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(wàn)戶，為人們的生活帶來(lái)了便利。在這個(gè)過(guò)程中必須不斷提高寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的運(yùn)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(jiǎn)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(yàn)。

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(guò)程中，我國(guó)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(yùn)行的服務(wù)質(zhì)量，結(jié)合筆者的自身工作經(jīng)驗(yàn)，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?jī)?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(diǎn)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(tái)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(duì)互聯(lián)網(wǎng)電視業(yè)務(wù)的質(zhì)量造成問(wèn)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(tái)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：屏幕管理模塊、終端管理模塊、計(jì)費(fèi)管理模塊、訂購(gòu)關(guān)系管理模塊、針對(duì)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(tái)接口的平臺(tái)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(tái)。家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)的功能包括屏幕管理、終端管理、業(yè)務(wù)訂購(gòu)關(guān)系管理、用戶退訂/訂購(gòu)業(yè)務(wù)并轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)訂購(gòu)請(qǐng)求、用戶/終端認(rèn)證、終端開(kāi)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(tái)主要包括內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)和訪問(wèn)控制模塊，內(nèi)容實(shí)體和內(nèi)容元數(shù)據(jù)通過(guò)集成播控平臺(tái)接口傳送到分發(fā)控制平臺(tái)，由其進(jìn)行分發(fā)。用戶的視頻點(diǎn)播請(qǐng)求、訂購(gòu)關(guān)系查詢訂購(gòu)/退訂信息有訪問(wèn)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(shí)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(duì)家庭網(wǎng)關(guān)管理的平臺(tái)地址進(jìn)行預(yù)置之后，機(jī)頂盒就可以對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)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(duì)集成播控平臺(tái)的地址進(jìn)行預(yù)置，就可以通過(guò)集成播控平臺(tái)對(duì)EPG頁(yè)面進(jìn)行獲取。用戶的點(diǎn)播鑒權(quán)處理、訂購(gòu)關(guān)系查詢、訂購(gòu)/退訂請(qǐng)求主要是由客戶端通過(guò)訪問(wèn)控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)?？蛻舳丝梢詫?duì)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，從而得到視頻流服務(wù)。內(nèi)容實(shí)體和內(nèi)容元數(shù)據(jù)由集成播控平臺(tái)向分發(fā)控制平臺(tái)和家庭網(wǎng)關(guān)管理平臺(tái)提供的，集成播控平臺(tái)還要將EPG頁(yè)面提供給互聯(lián)網(wǎng)電視應(yīng)用客戶端，包括收藏、書(shū)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(yùn)營(yíng)管理）、SNS（服務(wù)節(jié)點(diǎn)）、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(shí)現(xiàn)的，全局調(diào)度系統(tǒng)也是終端訪問(wèn)的統(tǒng)一入口。全局調(diào)度系統(tǒng)的功能模塊包括節(jié)點(diǎn)資源管理、調(diào)度策略管理、用戶請(qǐng)求調(diào)度。內(nèi)容中心系統(tǒng)的功能主要是通過(guò)上一級(jí)內(nèi)容源獲取相應(yīng)的內(nèi)容，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)，然后將內(nèi)容提供給下級(jí)節(jié)點(diǎn)。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(chǔ)、內(nèi)容處理、內(nèi)容刪除、內(nèi)容注入等。以實(shí)際運(yùn)營(yíng)部署需求為依據(jù)，還可以對(duì)全網(wǎng)內(nèi)容中心開(kāi)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?jī)?nèi)容由全網(wǎng)內(nèi)容中心負(fù)責(zé)存儲(chǔ)，該區(qū)域內(nèi)的熱點(diǎn)內(nèi)容則由區(qū)域內(nèi)容中心負(fù)責(zé)存儲(chǔ)。服務(wù)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的主要功能是對(duì)熱點(diǎn)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(diǎn)系統(tǒng)的功能模塊包括訪問(wèn)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?jī)?yōu)化方案

2.1方案背景

在對(duì)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(lái)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(fèi)用增幅較快，每年增幅超過(guò)250%。而且網(wǎng)間流量增幅也超過(guò)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(shí)延自閑時(shí)已經(jīng)達(dá)到了30-110ms，存在著調(diào)度不合理的問(wèn)題，不能掌握向往的有內(nèi)容和業(yè)務(wù)布局。由于未能實(shí)現(xiàn)視頻資源的最佳調(diào)度，沒(méi)有形成統(tǒng)一接口，ICP統(tǒng)一接口沒(méi)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(gè)節(jié)點(diǎn)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(guò)程中，純P2S模式已經(jīng)在逐漸萎縮，該技術(shù)簡(jiǎn)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(shì)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?jī)?yōu)化方案，對(duì)統(tǒng)一回源基礎(chǔ)進(jìn)行部署，將原有的4個(gè)奇藝、風(fēng)行回源點(diǎn)簡(jiǎn)化為2個(gè)，將原有的5個(gè)搜狐影音回源點(diǎn)簡(jiǎn)化為1個(gè)，對(duì)電影網(wǎng)、暴風(fēng)、百度影音進(jìn)行統(tǒng)一回源，將25個(gè)PPTV回源點(diǎn)簡(jiǎn)化為1個(gè)。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(qǐng)求報(bào)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(duì)防盜鏈機(jī)制進(jìn)行完善，對(duì)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(dòng)注入，最后完成狀態(tài)報(bào)告。在關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和承載網(wǎng)位置建立撥測(cè)點(diǎn)，主要功能是對(duì)內(nèi)容傳輸網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并進(jìn)行自動(dòng)化業(yè)務(wù)撥測(cè)和定期報(bào)告。制定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的控制指標(biāo)：?jiǎn)蝹€(gè)TCP連接帶寬不得低于4Mbit/s、最大網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)為60ms、最大丟包率為1.25%、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)為30-100ms。制定業(yè)務(wù)體驗(yàn)質(zhì)量指標(biāo)：開(kāi)機(jī)響應(yīng)時(shí)間為50秒、最長(zhǎng)點(diǎn)播響應(yīng)時(shí)間為4秒、最長(zhǎng)訪問(wèn)EPG響應(yīng)時(shí)間為2秒。測(cè)試應(yīng)用應(yīng)該包括點(diǎn)播服務(wù)和電視回看，其功能包括標(biāo)題直播、標(biāo)清點(diǎn)播、高清直播、高清點(diǎn)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(diǎn)播中，如果帶寬不小于3Mbit/s，即使網(wǎng)絡(luò)丟包、延時(shí)和抖動(dòng)有一定的增加也不會(huì)影響視頻的質(zhì)量，但是會(huì)對(duì)低帶寬的用戶體驗(yàn)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(huì)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(huì)影響到用戶體驗(yàn)。通過(guò)對(duì)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(duì)統(tǒng)一回源技術(shù)進(jìn)行部署之后，對(duì)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(gè)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(shí)長(zhǎng)、視頻首幀顯示時(shí)長(zhǎng)、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(yǔ)

我國(guó)家庭寬帶的應(yīng)用有了越來(lái)越豐富的內(nèi)容，電商購(gòu)物、無(wú)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(lái)越豐富的情況下，本文提出了網(wǎng)接視頻流量?jī)?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(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)吉林有限公司通化市分公司