家庭寬帶互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用網(wǎng)接視頻流量方案

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摘要：互聯(lián)網(wǎng)電視已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，為人們的生活帶來了便利。在這個過程中必須不斷提高寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的運行質(zhì)量，才能進(jìn)一步提高互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的質(zhì)量。文章簡要介紹了互聯(lián)網(wǎng)電視的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)提出了基于家庭寬帶的互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用網(wǎng)接視頻流量優(yōu)化方案，希望能夠更好地滿足網(wǎng)間流量效率的需求，降低網(wǎng)間結(jié)算成本、提升用戶體驗。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)監(jiān)視頻流量；互聯(lián)網(wǎng)電視；家庭寬帶

所謂的家庭寬帶類應(yīng)用指的是以寬帶網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)關(guān)為基礎(chǔ)的各類增值服務(wù)，其中以互聯(lián)網(wǎng)電視為主。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過程中，我國互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的使用量和用戶數(shù)量都在迅速增加，互聯(lián)網(wǎng)電視涉及的業(yè)務(wù)領(lǐng)域也較多。為了保障互聯(lián)網(wǎng)電視的服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)一步提高寬帶網(wǎng)絡(luò)運行的服務(wù)質(zhì)量，結(jié)合筆者的自身工作經(jīng)驗，提出了基于家庭寬帶的互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用網(wǎng)監(jiān)視頻流量優(yōu)化方案。

1基于家庭寬帶的互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用以寬帶網(wǎng)絡(luò)和寬帶應(yīng)用型家庭網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用設(shè)備為基礎(chǔ)，其顯示終端為電視機(jī)，向用戶家庭提供可點播、高清互聯(lián)網(wǎng)電視節(jié)目，以及其他的相關(guān)服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)具有很強(qiáng)的粘性，用戶服務(wù)涉及環(huán)節(jié)較多，包括平臺服務(wù)、骨干傳輸、網(wǎng)絡(luò)匯聚、小區(qū)寬帶接入、終端家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)中容易對互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的質(zhì)量造成問題的環(huán)節(jié)，主要是匯聚傳輸以及家庭內(nèi)部環(huán)節(jié)。圖1為互聯(lián)網(wǎng)電視的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)圖1所示，家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺包括以下幾個方面的內(nèi)容：屏幕管理模塊、終端管理模塊、計費管理模塊、訂購關(guān)系管理模塊、針對互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用的認(rèn)證模塊。與家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺接口的平臺和系統(tǒng)包括以機(jī)頂盒為主的寬帶應(yīng)用型家庭網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用設(shè)備、CDN（ContentDeliveryNetwork，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)）、支撐系統(tǒng)、集成播控平臺。家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺的功能包括屏幕管理、終端管理、業(yè)務(wù)訂購關(guān)系管理、用戶退訂/訂購業(yè)務(wù)并轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)訂購請求、用戶/終端認(rèn)證、終端開通等等[1]。如圖1所示，互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用系統(tǒng)的分發(fā)控制平臺主要包括內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和訪問控制模塊，內(nèi)容實體和內(nèi)容元數(shù)據(jù)通過集成播控平臺接口傳送到分發(fā)控制平臺，由其進(jìn)行分發(fā)。用戶的視頻點播請求、訂購關(guān)系查詢訂購/退訂信息有訪問控制模塊負(fù)責(zé)接收，并進(jìn)行相關(guān)的業(yè)務(wù)鑒權(quán)處理和用戶認(rèn)證。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的功能主要是提供實際的流數(shù)據(jù)服務(wù)和用戶調(diào)度。寬帶應(yīng)用型家庭網(wǎng)關(guān)分體機(jī)中的應(yīng)用設(shè)備又被稱為終端，既包括機(jī)頂盒，也包括預(yù)置的互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用客戶端。在機(jī)頂盒中對家庭網(wǎng)關(guān)管理的平臺地址進(jìn)行預(yù)置之后，機(jī)頂盒就可以對家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺進(jìn)行交互，從而具備終端管理和用戶認(rèn)證的功能。要在客戶端中對集成播控平臺的地址進(jìn)行預(yù)置，就可以通過集成播控平臺對EPG頁面進(jìn)行獲取。用戶的點播鑒權(quán)處理、訂購關(guān)系查詢、訂購/退訂請求主要是由客戶端通過訪問控制模塊來實現(xiàn)?？蛻舳丝梢詫?nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問，從而得到視頻流服務(wù)。內(nèi)容實體和內(nèi)容元數(shù)據(jù)由集成播控平臺向分發(fā)控制平臺和家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺提供的，集成播控平臺還要將EPG頁面提供給互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用客戶端，包括收藏、書簽、節(jié)目列表、欄目列表等[2]。在內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）的系統(tǒng)架構(gòu)中，主要包括OMS（運營管理）、SNS（服務(wù)節(jié)點）、CCS（內(nèi)容中心）、GSLB（全局調(diào)度），不同的系統(tǒng)具備不同的功能。CDN系統(tǒng)的全局調(diào)度與控制功能是由全局調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)的，全局調(diào)度系統(tǒng)也是終端訪問的統(tǒng)一入口。全局調(diào)度系統(tǒng)的功能模塊包括節(jié)點資源管理、調(diào)度策略管理、用戶請求調(diào)度。內(nèi)容中心系統(tǒng)的功能主要是通過上一級內(nèi)容源獲取相應(yīng)的內(nèi)容，并對其進(jìn)行存儲，然后將內(nèi)容提供給下級節(jié)點。內(nèi)容中心系統(tǒng)的功能模塊包括內(nèi)容分發(fā)、內(nèi)容管理、內(nèi)容存儲、內(nèi)容處理、內(nèi)容刪除、內(nèi)容注入等。以實際運營部署需求為依據(jù)，還可以對全網(wǎng)內(nèi)容中心開展進(jìn)一步的部署，在其下層布置區(qū)域內(nèi)容中心。CDN系統(tǒng)內(nèi)的全量內(nèi)容由全網(wǎng)內(nèi)容中心負(fù)責(zé)存儲，該區(qū)域內(nèi)的熱點內(nèi)容則由區(qū)域內(nèi)容中心負(fù)責(zé)存儲。服務(wù)節(jié)點系統(tǒng)的主要功能是對熱點內(nèi)容進(jìn)行緩存，并將媒體服務(wù)提供給終端用戶。服務(wù)節(jié)點系統(tǒng)的功能模塊包括訪問控制、媒體服務(wù)、內(nèi)容處理、本地調(diào)度、內(nèi)容緩存、內(nèi)容分發(fā)。

2基于家庭寬帶的互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用網(wǎng)接視頻流量優(yōu)化方案

2.1方案背景

在對網(wǎng)店視頻流量進(jìn)行優(yōu)化之前，需要較高的網(wǎng)間流量成本來支撐互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，用戶每月支付的網(wǎng)間結(jié)算費用增幅較快，每年增幅超過250%。而且網(wǎng)間流量增幅也超過了150%。在這種情況下網(wǎng)間流量具有超差的服務(wù)質(zhì)量，單跳時延自閑時已經(jīng)達(dá)到了30-110ms，存在著調(diào)度不合理的問題，不能掌握向往的有內(nèi)容和業(yè)務(wù)布局。由于未能實現(xiàn)視頻資源的最佳調(diào)度，沒有形成統(tǒng)一接口，ICP統(tǒng)一接口沒有建立，導(dǎo)致故障投訴處理困難，也不能向ICP傳遞全網(wǎng)最新地址變更信息[3]。當(dāng)前主要有3種主流視頻業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)模式：①P2P模式。該模式的每個節(jié)點既是客戶端又是服務(wù)器，具有比較復(fù)雜的算法，服務(wù)器壓力較小。②P2S模式。在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中，純P2S模式已經(jīng)在逐漸萎縮，該技術(shù)簡單、成熟，由服務(wù)器提供客戶端流量，但服務(wù)器要承受較大的壓力。③P2SP模式。該模式出現(xiàn)較晚，能夠?qū)2P和P2S模式的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行融合。當(dāng)前的主流模式是P2SP模式。

2.2優(yōu)化方案

根據(jù)網(wǎng)接視頻流量優(yōu)化方案，對統(tǒng)一回源基礎(chǔ)進(jìn)行部署，將原有的4個奇藝、風(fēng)行回源點簡化為2個，將原有的5個搜狐影音回源點簡化為1個，對電影網(wǎng)、暴風(fēng)、百度影音進(jìn)行統(tǒng)一回源，將25個PPTV回源點簡化為1個。①調(diào)度地址的配置要求：ICP調(diào)度服務(wù)器地址不得采用NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)的出口疏導(dǎo)或從第三方出口。②DNS配置要求：DNS解析請求報文不得采用NAT轉(zhuǎn)換技術(shù)的出口疏導(dǎo)或從第三方出口。③調(diào)度域名緩存要求：確保ICP調(diào)度的域名不被緩存，使用Webcache對防盜鏈機(jī)制進(jìn)行完善，對用戶服務(wù)日志進(jìn)行完成，從而進(jìn)行緩存管理和內(nèi)容的主動注入，最后完成狀態(tài)報告。在關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和承載網(wǎng)位置建立撥測點，主要功能是對內(nèi)容傳輸網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量進(jìn)行實時檢測，并進(jìn)行自動化業(yè)務(wù)撥測和定期報告。制定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的控制指標(biāo)：單個TCP連接帶寬不得低于4Mbit/s、最大網(wǎng)絡(luò)抖動為60ms、最大丟包率為1.25%、網(wǎng)絡(luò)延時為30-100ms。制定業(yè)務(wù)體驗質(zhì)量指標(biāo)：開機(jī)響應(yīng)時間為50秒、最長點播響應(yīng)時間為4秒、最長訪問EPG響應(yīng)時間為2秒。測試應(yīng)用應(yīng)該包括點播服務(wù)和電視回看，其功能包括標(biāo)題直播、標(biāo)清點播、高清直播、高清點播。在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量一般、帶寬滿足大于2.5Mbit/s，的情況下，可以保障標(biāo)清視頻的播放服務(wù)質(zhì)量。在標(biāo)清直播和標(biāo)清點播中，如果帶寬不小于3Mbit/s，即使網(wǎng)絡(luò)丟包、延時和抖動有一定的增加也不會影響視頻的質(zhì)量，但是會對低帶寬的用戶體驗造成直接影響。如果網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較好，而且?guī)挻笥?Mbit/s，高清直播的質(zhì)量也不會受到影響。但是如果4M環(huán)境中具有較差的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，或者帶寬較低，也會影響到用戶體驗。通過對資源進(jìn)行引入、共享、深化以及統(tǒng)一回源，視頻質(zhì)量和流量本網(wǎng)率均有了有效的提高。對統(tǒng)一回源技術(shù)進(jìn)行部署之后，對PPTV網(wǎng)絡(luò)電視、電影網(wǎng)播放器、風(fēng)行、暴風(fēng)影音、搜狐影音、百度影音、奇藝影音等內(nèi)容流量進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)這7個視頻網(wǎng)站的網(wǎng)間流量幅度均有了大幅度的下降，平均下載速度、視頻總緩沖時長、視頻首幀顯示時長、平均播放停頓次數(shù)、用戶感知均有了明顯的改善，獲得了良好的優(yōu)化效果。

3結(jié)語

我國家庭寬帶的應(yīng)用有了越來越豐富的內(nèi)容，電商購物、無線城市、家庭安防、高清視頻電話都有較高的網(wǎng)站流量效率需求。在家庭寬帶的應(yīng)用越來越豐富的情況下，本文提出了網(wǎng)接視頻流量優(yōu)化方案，并取得了較好的優(yōu)化效果。

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作者：佟欣諾 吳念達(dá) 單位：中國移動通信集團(tuán)吉林有限公司通化市分公司