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IPTV设计方案研究

来源：火烈鸟

作者：开心麻花

2025-09-18

IPTV设计方案研究（精选7篇）

IPTV设计方案研究第1篇

IPTV是基于宽带互联网的一项以数字音视频资源为主体,以电视机、计算机等为显示终端的媒体服务,是互联网业务和传统电视业务融合后产生的新业务。IPTV是基于内容管理的、开放的、交互的音视频内容和业务经营系统,由于IP网络上数字化的节目内容播发过程中存在许多安全隐患,使得非法分子可方便地进行节目盗版和扩散,损害了节目制作商和运营商的利益,影响音视频产业的健康发展。因此,保护IPTV媒体内容安全,实施IPTV系统的访问控制和播放控制,是IPTV健康发展的重要保证。

保护IPTV系统的安全和IPTV媒体内容版权的安全,需要建立起一套包括加密、认证和权限管理的安全机制,通过采用媒体内容加密、数字证书认证、颁发用户权利许可证等安全手段,使得只有授权的用户才能消费特定的节目,只有合法的密码设备才能用于IPTV系统,只有允许的节目才能播出,防止非法播放、非法收视和非法传播,使IPTV网络成为一个可以信任的安全社区。数字版权保护(DRM)技术的目的是保护数字内容的版权,它从技术上防止数字内容的非法复制,或者在一定程度上使复制很困难,最终使得用户必须得到授权才能够使用数字内容[1,2,3,4,5]。DRM技术能够实现IPTV音视频节目的版权保护和合法消费。

该文结合IPTV直播业务的安全需求,提出一种有效的DRM应用解决方案,为DRM在IPTV中的应用提供参考。

1 DRM技术

DRM技术就是以一定的计算方法实现对数字内容的保护,包括电子书、视频、音频、图片等数字内容。DRM技术能够有效地保护数字内容的版权,保护数字内容所有者的合法收益,提高数字内容创作者的热情,刺激数字内容的发展。DRM提供了灵活的计费策略和运营方式,能够在数字内容分发的过程中为创作者提供收益,满足用户个性化消费内容的需求,提供了激励消费的手段。DRM技术的出现,使得版权所有者不再耗费大量的时间与精力与客户进行谈判,确定数字媒体内容能够被合法地使用。DRM有效地保护了知识产权,因此能激励各个平台的内容提供商提供更多的内容,无论是因特网、流媒体还是交互式数字电视。

DRM技术的基本原理:使用技术手段对数字产品的分发、传输和使用等各个环节进行控制,使得数字产品只能被授权使用的人按照授权的方式在授权使用的期限内使用。根据实现机理不同,数字版权保护技术主要有两类:一类是数字水印技术,另一类是以数据加密和防拷贝为核心的DRM技术。数字水印技术是在数字内容中嵌入隐蔽的标记,在基本不损害原作品质量的情况下,把著作权相关的信息隐藏在数字内容中,只有通过专用的检测工具才能提取,实现对数字内容的版权保护[6]。但是,目前市场上的数字水印技术在应用方面还不成熟,容易被破坏或破解,而且数字水印方法只能在发现盗版后用于取证或追踪,不能在事前防止盗版。以数据加密和防拷贝为核心的DRM技术是把数字内容进行加密,只有授权用户才能得到解密的密钥,而且密钥是与用户的硬件信息绑定的,加密技术加上硬件绑定技术防止了非法拷贝,这种技术能有效地达到版权保护的目的,当前国内外大部分公司和研究机构的DRM系统都采用这种技术[7]。本文也是基于数据加密和防拷贝为核心的技术提出了DRM系统方案。

2 IPTV DRM系统方案设计

IPTV DRM系统主要是使用加密技术来确保数字媒体信息在整个传输链中可控制方面的安全问题。IPTV DRM系统应满足IPTV中的媒体内容安全需求、传输安全需求、存储与使用安全需求、服务端系统安全需求、终端系统安全需求、服务端与终端之间的身份认证需求等。

本文提出的IPTV DRM系统方案整体框架如图1所示,灰色框图部分为DRM的主要安全功能模块。DRM系统通过对数字内容进行加密实现对数字内容的保护,同时采用多层密钥的加密方式,并引入了完善的密钥管理措施;为了传输安全,服务端与客户端之间要进行双向认证;为了适应灵活的商业策略,DRM还应需对客户端进行授权。因此,IPTV DRM系统主要包括加解密系统、密钥管理系统、授权管理系统、身份认证系统四个主要功能模块。

IPTV DRM系统的业务流程如图2所示。在直播系统中,媒体数据以TS流的形式传播,TS是活动图像专家组在制定MPEG-2系统标准时定义的复用一个或多个音频、视频和数据元素流的方法,TS流采用固定长度的包结构,具有较强的抵抗传输误码的能力[8,9]。下面对IPTV DRM系统中的加解密系统、密钥管理系统、身份认证系统、授权管理系统四个功能模块进行详细介绍。

2.1 加解密系统

加解密系统的目的是对节目内容进行加密保护,并保证合法用户在终端可以正常解密收看节目[10]。加解密技术包括对称加密技术和非对称加密技术。对称加密算法使用起来简单快捷,密钥较短,且破译困难。目前,使用比较普遍的主要对称加密算法多为国外算法,包括DES,3DES,IDEA,AES等。与对称加密算法不同,非对称加密算法需要两个密钥:公开密钥和私有密钥。公开密钥与私有密钥是一对,用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密。非对称加密算法的保密性比较好,但加解密速度慢,不适于对数据量较大的文件进行加密而只适用于对少量数据进行加密。目前,在数字电视领域使用比较普遍的非对称加密算法为RSA,其应用已非常成熟,在市场上有其各类产品,此外还可以采用ECC加密算法。

在本方案中,加解密系统采用四层密钥体系,其中一层非对称密钥和三层对称密钥,非对称密钥为用户ECC公私密钥对、服务端ECC公私密钥对(其中服务端ECC公私密钥对只用于身份认证的签名/验证,对称密钥分别为个人密钥PK(Personal Key)、业务密钥SK(Service Key)、内容密钥CK(Contend Key)。采用四层密钥体系的原因是为了更好地服务于IPTV直播业务,用户ECC私钥绑定了用户硬件信息,个人密钥与用户信息捆绑,业务密钥则对应于节目信息(如一个节目或节目段),内容密钥对应于TS包。如图2所示,在前端服务系统,用户ECC公钥加密个人密钥PK,个人密钥加密业务密钥SK,PK密文与SK密文均以权利对象的方式发送给用户终端;业务密钥SK加密内容密钥CK,内容密钥CK用于音视频内容的加扰,CK密文与TS流复用后通过组播的形式发送到用户终端。用户终端系统首先解析权利对象获取PK密文与SK密文并储存,采用与服务前端系统对应的解密过程获取SK明文,其中PK的解密使用用户ECC私钥;然后对TS流组播数据进行解析,获取音视频内容密文流与CK密文流,采用SK解密CK,再通过CK对音视频内容进行解扰,最后对音视频内容进行解码播放。

2.2 密钥管理系统

密钥管理系统是DRM系统的重要组成部分,它负责生成、分发和管理DRM系统使用的各种密钥,同时密钥管理系统维护节目(或节目分段)与内容密钥的映射关系,并为节目的加密提供内容密钥。密钥管理系统不直接与用户终端系统交互,前端通过授权管理系统发送权利对象为用户发布密钥。为支持IPTV直播业务对密钥使用的特殊限制,密钥管理系统将根据权利对象确定业务密钥的有效使用时间,并将有效使用时间附在权利对象中。

非对称密钥也由密钥管理系统生成,包括用户ECC公私钥对和服务端ECC公私钥对。服务端ECC私钥保存于前端服务系统,用户ECC私钥与硬件信息绑定(如储存于智能卡中),用户ECC私钥使用离线方式分发,即用户到运营商处注册获取。ECC公钥则通过认证系统的CA中心以数字证书的方式发送给对方,用户与服务端均发送自己的公钥至CA中心,由CA中心生成数字发送给对方。

2.3 身份认证系统

IPTV系统中的身份认证是指运营商(前端服务系统)和用户(终端系统)相互确认身份的过程,即如何保证他们的物理身份与数字身份相对应。身份认证体系主要包括Kerberos及PKI(公钥基础设施)两种主要的标准。Kerberos协议主要用于计算机网络的身份鉴别,其特点是用户只需输入一次身份验证信息就可以凭借此验证获得的票据访问多个服务。由于在每个客户端和服务端之间建立了共享密钥,使得该协议具有相当的安全性。PKI是通过使用公开密钥技术和数字证书来确保系统信息安全并负责验证数字证书持有者身份的一种体系。

本文的IPTV DRM方案采用PKI数字证书来实现身份认证。PKI采用各参与方都信任一个同一认证中心CA,由该CA来核对和验证各参与方身份的身份这种信任机制。通过公钥基础设施PKI,交易双方共同信任签发其数字证书的认证中心CA。遵循PKI基础设施的方法来获得安全的好处有很多。单个应用程序随时可以从基础设施得到安全服务,增强并简化了登录过程,对终端用户透明,在整个环境中提供全面的安全。实施PKI公开密钥基础设施的商业驱动包括了节省费用、互操作性、简化管理,真正安全的可能性。

PKI的数字证书通过“数字签名”保证证书不被冒仿,所谓“数字签名”就是通过某种密码运算生成一系列符号及代码组成电子密码进行签名,来代替书写签名或印章,对于这种电子式的签名还可进行技术验证,其验证的准确度是一般手工签名和图章的验证而无法比拟的。“数字签名”是目前电子商务、电子政务中应用最普遍、技术最成熟的、可操作性最强的一种电子签名方法。它采用了规范化的程序和科学化的方法,用于鉴定签名人的身份以及对一项电子数据内容的认可。它还能验证出文件的原文在传输过程中有无变动,确保传输电子文件的完整性、真实性和不可抵赖性。本系统中的数字证书采用X.509国际标准的证书格式,以便实现多PKI运行系统的证书兼容。

在IPTV DRM中,前端服务系统与用户终端系统分别将自己的ECC公钥发送给CA中心,由CA中心生成数字证书。初始化时,服务端系统和用户终端分别向CA证书中心申请对方的公钥证书,并存储在各自的系统中,用于后续交互信息的验证。在身份认证过程中,首先由用户向服务端提出节目申请,并使用用户ECC私钥进行签名,然后服务端使用用户ECC公钥进行验证;服务端在下发权利对象前使用服务端ECC私钥进行签名,在用户端使用服务端的ECC公钥进行验证。

2.4 授权管理系统

授权指利用数字权利表示语言指定给予用户的许可,以及可以行使这些许可的条件与义务。数字权利管理包含复杂的内容,从法律约束到电子商务模型和可用性。数字权利授权语言准确定义和描述了谁拥有何种数字信息产品的什么权限、按照何种协议和交易方式将哪些权限在什么范围授予给谁。这些信息必须用标准的、开放的、计算机可识别的方式描述和标记,DRM系统才可能自动进行相应的记录、识别、解析和解释,并据此进行权限控制。数字权限授权语言目前有不少的国际标准,如XrML及ODRL。

IPTV DRM中的授权管理包括权限管理和权限交付。权限管理通过定义权限,并将其同特定的内容部分相关联。权限交付对许可请求进行处理,对通过身份认证后的客户端用户进行相关权限审查,根据审查的结果进行授权交付或拒绝授权,授权交付生成相关许可信息并向用户交付许可。同时,授权管理系统需要对所有用户的权限进行管理与保护,负责按照用户注册、订购或权利申请信息产生相应的密钥和权利信息,然后组成权利对象,并进行加密及签名发送给用户终端。

3 结语

本文采用软件的方式对IPTV DRM解决方案进行了实验验证,搭建了试验演示系统,其中信源采用AVS编码,内容加密及对称密钥加密采用3DES加密算法,非对称加密以及签名/验证采用ECC加密算法。试验系统运行良好,充分验证了该方案的可行性。但从安全的角度出发,只有使用硬件的方式来实现才能最大可能的保证安全。

随着信息技术和通信技术的不断进步,互联网和宽带通信网得到极大的发展,IPTV的市场潜力巨大。而有效的DRM应用解决方案是加速IPTV发展的前提条件。文章首先介绍了DRM的基本原理,然后结合IPTV直播系统的业务需求提出了IPTV DRM应用解决方案,相信本文的研究工作对DRM技术在IPTV中的应用有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]王美华,范科峰,王占武.IPTV中的数字版权管理方案研究[J].中国有线电视,2006(8):754-757.

[2]张志彬,崔晓斐.IPTV内容安全关键技术分析[J].深圳信息职业技术学院学报,2007,5(2):36-40.

[3]马晋,周安民,吴少华,等.基于DRM技术的IPTV版权保护模型研究[J].微计算机信息,2007,23(24):34-36.

[4]陈宏.IPTV的数字版权技术(DRM)(上篇)[J].信息通信,2006(1):15-16.

[5]陈宏,叶凡.IPTV的数字版权技术(DRM)(下篇)[J].信息通信,2006(2):14-16.

[6]Mandal P,Thakral A,Verma S.Watermark-based DigitalRights Management[A].IEEE Information Technology:Coding and Computing,2005.ITCC2005.International Con-ference on[C].2005,1:74-78.

[7]Yusei Nishimoto,Akitsugu Baba,Tatsuya Kurioka,et al.ADigital Rights Management System for Digital BroadcastingBased on Home Servers[J].IEEE Trans.on Broadcasting,2006,52(2):167-172.

[8]李二健.在IPTV平台上集成有条件接收系统的研究[J].现代电子技术,2006,29(24):4-7.

[9]吴鑫焱,周玉洁.OMA协议下的TS节目DRM解决方案[J].信息安全与通信保密,2006(12):115-117.

IPTV商用网络组网方案研究第2篇

IPTV的中文名称网络电视, 通过电视和微机 ( PC) 作为终端, 从而使用网络的基础设施, 并通过互联网通信协议来传输电视节目的数字多媒体的技术。可以使用计算机+ 电视或者机顶盒+电视这两个方法获得IPTV服务。IPTV 通过IP提供包括视频点播和广播及游戏在内的多媒体服务。它通过视频压缩技术, 可以使视频传输宽带达到或接近高清效果。“互动性”和“按需观看”是 IPTV的最大优势。IPTV现在支持直播电视、时移电视以及视频点播业务[1]。

PTV系统不仅遵循IP网络协议, 还可以统一集中的系统管理平台, 真正实现各应用系统之间的无缝结合, 具有良好的扩展性、灵活性和可靠性, 有着极为广泛的应用前景。

二、IPTV商用组网研究

2.1 IPTV系统总体结构。IPTV系统结构主要由管理支撑层、业务运营层、承载网络层和用户终端层四个组成部分, 同时与内容运营平台有相应的通信接口。其中业务运营层、承载网络层、用户终端层后三层由电信运营商负责建设和运营。管理支撑层为IPTV系统提供管理支撑服务, 主要负责IPTV系统中的业务管理、数字版权管理和运营维护支撑等内容。其中由于数字版权管理尚未形成国家标准或行业标准, 这一部分内容暂时缓建。此外, 管理支撑层还负责与内容运营平台的接口。按照当前的政策和法规的要求, IPTV内容运营平台主要是广电运营商进行建设和管理。

2.2业务运营平台组网方式分析

2.2.1内容运营平台。内容运营是IPTV系统中非常重要的环节, IPTV内容运营平台主要分为两级:全国内容运营中心、省级内容运营平台。全国内容运营中心主要是由国家级的内容运营平台接入, 省级内容运营平台则由省级内容运营平台接入。这种分层的架构可以使得平台管理简单、内容资源易于共享, 从整体上为IPTV系统构建资源丰富的内容平台, 并吸引更多的用户使用, 进而增加市场份额。

全国内容集成和业务支撑由全国内容运营中心负责。全国内容运营中心具有内容集成的管理权限, 可对内容供应商进行内容导入、审核和整合, 并进行统一划归的管理。而省级内容运营平台主要负责承接由上级分发的各类内容, 同时负责省级内容运营管理、数字业务版权管理及其他相关的业务。

2.2.2业务运营平台组网。业务运营平台一般由运营商如中国电信、中国移动等负责建设, 建设完成后并由其实际运营, 主要业务包括内容提供、用户的认证、计费和收费支持。同样, 业务运营平台也分为全国业务运营中心和省级业务运营平台两级组成。其中全国业务运营中心主要负责不同省份间业务的结算和全国性内容的接入。而省级业务运营平台主要包括视频内容发布、业务管理、EPG服务和运维支撑四个主要功能, 并同时提供机顶盒来进行业务扩展[2]。

2.2.3 IPTV业务对承载网性能要求。建议承载层网络骨干、城域部分支持相关功能, 如快速路由收敛和MPLS快速重路由, 这样可以缩短网络故障的恢复时间。目前关于这些功能的支持能力还需要进一步提高, 不能完全满足相应的承载能力, 因此主要通过合理的网络规划和设计来缩短网络故障恢复时间。目前来看, 故障切换时间应该少于50ms。

承载层网络必须具备QOS能力, 满足IPTV各种业务对网络性能参数的要求, 如带宽、时延、抖动等。此外, 还应提供业务的QOS保障。根据我国相关标准, 一个标清的视频业务流在经过编码压缩后其传输速率应可达到2Mbit/s;如果是高清视频业务流, 则编码压缩后的传输速度应可达到6Mbit/s。因此, 考虑到当前我国网络建设的现状以及视频传输、协议封装网络开销和信令传输需要, 一般带宽应达到2.8Mbit/s以上。承载网的服务质量好坏最终决定了IPTV业务能否开展成功。

三、结论

IPTV是通信技术的最新发展, 对改善人们的生活质量有着非常重要的意义。利用行之有效的信息技术, 构建高质量的、面向全国的IPTV系统, 是每个技术工作者的历史使命, 也是我国经济技术发展的必然需要。

参考文献

[1]郭娟.中国IPTV现状研究[N].人民网, 2011.

IPTV设计方案研究第3篇

IPTV是指电视台采用互联网技术通过宽带信息网络向家庭用户提供包括数字电视及其它信息服务的双向化服务。太原市2011年12月31日被国务院列入三网融合试点以来,由山西广播电视台和联通山西分公司合作开展的IPTV业务已在太原市地区发展实验性用户40万余户。

由于在IPTV建设发展过程中往往受到利益的驱使,会导致出现很多低俗化节目、违规广告等,这些将会直接影响到广大的受众收听收看健康、合法的广播电视节目。随着广播电视数字化进程和视听新媒体业务的蓬勃发展,IPTV等视听新媒体节目的监测监管工作已经成为维护国家安全和社会稳定,推进文化改革发展和提高文化软实力的重要一环,更是广播电视深化改革、加快发展、确保舆论导向正确和文化安全的重要保障。

2建设目标

省级IPTV监管平台最终的建设目标是以数字视频处理、海量存储、数据库、智能分析、云计算、计算机网络通信等一系列高新技术为手段,通过统一的规划设计,分步建设成为一个高集成度、系统运行安全可靠、能够完全满足“全程全网、可管可控”要求的IPTV监管平台[1],深入贯彻“事前防范、事中阻断、事后追溯”监督监管原则,从而有效地防止非法篡改、阻断节目插播等功能。

在我局建立IPTV省中心监管平台,分别在山西电视台IPTV节目集成播控平台、中国联通山西分公司内容传输分发监管前端以及山西太原市用户终端等关键环节安放和部署数据采集和监测系统,能够及时、准确地掌握IPTV节目的播出情况,能够统计各种广播电视节目的详细播出参数,了解省内外视听节目播出相关的信息,实现对全省IPTV全程、全网、全业务、全方位的监督管理,保证广播电视信息安全,确保党和国家舆论和宣传导向正确,保障人民群众的收视权益。

3 IPTV监管平台技术设计与方案

3.1整体架构

山西省级IPTV监管平台是属于全国IPTV监管平台的一分子。该平台采用基于对IPTV的EPG菜单和视频节目内容识别的方法,通过分析、处理从省级集成播控平台、联通传输分发节点和用户终端[2]等各个分节点的采集检验设备传送回来的EPG菜单和节目内容等相关数据,实现对IPTV系统的安全播出监管。

山西省级IPTV监管平台主要由五大部分组成,分别是:省级中心监管系统、省级播控监管前端、传输分发监管前端、用户终端监管前端、传输网络系统。山西省级IPTV监管平台整体架构如图1所示,各个部分的主要功能介绍如下:

1)省级中心监管系统:实现实时监看直播节目、选择监看点播节目、存储及查询历史节目、违规节目审核报警等功能。

2)省级播控监管前端:通过在省级播控平台的监管前端(第二级监管前端),实现采集和接收面向全省范围内播出的IPTV节目的内容码流、EPG信息以及运行数据。

3)传输分发监管前端:通过在运营商传输分发边缘节点上设立采集平台(第五级监管前端),采集回传和处理节目内容码流、EPG信息、节目信息以及运行数据等。

4)用户终端监管前端:通过在用户终端设立采集平台(第六级监管前端),实现对EPG的解析,抽查监看并回传所传送的IPTV节目。

5)传输网络系统:实现将省级播控监管前端、传输分发监管前端、用户终端监管前端所采集的数据准确汇聚回省级中心监管系统。

3.2信息采集

1)EPG获取:经EPG接入点登录,监管前端通过深度优先/广度优先的算法实现EPG信息的采集,同时也可以通过节目地址实现直接引流,实现对IPTV频道的在线监测以及压缩存储等诸多功能。

2)直播码流与点播码流的采集:结合目前我省IPTV直播频道码流分发[3]的现状,分别在IPTV传输分发监管的前端设置直播服务器、高清码流采集服务器、轮巡服务器,应用组播技术获取直播频道码流,并通过专网实时传送回省级中心监管平台。通过EPG节目采集库或者通过解析静态配置文件得到所有的直播频道地址。

点播码流的采集同EPG获取类似,通过节目地址实现点播码流的采集。

3)运营信息采集:运营信息包涵点播节目变更情况,用户发展情况,用户行为统计以及热点节目统计等。用户行为监测模块通过对接省级播控平台的用户日志接口,解析获取的日志文件,从中可得到内容订购数据、产品订购数据、机顶盒在线数据以及其它相关浏览数据;通过与省级BOSS系统对接,可以实现各自区域用户行为数据的共享。

4)播出质量信息采集:能够快速准确地监测IPTV直播、马赛克、静场、黑屏、视频断流、亮度异常、色彩丢失等常见故障,同时管理员可以依据生成的视频质量报告对视频检测任务的配置和相关的参数门限做适当的调整以适应实际工作的需要。

5)节目变更信息采集:在运维系统定义相关的接口实现将节目的变更通过文件或者信息的形式告知监管前端,其中包含上下线信息等。

3.3数据分析及功能实现

1)EPG分析和管理:省级IPTV监管平台自动采集来自省级播控监管前端和用户终端(IPTV机顶盒)监管前端的EPG信息,汇总构成IPTV监管平台的EPG信息库。将二级监管前端的的EPG信息和终端监管前端的EPG信息进行逐条比对,从而发现非法频道。在EPG比对中发现的非法频道,系统会自动报警,提示管理员进行及时处理,处理的最终结果将被录入EPG审核数据库保存备查。图2为EPG核查工作方框图。

2)违规检测:违规检测功能模块将针对所有IPTV违规事件,不仅包含EPG信息违规,也包含音视频节目内容违规,根据不同的违规事件,应选取相对应的检测技术:EPG信息检测技术和音视频分析技术。

EPG信息检测按照使用范围分为直播检测和点播检测。其主要工作原理是:对收到的EPG信息进行变更比对以及隐藏频道的检测,当发现增量信息或者是隐藏频道会触发疑似告警;下一步按照关键字、节目单、审批数据库、违规节目库等检测条件,将本级EPG信息与上级EPG信息进行比对,进而定位违规节点;检查核对完毕后对违规事件进行取证,对违规内容进行取证;提交上报,由管理人员进行合法性审核;将审核结果、违规节目、违规关键字分别导入对应的数据库;导出下线节目表并通知违规发生节点。

针对违规内容的检测主要依靠音视频分析技术对各级监管前端节目码流进行比对,系统使用镜头分离、数字水印、场景分割等技术手段对节目内容进行预处理,将预处理后的数据与其它前端节目码流进行比对,发现异常即触发报警,上报疑似违规告警,交由审核人员进行取证审核。

3)违规取证:违规取证功能模块:针对省级IPTV播控监管前端、联通传输分发监管前端(核心节点、汇聚节点、边缘节点)以及用户终端监管前端三级监管前端发现的所有违规事件进行下载取证,由省级IPTV中心监管平台对违规取证资源进行科学合理地统一调度,并对所有出现的违规信息汇总整理,并在第一时间告知发生违规事件的节点。

针对违规检测模块识别出的来的违规事件,违规取证模块将会依据不同的违规类型,选择不同的违规取证方式,常见得类型如下:EPG节目违规、EPG一致性违规、隐藏频道、违规内容、直播节目内容篡改和点播节目内容篡改等,只有这样才能做到监管处理有据可信,有据可依。

违规节目检索功能:依照IPTV业务需求,系统实现对违规事件多个维度,包括违规类型、违规事件涉及的节目、违规事件的时间等等信息进行检索。

4)IPTV频道扫描:省级IPTV监管平台会依据设定的扫描周期对IPTV终端机顶盒内的直播频道列表进行扫描,从而检查是否有与EPG中直播频道列表不一致的频道存在,这些不一致的频道会自动列入隐藏频道审核流程,最终,经过管理员对隐藏频道的进一步核查,确定隐藏频道是否合法。

5)点播节目合法性鉴别:针对点播节目,系统自建违规节目信息数据库,能实现对各级监测前端所采集的IPTV点播节目进行合法性鉴别,及时发现违规节目并触发报警,系统依照需求自动归类,对所有的违规节目存储备案,从而实现对违规节目信息数据库的智能更新。

6)审批信息管理与核查:违规检测系统检测到违规频道后,会进入两级审核制流程,即上报违规告警并向一级审核发疑似违规报警报告待查,一级审核通过比对EPG信息与节目实际播出内容,对违规行为进行主观判定,分析违规事件的原因,并进行分类、取证形成报告提交二级审核进行复核;二级审核依据一级审核报送的违规事件报告,对违规事件进一步复核审查,复核确认后,系统会将该违规事件通知播控平台,并要求其进行节目下线操作。

7)传统媒体内容监管融合:为了避免传统媒体监管中内容监管方面,比如新闻舆情、广告识别和内容评议等系统建设过程的分散性,重复性,各自独成一体,资源浪费,扩展性局限等缺点,借助IPTV监管系统强大的媒资管理系统[4],建立全面的数据库,使之成为可以被重复、有效利用的资源,使之可以供新闻舆情,广告识别等内容监管方面调度使用。

4结束语

IPTV正催生与促进三网资源与业务的相互融合和发展,应用科学有效的IPTV监管方法,通过进一步对现有监测资源的虚拟化和标准化,实现新媒体与旧媒体业务的数据共享,平台共享,资源共享,从而扩大监管对象,提高监管效率,更加有力地保障广播电视安全播出。

参考文献

[1]李杨,邓香辉.IPTV监管技术分析与研究[J].广播与电视技术,2014(6):124-127.

[2]许扬,张文华,邹金池.湖北省IPTV监管平台扩展工程建设方案[J].广播与电视技术,2015(11):106-109.

[3]ITU-T G.1081 Performance Monitoring Points for IPTV[S].

IPTV设计方案研究第4篇

现代通信技术和IP技术的高速发展使得IPTV(Internet Protocol Television Video)大规模商用成为必然的趋势。当宽带的速度提高到一定水平时，单纯上网的宽带用户对网络的速度不再敏感，即便互联网运营在网络硬件设施方面加大投入,也无法显著提高业务收入。2010年4月28日，国务院常务会议提出九大重点改革任务，提出制定三网融合试点方案并开展工作。因此，电信、广电和互联网的融合势必能够整合现有资源，进而推动三家企业可持续发展[1]。宽带一直是中国电信的一项重要业务，由于其发展面临着接入ARPU值的迅速下降和投资收益日益下降等问题，而且电信推出的“我的e家”和“商务领航”等一系列业务也急需网络提供相应差异化的承载保证，以保证良好用户体验及市场竞争力的业务[2]。因此，通过网络质量差异化来推动宽带业务差异化将是解决宽带发展中某些问题的有效手段。

1 省级IPTV业务差异化保障系统的建设

近年来，网络QoS技术发展和接入网的带宽提速基本上可以满足各类差异化产品对网络的需求。家庭网关与各种应用终端的标准和接口也初步制订。目前，ITU-T/TISPAN/3GPP等国际标准组织对宽带差异化方面的标准不够成熟，各个厂家的相关设备对标准的支持也各不相同。此时，差异化应用控制平台(Difference of Application Control System，简称DACS)应运而生。其现有的技术和设备的基础上，较好地满足了市场对宽带差异化的要求。

1.1 某省系统工程的建设背景

假设某省系统工程的建设背景是：(1)该省电信正在部署城域网IPTV业务，IPTV系统要提供2M标清码率的媒体流，保障用户至IPTV平台之间的2M带宽。规划IPTV业务平台支持10000个IPTV用户(5000并发用户)，预计全省IPTV用户增长至20000用户(10000并发用户)。(2)IP城域网使用5个队列和8个标记，IPTV业务等级标记为5，对应轮询队列2。

系统设计遵循以下原则[3]：(1)开展IPTV业务不影响现有的上网用户。(2)满足IPTV业务对流量、QoS以及组播的要求。(3)保证IPTV业务的可运营性。(4)兼顾经济效益，立足现有网络基础，实现高性价比的IPTV业务差异化保障系统工程建设。

1.2 系统总体部署方案介绍

考虑到该省电信基础设施的实际情况，系统总体部署方案[4]如图一所示。

从图一可以看出，DACS系统需要新增一台应用服务器(安装DACS软件)和一台数据库服务器(安装数据库软件)。这两台服务器用来负责处理DACS系统的应用事务。为了有效防止核心计算机系统因故障停机，应用服务器和数据库服务器做成HA系统。两台服务器可共享一台磁盘阵列RAID(磁盘阵列做RAID5)。另外新增一台接口服务器(安装DACS软件接口数据采集和处理程序)，负责DACS与SP/CP系统、自营业务和业务运营支撑系统BOSS等的接口的管理。为确保系统的安全性，应用服务器做成接口服务器的备份服务器。新增两台业务开通服务器(安装DACS软件业务开通程序)，主要完成和不同型号设备适配、接收用户的上/下线包和策略的动态下发，实现差异化业务的开通。其中，一台开通服务器作为华为BRAS设备的公共开放策略服务器，负责与华为设备通信;另一台服务器作为Juniper和Redback设备的Radius Server与Juniper SDX、Redback BRAS通信，要求两台开通服务器互为备份。新增冷备服务器一台作为业务开通服务器的冷备，保障用户网络的认证安全，以确保网络的稳定运行。

省中心新增的两台交换机负责DACS系统服务器的网络接入，通过VLAN划分实现安全隔离。新增防火墙和该省电信城域网连接，保证DACS系统网络的安全。技术人员可以利用终端PC机(或笔记本电脑)通过IP网接入DACS系统，进行相应的管理和维护。

2 IPTV业务差异化保障方案

2.1 IPTV业务的差异化服务实现的基本条件

IPTV业务的差异化系统一期工程实现的基本条件：(1)DSLAM放开速率的限制，保证物理线路达到4M。4M以下的用户正常上网时不作控制;当用户既上网又开IPTV，根据IPTV节目源的速率要求(2M标清)对用户的上网带宽控制，以确保用户的总体带宽达到4M，同时IPTV节目也能够播放流畅。(2)用户的上网账号和IPTV账号采用不同的账号进行管理。

2.2 动态差异化控制方案

DACS平台根据各物理端口的带宽能力接纳控制，控制点在BRAS。当IPTV用户上线使用IPTV业务时，系统就实施保障策略，节目结束后就取消保障。

城域网立足于IPTV用户的带宽和服务质量进行保障，具体采取的IPTV业务保障措施如下：

在IPTV平台到城域网的接入点进行入流量标记，根据Qo S整体规划策略，标识IP Precedence(优先权)为5进入IPTV保障队列。对路由器、BRAS设备和大二层交换机全部启用基于DiffServ的QoS队列调度策略。城域骨干网的QoS则通过IP Precedence实现三层标记;城域接入网的QoS通过以太网的802.1P实现二层标记，二层标记到三层标记的转换由BAS实现。QoS队列的规划如表一所示。

表一中PQ队列考虑占用20%的带宽，其他4个轮询队列占用带宽比例依次为：5%、20%、25%和30%。因为IPTV和上网共享接入带宽，考虑二者账号采用双session方式接入。在BRAS设备的支持下，下行端口将启用层次化的QoS策略，并针对用户的子端口业务调度，以保证IPTV业务优先于上网业务，并保障IPTV所需的带宽。具体细化保障策略需要在网络业务的工程实践中调整完善。

2.3 IPTV差异化控制流程

IPTV差异化控制流程如图二所示。

IPTV差异化控制的策略执行点、保障链路和保障策略如表二所示。

2.4 系统硬件配置方案

根据要求，用户规模按200万计算，一期工程IPTV业务平台规划支持全省10000个IPTV用户(5000并发)，允许IPTV用户增长至20000户(10000并发)。

2.4.1 服务器性能计算

根据各类进程的计算配置，按照工程经验，在本次配置中，估算中的CPU基准为SUN 1GHZ CPU,PC Server CPU按实际情况进行折算;当服务器采用四核CPU的PC服务器，则每个CPU内核的处理能力为配置估算CPU的60%，得出服务器配置的结果如表三所示。

2.4.2 系统数据存储的计算

DACS系统的存储介质为磁盘阵列，主要用于用户数据和业务数据的存储。考虑到“索引”和“优化”等对容量的要求，单个用户在数据库中约占10k容量，单个业务数据约占25k的容量。假设历史每用户平均定制1项业务称做历史每用户业务数为1，当前每用户平均定制1项业务称做当前每用户业务数为1。按惯例设历史数据存储时间为24个月，当前业务数据(要求每日完全备份)存储时间为1个月。考虑定制单个业务的情况，系统容量的计算如公式(1):

系统容量=(用户数单个用户数据+用户数历史每用户业务数单个用户数据)历史数据存储时间+(用户数当年每用户数业务数单个业务数据)当年业务数据备份存储时间(1)

代入相关数据可以计算出系统容量约为482G，如(2)式：

考虑系统需存放各种统计报表供随时查阅，假设每张报表约占1M容量，每年存储1000张，保存时间为1年，则算出报表数据存储需1G容量(1000*1M)。设数据库自身系统数据和临时数据约占5G容量，系统日志数据约占10G容量。通过上述分析，数据库数据约占500G(=482+1+10+5G)容量。如果考虑系统的存储冗余系数为15%，做raid5，则所需磁盘阵列的容量约为700 G。

3 展望

IPTV目前仍处在产业发展的初期阶段，考虑到信息的多元化，估计整个产业在未来几年之内都不可能有明显的盈利。只有着重提升接入网络的QoS能力，提高接入网络的带宽和完善网络的综合功能，尽快推出高质量和完善的IPTV业务，IPTV的产业才能顺利的发展[5]。

摘要：本文立足于省级电信运营商的效益,兼顾其长远发展利益,在方案设计时考虑了现有的基础网络设施,提出了IPTV业务差异化保障系统的建设项目的实现过程,且最后提出了IPTV业务QoS技术展望。

关键词：IPTV,DACS,业务差异化

参考文献

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[2]吴鹰.IPTV的快速发展和增值实现[R].上海:国际会议中心,第二届中国国际新媒体产业发展论坛,第三届中国国际新媒体产业论坛,2006,06,18.

[3]许永明,谢质文,欧阳春.IPTV——技术与应用实践[M].北京:电子工业出版社,2006.

[4]张国平.IPTV业务差异化保障系统的应用研究[D].南昌:南昌大学,2010.

IPTV监管技术解决方案第5篇

1 主要技术思路

IP电视是一种利用宽带基础设施, 通过互联网络协议 (IP) 向用户提供数字电视节目、可视电话、VOD视频点播、阳光政务、网络游戏、网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务。

IP电视有两个基本特点:

(a) 与传统电视相比, IP电视最大的特点是交互性, 基于IP技术, 用户可按需获取宽带IP网提供的媒体节目, 实现实质性双向互动。

(b) 与普通互联网视频相比, IP电视的清晰度高。IP电视借助先进高效的视频压缩技术 (MPEG-4、H.264等) , 为用户提供接近DVD质量的数字媒体信息服务, 未来还可以升级到高清电视。

本方案采用一种基于标记识别的内容监管方法, 对IP电视内容流形成一个内容监管标记, 该标记包含一些内容特征信息 (内容散列值、节目内容信息等) , 并通过部署在终端的标记检验设备对标记进行检验, 实现对IP电视系统内容的监管。在系统建设过程中, 分别在运营商端、用户端部署相应的监管设备与节点, 在广电监管中心建立IP电视信息处理平台, 形成一个独立的IP电视内容监管系统。

(1) 通过建立基础信息数据库, 对IP电视牌照许可、运营许可、节目套数设置、节目审批信息、IP电视实际运行情况等进行统一的存储和管理;

(2) 建立电视节目样本库, 通过文本识别引擎对EPG电子节目单数据进行比对、通过IP包特征生成技术和视频智能识别引擎对电视节目数据进行自动比对, 自动发现私自增减直播节目套数、私自增减点播节目以及私自修改节目内容等违规行为;

(3) 通过对IPTV运营网段扫描和对电信门户网站市场推广新闻及业务拓展消息进行实时监控和分析, 发现新增IPTV业务扩展区域;

(4) 通过对各种节目套数信息、节目信息、违规信息等进行统计分析, 对必要的节目内容进行存储, 形成详实的监管报告。

2 IPTV业务运营方式案例分析

以上海文广提供IPTV播控平台构架为例 (见图1、2、3) 。

3 IPTV监管技术方案

3.1 IPTV监管系统结构及特点

为了满足IP电视内容监管的需求, 我们准备了一套完整IP电视内容监管方案, 本方案采取三个步骤对IP电视内容进行识别和监管。

第一步:通过对业务支持平台和客户终端采集的EPG电子节目单内容比对和DRM信息的读取, 识别私增频道和私增点播节目等违规行为。

第二步:采用基于标记的内容监管方法对插播私换节目内容等违规行为进行识别。其主要思想是针对在IP电视内容流 (直播内容) 形成一个内容监管标记, 该标记包含一些内容特征信息 (内容散列值、内容提供商信息等) , 与在终端对内容特征信息提取与内容监管标记进行比对, 最终实现监管的目的。

第三步:通过基于视频内容识别技术对系统配置的违规节目样本进行比对, 识别出广电部门禁播的节目内容。

通过以上三步建成一套独立于IP电视系统的监管平台, 并在运营商端、传输网络、用户端分别部署相应的监管设备与节点, 组成一个独立的IP电视内容监管系统来实现全网的监管。

系统原理如图4所示。

系统分为运营平台端、电信端、用户端三个部分和一个监管中心系统, 监管部门通过该中心对IP电视内容播放直播/点播的整个流程进行监管, 监管中心包括总体信息、数据采集、业务报警、实时监看、系统管理、监管报告等功能模块, 实现监管部门对IP电视内容进行实时监管的需求。

在电信端, 业务运营支撑平台通过采集模块获取视频流信息;在传输网络中, 监管系统在网络的各部分部署一些具有标记提取和节目过滤功能的监管网关, 并向监管中心发送标记数据及相关信息。

在用户端, 监管系统为每一个用户部署一个具有标记提取和节目过滤功能的监管前端, 并向监管中心发送标记数据及相关信息。

3.2 系统逻辑结构

系统采用分层逻辑结构, 采用三层结构分为:数据采集层、数据分析层、系统管理及总控界面层。其中, 信息采集层为整个系统提供最基本的原始采集数据, 数据处理层对采集到的信息进行后台数据分析、处理, 系统管理总控界面层为用户 (系统管理员、普通用户) 接口, 实现各类功能的操作界面。信息采集层与数据处理层之间的功能模块通过接口相互作用, 数据处理的结果反馈信息采集, 使信息采集的准确性、效率大大提高;同样, 数据处理的结果也为用户提供各类有效的信息。该层次结构的各层在系统平台的管理下协调工作, 相邻层之间又相互作用, 通过接口进行有效的信息交互, 使系统可扩展性强, 能根据应用规模、功能变化等因素灵活调整系统布局, 如图5。

3.3 系统拓扑结构

由于系统采用分层逻辑机构和功能模块化结构, 可自由部署不同功能模块。再根据系统中各功能的特点、安全性、可管理性等因素, 系统实施的拓扑结构如图6所示。后续可根据系统运行的数据、性能及功能扩展的需求, 方便地进行扩展, 从而最大化地优化投资。

4 IPTV监管系统功能

4.1 IPTV采集子系统 (见图7、8、9、10)

系统分别对IP电视运营平台EPG信息和用户终端EPG信息进行自动下载和比对, 并对EPG电子菜单中关键词进行识别。发现其中疑似违规节目和差异节目, 进行相应的界面预警, 供监看人员进行审核。

系统在IP电视内容运营平台播控中心 (后简称运营平台) 建立IP电视采集前端, 同时对H.264和MPEG-4两种编码格式的IP电视节目分别进行采集, 同时生成Hash值, 通过广电SDH网, 回传到监管中心系统进行存储。

在用户端, 监管系统部署一个监管前端, 在机顶盒前自动采集节目内容, 并生成Hash值, 向监管中心发送标记数据及相关信息。监管中心可以远程发送命令调整采集节目的信息, 包括采集节目的频道、周期等, 而且监管人员可以监管采集到的历史信息。

在监管中心, 系统对从运营平台和用户端采集的Hash值进行检验, 发现疑似违规的节目将形成报警信息存储下来, 并通知相关监管人员。

同时, 从运营平台和用户端采集回来的视频信息将自动与样本库中提供的样本进行比对, 如果发现疑似违规的节目将存储下来并通知相关监管人员。

DRM版权管理信息读取模块

系统可对用户端采集视频进行DRM数字版权信息进行读取, 发现未经合法授权播出的违规节目。

新增IPTV业务发现模块

系统通过对IPTV运营网段扫描和对电信门户网站市场推广新闻及业务拓展消息进行实时监控和分析, 发现新增IPTV业务扩展区域, 为监管部门提供参考。

4.2 内容分析子系统

IP电视审批信息管理和查询

系统建立IP电视牌照信息数据库, 提供包括人工输入 (系统导入) 、修改和查询获得IP电视牌照的单位信息、IP电视频道和节目设置、IP电视运营情况等。

违规节目信息管理和查询

系统提供违规节目信息数据库, 能够输入、修改和查询违规节目的频道名称、节目名称、开办主体、违规内容等。

节目样本库

系统提供节目样本数据库, 记录节目的相关信息和视频文件, 对节目样本进行管理。

提供节目样本制作界面, 提取节目特征信息, 作为节目识别的基础数据。

节目识别

系统通过智能识别引擎用样本对电视节目数据进行自动比对, 自动发现违规节目, 对必要的节目内容进行存储。监管人员可以对疑似节目进行审核。

录像管理

系统提供IP电视历史节目数据库, 保存部分IP电视频道播出节目、点播节目和需长期保存的重点视听节目、违规视听节目。

通过有效的数据存储管理, 监管人员和用户可以快速查询和访问。

节目安全播出信息分析

系统通过对用户端数据分析是否符合广播电视安全播出的管理要求。

4.3 系统配置和管理子系统

为了保证系统的灵活性、稳定性, 系统需要对于自身的运行状况、运行参数进行管理和配置的功能。根据实际应用系统运行的需要, 从总体上讲, 系统需要具有如下几个方面的功能:系统配置、系统监控、系统用户管理、系统日志管理等四大方面的功能。

各个方面的具体功能分析如下, 其中粗体部分为本系统在基本要求之外新增加的功能。

系统配置

根据用户对于后台抓取系统的应用操作需求, 对后台数据采集与抓取模块进行相应的参数设定, 重点设定抓取周期、抓取深度等参数。

根据用户对于抽查策略的需要, 设定抽查的频道, 时间单位、周期、重大事件提醒中的网站排名变化的阈值范围或者节目下载量的变化阈值范围等参数。

对于系统的分析参数的配置主要采用基于标准XML格式的配置文件的方式加以实现。而不是用户直接采用对于系统配置参数的输入方式。具体的实现原理如图11所示。

如图11所示, 为了实现系统的采集参数和分析参数的配置, 相关的配置信息首先由用户根据实际应用的需要填写在基于XML标准格式的配置文件中;其次, 在系统的启动或者运行过程中如果需要获得相应的配置信息, 则系统的相应功能模块将调用系统内部的XML解析器功能模块, 通过解析器实现对于基于XML标准格式的配置文件的解析, 从而获得相应的系统参数。实现对相关运行模块的配置。

系统状态监控 (如图12)

(a) 实现对于系统的硬件和网络设备运行时的状态参数进行监控:CPU主频、CPU占用率、内存占用率、存储设备状态和容量、搜索机工作压力。

(b) 采用图形化的方式显示网络及关键设备的运行状态信息, 对出现故障的网络及关键设备闪烁显示报警。

系统用户管理

(a) 用户和权限管理。设置不同级别的用户和用户组, 分别赋予不同的权限级别, 可以实现任意的权限级组合及管理, 可以满足不同情况的需求。同时要求设立三级使用权限帐户:一级使用权限帐户可浏览所有密级文件, 二级使用权限帐户可以浏览机密和秘密的视频文件, 三级使用权限帐户可浏览费密级的视频文件。

在用户权限管理实现原理如图13所示, 为了实现对于用户权限的级的组合和多级权限。采用由原子操作定义角色, 在角色这一层面由不同的原子操作就可以组合出相应的权限级别, 在定义出系统所需的角色之后, 并赋予每个系统用户唯一角色来实现相应的权限管理, 由于角色已经实现了操作的分级, 所以相应地用户也就可以实现分级。

(b) 提供标准接口, 方便接入第三方的网络安全、系统身份认证、系统管理授。

系统日志管理

(a) 记录对访问系统的相关操作。

(b) 记录对数据的访问、修改、删除等操作。

监管报告

系统提供对IP电视相关的审批信息、违规信息的分析统计, 自动生成监管报告, 为政府管理提供数据基础。

5 关键功能及技术特点

5.1 视频检索方面的技术优势分析

相似视频片段的检索子系统

本方案中的相似视频片段的检索子系统所采用的镜头检测技术, 利用基于图划分模型的特征和支持向量机的分类模型, 检测的性能和效率都较高。

视频片段静态图像摘要的生成子系统

本方案中视频片段静态图像摘要的生成子系统所采用的镜头语义概念检测技术, 利用rankboost的框架, 融合了多种特征以及多种粒度。

5.2 系统功能

用户管理

(1) 系统登录

系统采用先进的用户-角色-操作授权两级多对多关系进行权限控制管理, 实现角色直接与模块操作相关联, 再将角色赋予指定用户, 不同用户可赋予一个或多个角色, 不同角色可拥有一个或多个模块操作权限, 实现用户权限的完全控制。管理员可根据自身需要定义角色并赋予指定权限。系统提供多种角色, 包括系统管理员、管理员、普通用户等。

(2) 用户类型

系统采用角色授权实现对不同类型用户的操作进行限制, 角色主要为:系统管理员、业务监看人员、工程技术员、特殊用户、临时用户等不同的角色。

系统管理员:可实行对系统的一切管理权利。可查看、维护系统的所有数据, 对系统参数进行配置, 可对系统爬虫进行增加修改等, 能对系统的不同用户进行增加、删除、修改, 可对角色进行授权, 对用户进行角色配置等操作。

业务监看员:可查询相关业务数据和统计分析图, 可根据具体业务生成相应的报告, 对直播/点播数据进行监视, 并可对疑似违规数据进行录制等。

特殊用户:系统管理员可以根据实际需要, 创建新的特殊橘色, 授予其相应的权限, 并将将角色授予给特殊, 可实现特殊用户权限的完全控制。

临时用户:因为某些临时需要创建的用户, 如特殊时期针对特定专项任务需要而设定的具有有限权限范围的帐户, 或者为分中心人员在中心学习期间等情况临时使用的帐户。管理员可根据其具体业务范围授予相应的权限。

日志管理

系统记录用户登陆、增加、修改、删除、查看等所有操作操作日志。系统管理员可对日志进行维护, 如批量删除等。

系统监控及维护

系统通过网络拓扑图将系统各个服务器展现给用户, 通过服务器, 用户可直观看到服务器信息, 如CPU、硬盘、内存使用量等。对于断网或运行异常的服务器, 通过网络拓扑结构可直接给出报警。对于关键程序运行的服务器还提供开启和关闭的操作。主要监测以下服务器:

(a) 网站发现服务器:监测程序运行情况, 监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量等, 提供程序开启和关闭功能。

(b) Web爬行服务器:监测程序运行情况和爬行参数, 监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量等, 提供程序开启和关闭功能。

(d) Web服务器:监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量及网络状态等。

(e) 存储服务器:监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量及网络状态等。

(f) 数据库服务器:监测服务器物理参数使用情况, 如CPU、内存、硬盘使用量及网络状态等。

直播/点播监控

直播/点播监控的主要功能是对直播/点播IP电视节目进行在线监控。目前已实现了基于B/S模式的集成播放界面, 可以自由选择播放的窗口数量, 可以全屏显示一个窗口节目, 集成播放界面的窗口还可以移动位置, 具体实现的主要功能如下:

(a) 对于疑似违规的节目系统会作出预警, 向用户提供疑似违规节目清单, 并可查询相应的详细信息, 用户对违规节目进行确认得到节目黑名单, 并关联至网站黑名单。

(b) 在线播放特定的节目。

(d) 全屏显示集成播放界面的一个窗口节目。

(e) 集成播放界面的窗口可以移动位置。

(f) 对特定节目进行录制。在集成播放节目对特定节目进行录制有一定的难度, 初期采取截屏录制来实现。

5.3 散列函数

散列 (Hash, 也称哈希、杂凑) 函数是一种单向的加密函数, 它是从明文到密文的不可逆函数, 也就是说只能加密不能还原。单向散列函数H作用于任意长度的信息M, 返回一个固定长度的散列值 (也称摘要信息) h=H (M) 。单向散列函数主要用在一些只需加密不需解密的场合, 如验证数据的完整性、口令表的加密、数字签名、身份认证等。好的单向散列函数必须具有以下特性:

(1) 计算单向性:给定M和H, 求h=H (M) 容易, 但反过来给定h和H, 求M=H-1 (h) 在计算上是不可行的。

(2) 弱碰撞自由:给定M, 要寻找另一信息M′, 满足H (M′) =H (M) 在计算上不可行。

(3) 强碰撞自由:要寻找不同的信息M和M′, 满足H (M′) =H (M) 在计算上不可行。

典型的散列函数有MD5、SHA-1、HMAC、GOST等。

5.4 带密钥的散列函数

具体内容的监管采用带密钥的Hash来完成内容的完整性和认证性检验。由于关于内容的保护不是本系统需要考虑的问题, 因此这里设计的密码技术仅仅是适用于本监管系统。

设计的标记必须是安全的、可靠的、防窜改的, 同时必须考虑标记的产生和嵌入在时间和空间上必须是高效的。在时间上, 标记的产生和验证必须是快速的, 能够达到线速;在空间上, 标记的长度应该尽量的小, 保证对媒体流的有效负载的影响最小。

为满足上述要求, 本系统采用带密钥的Hash函数做为标记产生和验证的密码技术。

Hash函数具有运行效率高、防窜改、防碰撞能力很强, 在普通的通信系统中用来做消息的完整性保护。由于标记本身必须具有防窜改的要求, 因此监管系统采用带密钥的Hash函数来进行保护。只有拥有密钥的通信双方──标记生成方和标记验证方才可以生成和验证。

在监管系统中, 保护标记的密钥的产生、分发由通信双方通过身份认证和密钥交换协议完成。

摘要：随着三网融合进入实施阶段, IPTV、手机电视监管工作也随之紧锣密鼓的展开。本文着重介绍了IPTV监管技术解决方案, 手机电视监管技术与之类似, 同样可以参考借鉴。

IPTV点播故障的解决方案第6篇

1.1 IPTV的发展背景

受移动业务及互联网的冲击, 中国电信业务收入增长率相对去年出现负增长、ARPU (每用户平均收入) 值不断下降、传统固话业务用户流失, 话音业务将成为廉价日用品, 固网转型、寻找新的利润增长点对固网运营商来说是一个迫在眉睫的任务。在这种趋势下中国电信重点推出了IPTV (简称网络电视) 业务。IPTV不仅能够满足电信创造新的业务增长点的需求, 还可以为转型提供切实可行的切入点, 促进电信综合业务提供能力的提升。

1.2 IPTV的概念、特点及其架构

1.2.1 IPTV的概念

IPTV (Internet Protocol Television) 即互联网协议电视, 是一种互动多媒体视频业务, 简称网络电视, 是一种利用宽带有线电视网, 集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体, 向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务 (如视频服务、信息服务、互动社区、互动休闲娱乐、电子商务等宽带业务) 的崭新技术。用户在家中可以有两种方式享受IPTV服务: (1) 计算机, (2) 网络机顶盒+普通电视机。IPTV既不同于传统的模拟式有线电视, 也不同于经典的数字电视。因为, 传统的和经典的数字电视都具有频分制、定时、单向广播等特点;尽管经典的数字电视相对于模拟电视有许多技术革新, 但只是信号形式的改变, 而没有触及媒体内容的传播方式。IPTV能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势, 充分有效地利用网络资源。

1.2.2 IPTV的特点

IPTV有两个基本特点:基于IP技术和个性化的按需服务, 与传统电视相比IPTV最大的特点是交互性和实时性。用户可按需获取宽带IP网提供的媒体节目, 实现实质性互动。其次, IPTV借助先进高效的视频压缩技术 (mpeg-4、h.264等) , 为用户提供高质量的数字媒体信息服务。此外, IPTV还可以为用户提供包括数字电视节目、可视电话、vod、internet、网络游戏、网上购物和远程教育等在内的交互式多媒体信息服务。

1.2.3 IPTV系统的架构

IPTV系统由五大部分构成。

(1) 省中心IPTV平台。省中心IPTV平台具有良好的开放性, 实现多CP/SP和多厂商IPTV业务运营系统的引入和管理, 同时实现IPTV的内容、用户、业务、认证以及计费的集中统一管理。该平台具备与多CP/SP、97/BOSS系统、多厂商业务运营系统的对接能力。

(2) 厂商IPTV业务运营系统 (7厂商平台) 。厂商业务运营系统作为能力执行系统, 接受省中心IPTV平台下发的EPG、内容和业务, 并上报内容计费、统计、认证鉴权等信息。厂商业务运营系统对于本厂商的IPTV网络提供内容分发、内容路由、均衡调度、媒体服务等功能, 以实现厂商网络所接入的最终用户的IPTV服务。

(3) VDN业务网络。业务网络 (VDN) 是在现有宽带网络基础上, 通过层次化部署流媒体服务器的方式构建而成的一个分发网络, 位于视频源系统和宽带接入网之间, 完成视频数据的导入、存储、分发和服务等功能。设备主要包括流媒体服务器和存储设备。VDN把视频内容推送到网络边缘, 为用户就近提供服务, 从而有效提高了服务质量, 降低了骨干网络的传输压力, 为IPTV业务规模应用提供了基础。同时, 通过灵活配置边缘流媒体服务器的方式有效地解决了伸缩性问题。

(4) 承载网络。承载网络主要基于宽带网络构建, 包括骨干网、汇聚网和接入网。通过综合考虑QOS保障、组播能力、安全要素、可靠性要求等因素, 实现对IPTV全面业务的支持。

(5) 家庭网络。为了更好地适应各种组网, 也为了满足今后多业务需求, 可以基于LAN、WLAN、ADSL等接入方式, 通过多端口MODEM或家庭网关的部署, 连接家庭内部多台PC、机顶盒等设备, 实现IPTV、INTERNET浏览、VoIP等多重业务, 构造完备的数字家庭网络。

2 故障逐步排查的方案

日前, 中国电信已在部分城市部署了IPTV。中国电信上海公司自2005年7月初推出IPTV以来, 6年已发展用户近150万户, IPTV活跃度持续保持在80%以上。随着IPTV业务的蓬勃发展, 用户将迅猛增加, 故障的发生将会不可避免, 如何快速处理故障, 是摆在我们面前的一个亟待解决的难题。下面我从几个方面讨论IPTV点播故障逐步排查的方案。

2.1 故障逐步排查指导原则

对于正在接收IPTV视频流的用户, 整个体系可以分为流服务器、流承载网络和客户端3大部分。

整个故障的排查方法, 采用排除法。通过证明相应功能块能够正常提供服务, 缩小排查范围, 最终定位故障功能区, 然后利用专业化的工具进行最终定位。排查的方向可以从服务器端到客户端, 也可以从客户端到服务器端。根据湖北电信实际运营情况, 及IPTV运营中心所能掌控的实际资源, 建议先客户端, 后服务器, 最后排查网络问题。

下面以湖北电信徐东路节点排查为例, 进行说明。

2.2 机顶盒故障排查

(1) 徐东路节点工程维护人员接到故障申报, 可以观察监控用机顶盒是否也存在同样的问题。如果也存在同样的问题, 说明并非用户机顶盒出现故障。

(2) 如果条件允许, 可以再到用户家用监控用机顶盒替代原有用户机顶盒, 然后按照用户发现故障的操作进行故障复现。故障得到复现, 则说明并非机顶盒出现故障。

(3) 确认机顶盒无故障后, 进入流服务器故障排查。

2.3 流服务器故障排查

(1) 徐东路节点工程维护人员上报故障到IPTV中心机房, 报告故障现象、故障发生时间点、故障排查过程中的情况。现场技术支持人员根据前期运维经验, 及近期常见故障现象, 询问徐东路节点工程维护人员, 进行故障的初步描述及定位。

(2) 首先, 将中心节点测试机顶盒所用测试帐号重定向到边缘节点, 进行用户故障复现。通过使用中心节点客户端设备, 避免故障排查过程中, 机顶盒、网络对流服务器造成的影响。即现在是利用中心机房的网络及机顶盒使用徐东路节点提供的服务。

(3) 测试帐号节点重定向步骤如下:

查询测试帐户信息, 将帐户设置为徐东路pop节点和徐东路EPG提供服务。

修改用户信息完成后, 将测试机顶盒IP归属到徐东路节点。

在起始IP中输入机顶盒IP, 点击“查询”找到机顶盒隶属的节点, 选择“删除”。然后再在“节点名称”中选择需要排查故障的节点, 点击“新增”将机顶盒设置为由该节点提供服务。

重启机顶盒, 在中心机房点播用户报障节目, 复现故障。

注意:由于pppoe在每次机顶盒重新拨号后, IP地址将发生改变。所以建议监控机顶盒应该使用LAN方式或者dhcp方式接入网络。

(4) 如果故障没有出现, 节目收看流畅正常, 则说明系统提供的服务正常。故障将定位为网络问题。此时可通过stb monitor接收机顶盒信息, 确认提供服务的流媒体所在节点。

(5) 证明流服务器无故障后, 进行网络故障排查。

2.4 网络故障排查

(1) 现有系统IPTV视频服务遵循如下原则:

如果边缘节点存在用户点播节目 (热片) , 则直接由边缘节点流媒体服务器提供服务。

如果边缘节点不存在用户点播节目 (冷片) , 则由中心节点流媒体服务器提供服务。

如果某点播节目被该边缘节点点播次数达到一个阈值, 则该片将下推到边缘节点。

具体提供流服务的服务器IP地址可以通过流服务器故障排查步骤中的第5步获得。

(2) 在提供流服务的服务器上连T64G上, 下挂IO仪表 (例如肯为设备) 。同时在客户端下挂IO仪表。在用户能够正常收看时, 抓取交换机中该用户数据n次, 求取平均值, 对比流服务器出口数据和客户端接收数据, 构建数据对比基准线。假设为ios11, ioc12。

(3) 一旦用户出现故障现象 (例如点播卡) , 则直接抓取交换机中该用户数据。再次对比流服务器出口数据和客户端接收数据, 判断时延、抖动、丢包等参数是否与第 (2) 步获得数据存在较大偏差。假设为ios21, ioc22。

(4) 如果参数差值的比值 (ios21-ioc22) : (ios11-ioc12) 明显增大, 则说明网络存在问题。如果参数差值的比值 (ios21-ioc22) : (ios11-ioc12) 没有明显偏差, 而 (ios11-ios21) 存在明显增大, 则需要检查T64G、刀片服务器交换板、流媒体服务器。

也有一个比较直观的办法, 在提供流服务的服务器上连T64G上, 下挂机顶盒收看同一个点播节目, 如果客户端卡, 而提供流服务的流服务器端机顶盒收看正常, 则肯定是网络问题。

3 结语

IPTV是一项系统技术, 技术复杂度较高, 涉及到了信号处理、通信、计算机、微电子等众多领域, 故障的排查尚需继续探讨。

摘要：简要介绍了IPTV的概念、特点、架构及发展背景, 说明随着宽带网络和业务的飞速发展, IPTV成为发展的必然趋势。提出了IPTV点播故障逐步排查的指导原则, 重点分析讨论了IPTV点播故障逐步排查的方案及其具体步骤方法。

关键词：网络电视,IPTV,机顶盒,流媒体,VDN,客户端,服务器

参考文献

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[2]金纯, 齐岩松, 于鸿洋, 陈前斌.IPTV及其解决方案[M].国防工业出版社, 2006, 9.

[3]卢官明.IP技术及应用[M].人民邮电出版, 2007, 1.

[4]季伟, 葛振斌, 何青, 陈春明.IPTV关键技术及应用[M].机械工业出版社, 2007, 8.

[5]Howard J.Gunn, The Basics of IPTV[J].may, 2007.

浅析IPTV电视上网解决方案第7篇

关键词：电视上网,IPTV,IPTV系统,IPTV方案

1 背景

随着我国宽带用户数量不断增加,电信运营商开始面临宽带用户增长放缓、ARPU值及忠诚度不断下降的困难。而对于不断更新设备和提高带宽的用户来说,对信息服务的要求会越来越高,特别是宽带视频信息,可以说中国已基本具备了大力发展IPTV的市场条件。IPTV作为融合网络及电视使用习惯的三网合一新应用,将是网络向大众传播发展的里程碑,其战略地位不言而喻,主导IPTV业务者将成为未来新传播领域的霸主[1]。

但对于电信运营商来说,国内政策的限制、国内一些设备提供商提供的IPTV设备并没有经过市场大规模商业应用的检验,以及运营商与内容提供商之间合作等问题都影响着此项最重要的宽带增值业务在中国市场的全面开展。

目前各地推广的IPTV业务大部分是以广电主导运营,采用机顶盒+电视机模式,借助电信运营商宽带网络资源合作推广。但广电部门在内容方面的局限性及RISC架构机顶盒采用的Unix、Linux操作系统,限制了用户对内容和应用的需求,目前现有的丰富互联网内容/应用资源无法得到利用,只能重新开发并通过重新搭建的业务平台才能进入IPTV业务,直接导致IPTV业务成本增加,难以满足不断发展的市场需求,不利于迅速推广业务,延长投资回报周期。

另外在硬件上,目前国内IPTV所使用的机顶盒产品其CPU、存储单元等核心部件都是固化在电路板上,软件程序也是烧录在芯片中,想升级或安装新应用程序、插件、驱动等只能更换机顶盒,无法灵活部署新应用。所以目前IPTV业务所使用机顶盒产品是一个封闭的终端,难以应用日新月异的新技术,无法满足综合信息服务不确定性、多样性、复杂性不断发展变化的现实需求。

综上所述,“目前的IPTV”是一个相对封闭的系统,是一个高成本,“马拉松式”投资回报的项目,是电信运营商向综合信息服务转型,实现完全控制,达成长远战略部署的理想模式。

为适应新形势的要求,需要利用技术创新提供一种低成本、高回报的IPTV过渡方案。电视上网解决方案利用电视获取网络信息,不仅赋予了宽带业务全新的内涵,也为运营商新业务发展提供了强大的源动力。其以IP网络和现有互联网内容为承载,以电视为收视终端的业务特性,为普通家庭提供了一种交互式的全新电视体验和感受,如视频点播、在线游戏、高清电视、以及各类非视听类增值业务项目。一方面能够为湖南电信增加服务特色、扩展业务平台,另一方面也可以提高ARPU值及用户忠诚度。电视上网业务实现的最主要功能是实现家庭电视上网、遥控浏览互联网内容、视频点播等。

2 IPTV电视上网概述

基于对宽带互联网的深入理解,电视上网解决方案是一套内容开放、业务可控的宽带多媒体业务平台。湖南电信可以选择性的摘取互联网内容和应用,通过电视上网自动转换为适合电视欣赏和操作模式,从而为用户在电视端提供互动点播语音、数据、视频等基于互联网内容的类IPTV业务。

2.1 IPTV系统的功能

一个完整的电视上网运营平台包括:

1)业务运营:定义电视上网推送内容、硬件设备、EPG界面、业务推广和收费模式。

2)内容提供商:由目前的互联网内容和应用网站提供,可选用网站现有内容,也可以定制电视上网方案专有内容,或者两者结合推送。

3)技术提供商:提供基于网络媒体中心的各项技术方案,为运营商提供专有EPG界面、网络内容的转换、认证计费系统的建立等。

4)硬件设备提供商:提供用于实现电视上网方案的硬件设备。

2.2 IPTV电视上网业务特点

电视上网业务是以计算机或x86架构机顶盒为处理终端,依托电信运营商的互联网的宽带接入,为用户提供宽带网络视频点播和信息浏览等应用服务,是集宽带接入和宽带应用为一体的低成本、大众化的综合宽带接入和增值业务[2]。具有如下特点:

1)通过电信运营商宽带IP网络接入,在1M带宽下可实现准DVD质量的视频节目播放;低于1M带宽的用户可实现VCD质量的视频节目播放,无需进行网络改造。

2)采用计算机或x86架构机顶盒作为接入设备[3],并与用户的普通电视机接驳,实施方便,可满足不同阶层用户需求。

3)通过软件技术自动转换互联网内容应用,无需增加内容修改和服务器等额外的人力、物力成本。

4)互动点播,用户自主选择收看;操作简便,符合家庭各类成员使用习惯。可增加内容消费频次、扩大宽带使用人群,从而提高宽带用户忠诚度和ARPU值。

5)为湖南电信商量身定做可视化服务界面(EPG),提升电信运营商服务品牌;

6)开放式平台,无限互联网内容均可作为IPTV推送内容,用户在电视端可选择的内容和应用空间极大。

7)定制电视上网方案推送指定网站内容,可通过控制EPG和计费系统实现对业务的完全控制

8)只需要3周左右时间就可以将一个网站业务直接平移到“遥控操作界面”。一个网站团队即可实现互联网业务和电视上网业务的同时运营,电信运营商可以以最短的时间、最低的成本实现电视上网业务。

2.3 应用环境及需求分析

随着互联网用户的不断扩大,增长速度已经开始减缓,但是这些数字仅仅是特指使用计算机为终端的用户。而比计算机用户更为庞大的用户群电视机用户,则在可以在电视上网技术的应用中被纳入互联网用户群体。

相对于计算机狭小的屏幕,电视机可以提供的服务想象空间要大的多,甚至会在图片、声音、视频等服务上更具有优势。新闻网页中的视频播放画面在电视机上播放,更有亲切感和视听体验。

电视用户群数量庞大,且属于有闲消费者,如果与互联网进行结合,将使得网络应用更加丰富。电视机用户的特性造就了庞大的电视购物市场,这一市场在法国2003年就已经达到了35亿美元。在中国目前缺乏统计数据,但是充斥于各个电视台的广告费投入,足以让运营商和互联网企业不可视而不见。

3 IPTV电视上网解决方案

针对IPTV特点和应用环境及需求,IPTV电视上网方案分为三种:双机版电视上网方案(普通版)、无线版电视上网方案(中档版)和盒子版电视上网方案(高档版)[4]。

1)双机版电视上网方案(普通版)

本方案是目前市场上成本最低的电视上网解决方案,主要针对已安装宽带家庭用户,利用软件将用户家中的计算机模拟成一个机顶盒,通过专用硬件设备将计算机和电视连接,从而实现电视上网功能,并且一机多用,电视上网时计算机可无干扰工作。可在电视上观看网络影视、新闻、支持VOD点播,支持USB接口、视频电话、摄像头、手柄等简单游戏,支持浏览图片、计算机本地文件以及搜索和文字输入功能,并且还支持软件在线即时更新。

2)无线版电视上网方案(中档版)

无线版方案是双机版方案的升级版本,通过无线装置连接用户家中的计算机与电视,实现电视上网功能。该方案解决了双机版的连线问题,并且具备双机版的功能,同时保证了无线信号的传输质量。

3)盒子版电视上网方案(高档版)

盒子版电视上网方案采用专用的Intel得x86架构机顶盒[5],拥有强大处理能力和融合能力。在实现IPTV功能的同时,可灵活安装各种应用程序和插件,如常用的Media Player、Real One媒体播放器和网络内容格式、虚拟三维演示、交互游戏等。可在电视上观看网络影视、新闻、支持VOD点播,直播电视,支持简单游戏、USB接口、视频电话、摄像头以及读卡器,支持浏览图片和计算机本地文件,支持搜索和文字输入功能以及软件在线即时更新。

4 IPTV方案节目与界面

1)宽带影院:为用户提供各种基于互联网的高清、标清电影内容,与互联星空网站同步更新。

2)宽带剧场:首映剧场、韩国剧场、言情剧场、喜剧剧场、武侠剧场、刑侦剧场。

3)动作剧场、历史剧场、欧美剧场、偶像剧场、剧情剧场。

4)宽带动画:为用户提供MV、flash形式的各类动画片。

5)网站浏览:可选择常用网站(如:湖南信息港、中国同学录)和其中的内容,包括新闻、娱乐、体育等视频和文字内容。

6)休闲广场:为用户提供在线更新的幽默视频、暴笑网文、flash文件等。

7)时政之窗:时事报告、政策文件等。

8)教育园地:包括幼儿教育、少儿教育、考试复习、远程教育、成人教育、托福英语等内容。

9)生活指南:吃喝玩乐、房产信息、汽车广场、网络商城等。

10)游戏大厅:包括棋牌类、麻将、互动射击、摄像头、赛车类以及其他使用遥控器简单操作游戏。

11)我的收藏。