据资源分基础的结构型资源和非结构型资源两类，对于非结构型资源可以通过基础内容管理平台进行有效的管理维护，从而供终端有效的查询浏览；对于结构型数据可进行有效的分类，具体如授权用户数据、转发节目信息数据等，从而进行有效的管理维护[1]。基础环境层是平台搭建的基础保障，包含了网络、存储、服务器、操作系统以及前端机房建设、安全设备建设等，通过全面的基础环境的搭建，为整个平台的全面建设打下基础。

图1 系统功能架构Fig.1 System functional architecture

系统主要功能特点如下：

（1）作为台站信息发布平台，及时、高效传达台内动态信息。系统采用简单易用的B/S 架构，基于网络平台，可以有效整合台内多媒体资源，实现远程制作、发布、管理和随时更新台内时政、信息。在保证内容播出安全的同时，还能实现台区、丙区用户的高清晰数字电视收看；信息发布不仅支持各类格式的音视频、文字、文档、图片等，还充分融合了各类新闻、公告、滚动字幕、紧急通知、摄像采集、电视信号传输、现场直播等流媒体信息。

（2）丰富台站教育手段，灵活开展岗位培训、警示教育、党建学习。平台设计了在线学习板块，通过上传、存储丰富的视频学习资料，有行业系统内和自台录制的岗位培训视频、安全保卫保密教育视频、党务党建学习视频等，职工足不出户即可方便、灵活点播视频学习，相关点播记录可统计出终端点播学习情况。

（3）配置灵活，便于开展视频直播、点播、转播。平台前端接入台站电视接收系统，使用的设备如卫星电视码流机和编码器支持IP 组网，输出的TS 传输流，打包IP 数据流接入平台，可进行数字电视视频转播、现场视频直播。平台内丰富的电影、娱乐节目等视频资源支持视频点播。

（4）兼容台站电视接收系统，在网内播出数字电视节目。由于发射台高频干扰环境，系统全程数字化传送，抗干扰能力强，保障节目可用度。数字电视节目以多节目传输流MPTS 进行UDP 组播的方式传送，用户终端信号稳定、图像清晰。

（5）具有足够冗余，扩展良好，接入便捷的特点。平台建设充分考虑了扩展性，预留软硬件接口方便扩容；在台站风采、阳光台务、在线学习等各功能模块可自定义增减软件功能模块，按需灵活调整。

1.2 系统构成

系统主要由前端设备、传输网络、转发系统、门户、后台管理系统及终端设备等部分组成。系统框图如图2所示。

图2 系统框图Fig.2 System diagram

前端设备主要有解码、解扰、编码设备，为系统提供直播节目。DVB 码流机接收来自卫星的直播电视节目。码流机直接解调为TS 传输流，支持SPTS（单节目传输流）和MPTS（多节目传输流）两种格式，提供网络出口打包节目为IP 数据流，支持TCP、UDP 单播和UDP组播以及RTP 等传输协议。每台码流机可接收多颗卫星7 个频点的电视节目，可达十多套节目[2]。

音视频输出设备提供CCTV1、3、5、6、8 等加扰频道节目，由卫星电视接收机+解扰卡解决，解调后输出音视频信号到编码器，对音视频信号进行编码打包为IP 数据流。标清编码器将音视频信号进行数字化、H264 编码，输出IP 数据流，并以UDP 组播的方式输出到核心交换机。电视加扰频道经解扰后的音视频信号和台内直播现场音视频进行H264 编码后接入系统，编码器通过预留接口接入直播现场音视频。

传输网络全IP 组网，以太网三层核心千兆交换机划分VLAN 子网，设置访问策略，分别隔离前端和终端设备。接入千兆交换机部署在台区不同楼层和丙区职工宿舍，分别通过光缆或超6 类双绞线连接核心交换机和终端。

转发系统和后台管理系统运行在虚拟机上，通过服务器虚拟技术在裸机上运行VMware vSphere 软件。ESXi服务器虚拟化硬件资源，通过VMware vSphere Client远程创建、管理虚拟机。两台虚拟机分别安装Linux 系统和Windows 系统，运行视频直播转发服务器和系统门户、后台管理系统[3]。Linux 系统构建功能化、模板化后台统一管理。直播转发服务器采用Linux 系统，通过网口接收卫星接收机和标清编码器的数据，并提供流媒体服务，响应终端设备的流媒体请求。

终端设备支持PC 端浏览器、多媒体机顶盒，多媒体机顶盒支持H.264 解码，网络带宽要求低，嵌入式Linux操作系统，操作界面支持Ajax 技术，EPG 展示更友好，操作更方便。机顶盒通过HTTP 协议向直播转发服务器请求流媒体数据，并对音视频数据进行H.264 解码，输出到高清HDMI 接口，通过电视机呈现用户。

1.3 系统实施情况

我台教育信息发布平台前端电视接收有3 副卫星天线、5 台卫星接收码流机、1 台编码器，分别接收中星6A、中星6B、亚7 信号，共53 套数字电视节目，CCTV1、3、5、6、8 台由卫星接收机+解扰卡接收。标清编码器对解扰节目和直播节目转码后输出IP 数据流在系统内直播。传输网络由6 台华为S5700 系列千兆交换机组成，其中2 台增强型交换机作为台区、丙区核心交换机，其他4 台接入交换机，通过光缆接入三层核心交换机，系统共接入了2 个台区138 台机顶盒终端和若干PC 终端。一台物理服务器通过虚拟机安装Windows 系统、Linux 系统分别部署后台管理系统、直播转发系统，4 个千兆网卡分别连接核心交换机前端设备VLAN 和终端设备VLAN，以增强网络可靠性和安全性，如图3 所示。

图3 系统实施情况简图Fig.3 System implementation overview

2 应用效果

系统建成投入使用一年多以来，运行稳定，终端音视频信号清晰，操作简单方便。作为台内音视频、图片、文档等多媒体信息统一发布平台，对公告公示、岗位培训、安全警示教育、党建视频学习等业务进行了有效整合，目标受众使用机顶盒+电视机或者网络终端接收网络IP 数据流，联接专用网络方便地获取工作动态、培训资料、党建课件等信息，直播点播功能可以收看数字电视和点播视频，满足了台内培训视频、安全警示教育及党建视频的点播学习的需求，可方便地发布公告公示信息，促进了阳光台务的开展；可提供岗位培训、教育视频直播、点播，并反馈点播数据进行统计，为灵活开展培训教育活动提供了便利条件，一定程度上解决了因大倒班集中时间少、开展活动存在难度的问题；还兼顾了干部职工业余文化生活的需求，对阳光台务、岗位培训、教育学习及文化生活等各方面有明显的促进作用，如图4所示。

图4 应用效果Fig.4 Application effect

3 结语

教育信息发布平台实施后，有效整合了信息发布、视频点播直播、数字电视等业务，通过专用网络覆盖目标受众，为台内开展阳光台务、警示教育、岗位培训、业余文化等活动提供了便利条件。该方案的成功实施对广播发射台站建设有一定的借鉴意义。