网络电视台方案-高清
高清网络电视服务平台
解
决
方
案
IPTV技术交流论坛
目 录
第1章 IPTV介绍 (3)
1.1IPTV简介 (3)
1.2IPTV应用前景和需求 (3)
第2章 项目需求 (4)
第3章 系统方案设计 (4)
3.1系统设计原则 (4)
3.2系统设计依据 (6)
3.3解决方案特色 (6)
3.4方案整体设计 (7)
3.3.1.系统整体架构 (7)
3.3.2.设备数量需求说明 (10)
3.3.3.IPTV系统主要设备规格介绍 (11)
3.3.4.系统主要功能模块介绍 (19)
3.3.5.终端用户界面 (24)
第4章方案所需的设备清单 (27)
4.1 IPTV硬件部分 (27)
4.2 IPTV平台软件部分 (28)
第5章售后服务 (29)
5.1 软件平台服务承诺 (29)
5.2 硬件设备服务承诺 (29)
5.3 系统扩展与升级 (29)
第6章方案总结 (30)
第7章技术交流 (30)
第1章 IPTV介绍
1.1 IPTV简介
IPTV解决方案是基于运营商宽带网络的多媒体业务平台，应用各种多媒体技术为用户提供音视频家庭娱乐的综合性解决方案，利用对称的IP网络的交互特性弥补传统有线电视和基于CATV网络的数字电视的不足，为用户提供全新的多媒体娱乐交互体验。
同时解决了在观看电视节目时播放时间对人们的限制问题，满足了人们收看自由度方面的需求，提供了强大的交互功能，真正实现了媒体提供者和消费者之间实质性互动的功能。
1.2IPTV应用前景和需求
随着全国数字电视改造的大规模开展和电信宽带基础设施的升级，三网融合应用发展迅猛。所以，我们根据国内的实际情况适时推出了高清网络电视平台【IPTV】解决方案，该方案以极高的性价比受到了用户的普遍欢迎。
我们是国内专业从事流媒体技术研发的专业性公司，凭借多年的流媒体技术经验积累，由公司自主开发的IPTV应用平台已经在各领域得到了大规模应用。该平台是
采用符合国际标准的流媒体技术在互联网上实现在线直播和点播应用的平台软硬件产品。
公司依托自身多年积累的流媒体系统开发经验和对IPTV流媒体技术的核心算法研究，使得自身的IPTV流媒体系统与市场同类产品相比有极强的性能优势，并得到了众多用户的认可。
该平台基于Linux操作系统环境，具有电信级的安全性和稳定性，运行可靠，管理方便。由于采用自主研发的网格流媒体技术与CDN【多服务器内容分发与负载均衡】技术，使得该平台可以实现超大规模运营，并为运营商大大节省资源投入，与传统的非商用的流媒体系统相比较，更精确细化的算法使得文件块的请求及校验传输更加准确，这样减少了大量的无效的请求及数据发送，提高了对硬件服务器资源的利用效率，大大节省了网络带宽的占用，为运营商极大地降低了运营成本，深受合作伙伴和广大客户的高度评价。
第2章 项目需求
当前，我们拥有2万联通宽带用户，并且整个网络(从局端到用户终端)可管可控，用户桌面接入带宽达到4Mb/s以上。
基于现有的网络环境，我们需要将广播电视节目推送到用户端，用户端采用Android高清机顶盒终端连接电视机来收看。前期以广播50套电视节目来规划，并在后期需要时随时扩容。
电视节目源：
目前准备采用当地广电提供的家用数字电视机顶盒和卫星电视信号作为节目信号来源。
第3章 系统方案设计
3.1 系统设计原则
1.先进性
为了保障用户的长期投资，我们在设计该方案时，采用了当前最先进的技术和设备来搭建这个平台，可以保障该方案在未来十年左右时间内不会过时。
2.经济性
在该方案中，我们遵循国产设备优先选用的原则，并且，方案中的核心设备均由我公司采用自主核心技术开发生产，在性能和质量上等同于国外高端设备，但是在价格上却不及他们的1/8，因此该方案具有极高的价格优势，能够为用户节省大笔资金投入。
3.安全性
1.由于在网络上提供视频服务，在视频的播放过程中，需要有良好的技术手段来保证服务
器的安全可靠，具备较强的防攻击能力。我们的前端设备采用嵌入式设计，运行嵌入式
Linux系统，服务器端也运行Linux操作系统，因此，设备层的安全系数很高。
2.其次，在系统本身，我们实施了认证和加密处理，从而避免了内容被恶意篡改和非法内
容的传播；
4.稳定性
我们的前端设备和终端设备均采用嵌入式低功耗设计，设备均可以365天不间断运行。并且，在服务器端我们基于Linux操作系统平台搭建，该平台与Windows平台相比，具有更高的稳定性，目前各类重要应用均采用Linux操作系统平台方案，比如银行、交通、公安、司法、政府、电信、广电等行业的运营平台。
5.可管理性
我们将在三方面提供系统的可管理性；
1.首先在内容层面上，我们将提供内容管理系统(Content Management System)，能够提供
从内容组织，内容审核，内容发布和频道控制的管理；
2.其次，我们提供完善的日志(Log)管理系统，能够分析出网络运行过程中的用户访问数
据和系统运行日志信息；
3.最后，我们提供监控系统(Monitoring system)，对整个网络的服务器运行情况和服务运
行情况进行监控和监护；
6.可扩展性
为了保护用户投资，我们的服务平台将能够简单地通过弹性扩张，在用户量和节目数量提升上来，对服务器网络提出更高要求的时候，我们将能够更好地支撑更多的访问用户；这一切将只需要通过简单地增加服务器来实现。对于已经建设的网络不需要进行任何的更改。
3.2 系统设计依据
该系统在视频流编码方面采用符合国际标准的最先进的H.264编码技术，在传输上采用符合国际标准的流媒体传输协议和自主开发的流媒体CDN分发技术进行数据分发，降低投入成本，提高分发效率，使整个系统具备良好的弹性与可控性。
根据我们流媒体服务器的性能指标，保守估算，单台服务器可以支撑1000个用户的并发访问。
3.3 解决方案特色
1、该方案具有电信级的稳定性、安全性和可靠性，相关设备可以全年365天不间断运行；
2、不改变用户以往的体验方式，仍然保持用户使用遥控器和电视机来选择收看自己喜欢的节目；
3、支持高清节目的收视体验，保证与广电的高清数字电视具有同样的收视效果；
4、支持各种基础网络环境。在全程可管可控的网络环境下可以采用组播方式来大规模节省运营成本；在公共互联网环境下可以采用单播方式来实现同样的应用功能。
5、运营单位不仅可以转播广电的数字电视节目，还可以制作和发布自己的电视节目，从而进一步增强了自主性；
6、采用国际上最先进的H.264编解码技术，对用户的带宽资源占用最少；
7、自主研发的编码设备、解码设备均采用嵌入式设计，功耗低，稳定可靠，即插即用，部署灵活；并且具有广播级的图像质量，价格只有国外产品的1/8，比如您可以与草谷(GrassValley)、哈雷(Harmonic)、Envivio等公司的编码服务器产品做实际比较。
8、自主研发的服务器平台基于Linux操作系统，稳定性与安全性极佳，并且可保障全年365天正常运行；
9、整套方案性价比很高，比其它电信IPTV方案提供商【如UT斯达康、华为、中兴通讯等】的产品具有更高的性价比，性能比他们的更强，价格却不足他们的1/8。
3.4 方案整体设计
3.3.1.系统整体架构
根据当前的项目需求情况，我们为此设计了整体架构方案，系统架构图如下：
中小规模应用结构图
大规模应用结构图
方案架构说明：
我们的方案基于用户当前的实际网络情况来设计。
节目源：我们采用广电提供的50套数字电视机顶盒作为节目源。节目源可以为高清
信号或标清信号。
编码服务器：对于每一路节目源，需要一路编码服务器设备实现电视节目的采集编码和压缩功能，进而将原始高码流的数字电视信号转换为H.264标准的低码流的数字信号，用于IP网络传送。
流媒体服务器：用于节目流的内容分发传送功能。
EPG服务器：用于将节目信息在机顶盒端展示和浏览服务。
数据库服务器：用于存储节目信息和用户信息。
管理服务器：用于平台的日常管理工作。
3.3.2.设备数量需求说明
该方案按照当前的实际应用情况来设计，注重实用性和经济性。
1、高清数字编码服务器：
负责对广电提供的数字电视节目源进行信号采集和重新压缩编码，使之变成适合在IP 网络中传输的低码流视频格式，从而减少对网络带宽资源的占用。高清编码服务器采用机架式结构设计，每路节目需要一路编码服务器模块，50套节目需要50路编码服务器模块。对于高清节目源，可以采用高清编码服务器模块；对于标清节目源，可以采用标清编码服务器模块。并且，根据运营需要可以对高标清编码模块进行组合。
2、流媒体服务器：
负责接收编码服务器推送过来的节目内容，并通过网络实时分发给机顶盒终端，他是采用流媒体核心技术搭建的。
数量：2台
3、EPG服务器：
负责为IP机顶盒提供节目导航和浏览功能。
数量：1台。
4、数据库服务器：
负责存储节目信息和终端设备的相关信息。
数量：1台。
5、管理服务器：
用于平台的日常管理工作。
数量：1台
6、区域节点服务器
用于为区域用户提供流媒体内容传送服务，在不支持组播路由的网络环境下使用。如
果网络环境支持组播路由，那么可以省去这部分硬件服务器和相关软件的投入。
数量：根据服务的区域用户数量决定，按照单台服务器支持1000并发用户计算。
7、边缘节点服务器
用于为终极网段用户提供流媒体内容传送服务，在不支持组播路由的网络环境下使
用。如果网络环境支持组播路由，那么可以省去这部分硬件服务器和相关软件的投入。
数量：根据服务的区域边缘用户数量决定，按照单台服务器支持1000并发用户计算。
8、IP机顶盒：
负责通过IP网络接收直播电视节目，并进行实时解码后输出给电视机终端。
数量：每台电视终端需要配置一台IP机顶盒。
3.3.3.IPTV系统主要设备规格介绍
1、机架式IPTV高清编码服务器
概述
先锋H.264高清编码服务器是一款专业的高清音视频编码产品。该产品支持几乎所有模拟及数字音视频输入接口，包括CVBS、YPbPr、SD/HD-SDI、HDMI视频输入接口、平衡/非平衡模拟音频、HDMI、SD/HD-SDI嵌入音频输入接口。
该设备采用Linux 嵌入式架构设计，具有极强的稳定性、可靠性，即插即用。可对标清及高清的音视频进行采集和编码，支持MPEG-4 AVC/H.264编码格式，具有极高的编码压缩效率及极佳的视频质量，可广泛应用于各种数字电视播出系统中。
主要特性
? 支持H.264/AVC High Profile Level 4.1及H.264/AVC High Profile Level 3.0编码，先
进的视频预处理算法
? 音频编码支持MPEG1 Audio Layer 2、AAC ? 支持CVBS 、S-Video 、YPbPr 模拟视频输入 ? 支持HDMI ，HD/SD-SDI 数字视频输入 ? 支持平衡及非平衡模拟音频输入 ? 支持HDMI 、HD/SD-SDI 数字音频输入 ? 支持 PAL 、NTSC 标清视频格式
? 支持高清720P 、1080I 、1080P 视频格式 ? 支持IP 输出TS ，UDP 协议，单播及多播 ? 支持液晶&按键操作 ? 支持网络管理(NMS)
技术指标
CVBS ，BNC 接口 S-Video
YPbPr ，BNC 接口 HD/SD-SDI ，BNC 接口 视频
HDMI
平衡立体声音频，XLR 接头
非平衡立体声音频，BNC 接头
AES / EBU 数字音频，XLR 接头 输入
音频
HD/SD-SDI 内嵌音频
1920×1080_60i 1920×1080_50i 1920×1080_30P 1920×1080_25P 1280×720_60p 1280×720_50p 720×480_60i(NTSC) 720×480_30P(NTSC) 视频分辨率720×576_50i(PAL)
720×576_25P(PAL)
H.264/AVC High Profile Level 4.1(高清)
编码
H.264/AVC High Profile Level 3.0(标清)
码率0.8Mbps~20Mbps
码率控制CBR/VBR
GOP类型IBBP
视频预处理去隔行，噪声抑制，锐化
编码MPEG-1 Layer 2、AAC
采样率48KHz
音频
采样精度24 bit
码率64Kb/s~384Kb/s
2路 ASI输出，BNC接口
TS输出IP输出单节目流，10/100M网口；UDP协议，支持单播
及多播；RTSP协议，支持单播
支持液晶&按键操作，网络管理(NMS)，中英文操作界面系统
可通过网络进行软件升级
尺寸(宽x长x高)482mm×455mm×44.5mm
重量6kg
通用
温度范围0~45℃(工作)，-20~80℃(存储)
电源AC 110V±10%，50/60Hz或AC 220V±10%，50/60Hz
功耗10W
2、便携式高清编码服务器介绍
如上图，这是我公司2010年下半年开发出来的一款业界最小的便携式高清编码设备，它采用超低功耗设计，整机的功率只有3W，主要为移动直播和多终端应用所设计，别看它个子小，功能却更强大，支持1920*1080的高清编码，并且采用H.264 High Profile 编码格式；此外，该设备尺寸很小，180x130x35mm 的外形尺寸和超低重量，使得该设备移动性能非常优越。输出的高清码流可以给PC 与机顶盒终端收看，标清码流可以给3G 移动终端设备收看【如3G 手机、iPad 等】。
此外，该设备具有我们自主开发的去隔行扫描功能。由于国内的高清数字电视标准为1080i，这使得编码后的图像往往会有毛刺现象，我们的设备经过特殊的预处理，可以将1080i 的原始信号编码为1080P 的高清信号。
该设备的编码技术指标如下：
CVBS ，BNC 接口
HD/SD-SDI ，BNC 接口 视频
HDMI
非平衡立体声音频，BNC 接头 输入
音频
HD/SD-SDI 内嵌音频 1920×1080_60i 1920×1080_50i 1920×1080_30P 1920×1080_25P
1280×720_60p
1280×720_50p 720×480_60i(NTSC) 720×480_30P(NTSC)
720×576_50i(PAL) 分辨率
720×576_25P(PAL)
编码
H.264/AVC High Profile Level 4.0(高清)
H.264/AVC High Profile Level 3.0(标清)
码率 0.8Mbps~20Mbps 码率控制 CBR/VBR GOP 类型 IBBP
视频
视频预处理 去隔行，噪声抑制，锐化 编码 MP3、AAC 采样率 48KHz 采样精度 24 bit
音频
码率
64Kb/s~384Kb/s
TS输出IP输出单节目流，10/100M网口；UDP协议，支持单播及多播
中英文操作界面
系统
可通过网络进行软件升级
尺寸(宽x长x高)180mm×130mm×35mm
重量1Kg
温度范围0~45℃(工作)，-20~80℃(存储)
电源DC 12V 3A
通用
功耗3W
3、流媒体服务器
他是负责节目流传输的核心设备，采用通用的服务器硬件、Linux操作系统平台和我们专门研发的高清流媒体软件系统组成。他是整个IPTV平台的核心。技术指标如下：操作系统平台 Linux操作系统（RedHat Linux、CentOS
等）
稳定性和安全性 具有电信级的稳定性和安全性
直播的编码格式 视频：H.264；音频：AAC、MP3
码流封装格式 TS、MP4、3GP
支持的输入协议 支持RTSP、UDP、RTSP等国际标准协议，
并支持多协议同时输入
支持的输出协议 支持RTSP、HTTP、UDP、RTMP协议，并
支持多协议同时输出
多服务器转发功能支持多服务器级联和大规模转发，多服
务器负载均衡
支持的终端类型 IP机顶盒、PC、智能手机、平板电脑等。
如，Windows与Linux平台的PC、iPhone、
iPad、Android平台的终端，Symbian S60
智能手机
支持的前端编码服务器类型 支持标准的电信IPTV硬件编码服务器，支持标清和高清设备、H.264/AAC编码格式、UDP、RTSP输出协议
支持的移动流媒体标准
支持3GPP R5、R6、R7标准 服务器并发性能 单台服务器支持标清节目2000并发 直播延时
2秒以内
应用层适用的传输协议和有效载荷规范
RTSP IETF RFC2326 RTP: H.264 IETF RFC3984, QuickTime Generic RTP
Payload Format
RTP: ACC IETF RFC3640
IETF RFC3016
ISO/IEC 14496-3
RTP: MP3 IETF RFC2250 MPEG-TS ISO/IEC 13818-1 MPEG-TS over RTP IETF RFC2038
4、EPG 服务器
EPG （Electronic Program Guide ）用于机顶盒端的节目浏览和导航功能，他是IPTV 平台的重要组成部分，采用通用的硬件服务器、Linux 操作系统和自主研发的EPG 服务软件组成。
业务流程图如下：
5、数据库服务器
用户节目信息和终端用户信息的存储和备份功能，采用通用的硬件服务器、Linux操作系统和MySQL 数据库软件组成。
6、高清终端解码设备
这款设备主要用来实现IP电视信号的解码功能，用户通过遥控器来控制该设备进行节目的选台播放。
3.3.
4.系统主要功能模块介绍 1、CDN内容分发模块
CDN内容分发功能模块部署在IP网络层之上，经过部署，可以改善流媒体业务的服务质量、并有效降低骨干网带宽压力。其核心功能包括：主动式内容分发和节目的分布式缓存、智能内容路由、就近服务、与流媒体服务子系统的接口等。中心视频分发子系统采用层次性结构，包括流媒体子系统接口层、中心视频分发中心节点层、地域节点层和边缘缓存服务器层。
CDN分发策略
策略一：视频资源集中存储
由主服务器依据分发设置的点播频率定时向负载服务器分发。如图所示
具体实现如下：
1．用户通过EPG站点点播节目，发送点播请求到中心主服务器。
2．主服务器发现需要进行负载均衡的节目，并查询节目分发表，将此节目发送到负载服务器，并设定好节目的位置信息。
3．用户的请求由负载服务器进行响应。
4．负载服务器在本地发送流媒体节目文件，将节目内容发送给最终用户。
策略二：视频资源分散存储
主服务器，负载服务器都有文件分发功能，每一个服务器存储的节目都不一样，节目成分布式存储，但用户看到的是其权限内所有的节目。如图所示：