北京IPTV流播控系统播出安全的设计与实现

　　【摘要】 本文以建设北京IPTV流播控系统项目为例，介绍了北京IPTV播控平台所采用的超高清头端编码子系统、DCM流处理网关子系统、点播流播出子系统、应急切换子系统和智能化监播子系统的需求、设计及实现，满足了IPTV信号的编码、播出、调度、安全访问控制和监播监看的业务需求，同时就安全播出的应急切换逻辑和不同故障场景下的应急机制给出了一套完整的解决思路。

　　【关键字】 超高清 DCM IP應急切换 SOP

　　一.引言

　　北京地区IPTV集成播控平台播出系统已投入运行6年有余，整个技术平台和技术体系经过了长时间的运行、磨合和优化，已逐渐向更高的设计和管理水平迈进。本次系统建设是对于原平台的一次全面的优化和扩容升级。目前，在运营商的大力配合下，北京IPTV现已有超过200万终端用户。通过6年的系统运维经验，结合对现有系统的技术、管理进行总结，设计出了一套契合于北京IPTV业务发展需要的技术支撑体系。本文主要围绕IPTV直播频道各项技术系统的设计与应用进行研讨说明。

　　二.需求分析

　　根据总局召开的关于IPTV建设管理工作会议的精神，北京IPTV的播出安全水平也被提到更高的水平线上。建设一套可管、可控，适应信息化、网络化，满足业务快速发展的IPTV播控平台是对于新政策、新要求、新形势的需要。结合目前行业发展趋势，北京IPTV确定了建设涵盖4K超高清、点播流业务、IP信号调度、智能化监播等亮点和特色的IPTV播控平台体系，本文结合北京IPTV播出平台在直播系统建设的经验，总结出了一套适用于该体系下的广播级安全播出解决方案。

　　1.超高清直播编码系统

　　北京IPTV头端编码系统是支撑高质量的高清、超高清直播节目编码的能力平台，对于4K超高清、高清直播流进行SDI到IP、IP不同协议间的编码和转换，为IPTV平台提供高质量、高可靠的直播信源。本次头端编码可满足单路十路以上信源的编码需求，实现1+1安全播出的备份机制，支持H.265、AVS+等多种编码方式，支持标清、高清之间的上下变换能力，在变换的过程中要保证画质不损失、低延迟，同时具备一定的台标、字幕、图片的在线包装功能。

　　2.完备的应急切换系统

　　在实际播出管理和运维过程中，节目的播出难免不出现异常现象，在保障IPTV安全播出环节中，能够及时发现音视频异态或者网络传输故障，及时对故障进行应急解决、对于可能发生的故障进行提前预警就显得尤为重要。因此，整体系统设计应具备完善的应急方案，做到应急操作快捷和安全;不仅要支持单机主备信源的自动切换，而且可通过后续升级集群架构来实现设备之间的主备安全。

　　3.流处理网关系统

　　随着媒体融合的趋势，北京IPTV越来越多的与外界产生视频流交换、共享的业务需求。作为直播信源、音视频信号汇聚平台，北京IPTV需要与外省市IPTV播控体系、郊区县媒资平台、外场直播信号甚至互联网视频流进行对接。因此，对于视频流的码率，传输协议乃至信息安全方面就要严格的加以控制，保证播出和网络传输的稳定、安全。流处理网关系统可以满足直播信号的传输、调度、分发的业务需求，同时能很好的起到信息安全网关隔离的重要作用。

　　4.点播流播出系统

　　随着北京IPTV轮播频道的新增，以及新增的“4K超清频道”，北京IPTV自办点播流频道包括淘电影、淘影视、淘少儿、大健康、4K超清等各类频道，频道设置门类齐全、涵盖范围广。技术系统要满足十路的高清频道和一套4K频道的播出，同时具备系统管理、编单管理、内容管理、播出管理、以及字幕播出能力。实现无缝与现有内容生产平台、广告发布平台、存储平台集成是本次系统设计的重点。

　　5.智能化安全运维管理系统

　　北京IPTV播控系统环节复杂，信源、网络、设备都可能存在问题，为了保证系统的正常播出秩序，需要对播出信号、传输链路、系统设备等不同环节进行全面的监测，同时提供一套行之有效的协同化运维值班管理工具，满足运维分析和日常值班的智能化呈现，提升运维效率，对保障播出安全必不可少。

　　三.解决方案

　　根据北京IPTV播控平台系统和网络现状进行整体安全播出保障体系的规划和方案设计，我们将整个系统划分为头端编码、应急切换、流处理网关、点播流播出和安全运维监测五个子系统进行分别设计。

　　1.超高清直播编码系统

　　超高清直播编码系统主要包括超高清编码器、SDI光端机、集群管理系统和垫播系统组成。主要负责将台内传送的SDI信号传输到IPTV平台中。主要系统框图如图1。

　　(1)功能需求设计

　　此次直播编码系统可支持主备16路高清SDI+4路超高清输入，配置了两台编码设备，采用1：1备份模式，通过集群管理系统，进行统一管理，对于编码参数、模板灵活配置。利用现有IPTV平台编码资源，设计为主、备、备三路信源播出安全保障机制，同时配有垫播系统，可根据需要进行各频道IP码流的垫播。本次的亮点是可支持4K HDR的编码功能，采用HLG编码模式满足未来北京IPTV超高清直播信源的引入和处理。同时，在头端编码环节，可做到简单的一站式图文包装能力，支持静态、动态台标、文字的任意叠加，配合预览功能所见即所得。

　　(2)非功能需求设计

　　北京IPTV头端信源编码平台采用CPU+GPU软硬件结合的技术对直播信源进行高质量的编码，保证图像质量。通过高密度并行编码技术可实现一入多出的(1080P、720P、576P)信号，满足多屏播放需要。同时系统支持丰富的输入输出流格式，如TS over UDP、TS over HTTP、FLV over HTTP、APPLE HLS和RTMP等。系统设计积极响应国家关于头端信源格式转换的政策，无缝支持AVS+格式接入和H.265的编码算法。

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文章名称： 北京IPTV流播控系统播出安全的设计与实现

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