互聯網電視技術發展研究

彭 霞

（中國移動通信集團遼寧有限公司，遼寧 沈陽 110179）

1 互聯網電視業務概述

互聯網電視即OTT TV（Over the Top TV），是一種基于開放互聯網的各種視頻及數據服務業務，通過公共互聯網提供面向電視傳輸視頻和互聯網應用的融合服務。相對于傳統數字電視，互聯網電視為用戶提供更多的視頻播放模式，包括直播、點播、回看及時移等，同時提供視頻快進、快退、暫停等功能。互聯網電視的接收終端可以是機頂盒+電視機、互聯網電視一體機或平板電腦等便攜式顯示終端，服務提供方為電信運營商、視頻媒體網站及電視節目制作方等。我國對互聯網電視的業務供應商有著嚴格的要求，由國家廣播電視總局頒發牌照的播出機構提供。起初，運營商只為互聯網電視業務提供網絡接入技術支持，近年來運營商不斷拓寬網絡部署邊界，將高速網絡廣泛覆蓋到城鎮、鄉村，并大力發展互聯網電視等業務。截止目前，國家廣播電視總局共頒發了7 張互聯網電視牌照，包括中央電視臺未來電視（CNTV）、上海百視通、華數TV、央廣銀河電視（GITV）、中國國際廣播電視臺（CIBN）、芒果TV 以及南方傳媒[1]。

2 互聯網電視關鍵技術

互聯網技術的不斷優化、創新，為電視這項傳統業務帶來了新的發展方向。本文將詳細介紹互聯網電視的幾個關鍵技術。

2.1 內容分發網絡

訪問互聯網資源時，用戶與內容資源服務器地域間物理距離較遠，需要進行多次網絡轉發，導致傳輸延時較高且不穩定。當用戶使用的寬帶運營商與內容資源服務器所在運營商不同時，訪問請求需要在運營商之間進行互聯轉發，這種情況往往會給用戶帶來慢響應感知。在信息化時代，人們對熱點信息的敏感度大大提升，往往會出現在某一時間段內大量訪問相同資源的情況，內容網站將面臨巨大的壓力。內容資源服務器的網絡帶寬、處理能力有限，當接收到海量用戶請求時，會導致服務器響應速度降低、可用性降低，甚至導致無法為用戶提供服務。

內容分發網絡技術的出現，有效解決了上述問題。內容分發網絡即Content Delivery Network，簡稱CDN。在現有基礎網絡之上，CDN 通過建立分布式的內容分發節點，緩存熱點內容，均衡調度用戶請求，從而達到提升用戶訪問感知、降低服務器負荷的效果。內容分發網絡的核心價值是以存儲換帶寬，將服務器部署在離用戶更近的位置，并提前緩存用戶需要的內容資源至邊緣服務器。這樣，用戶請求內容時，服務器便可按照指定策略將用戶請求自動指向到全局最優的邊緣節點，由該節點就近為用戶提供互聯網內容服務，工作模式如圖1 所示。

圖1 內容分發網絡的工作模式

隨著用戶對業務質量的要求不斷提高，內容分發網絡顯得愈加重要。其既能夠壓縮城域網、傳送網的帶寬，又可以提升用戶感知。隨著視頻清晰度不斷提高，視頻資源越來越大。由于視頻傳輸對于網絡帶寬、延時、丟包率等都有很高的要求，內容分發網絡技術的出現，從應用層面為視頻的穩定傳輸提供了一定的保障[2]。在互聯網電視業務中，內容分發網絡一般采用多級架構，一般分為中心節點、地市節點及區縣節點。通過建設多級架構的內容分發網絡，有效降低了上行鏈路的視頻流量，能夠讓用戶的請求在節點內部得到響應，實現內容的就近訪問，提高了用戶訪問響應速度和命中率，避免因鏈路擁塞造成訪問時延變大等感知問題。

2.2 智能調度

雖然內容網絡技術已經解決用戶的基本內容就近訪問問題，但是每個節點、每臺服務器的負荷因其緩存的內容熱度不同而各不相同，導致有些節點、服務器會出現因負荷過高而無法正常提供服務的情況。通過日常的流量數據統計發現，視頻業務的流量占比已經超過50%，但由于業務發展的不均衡，各節點的利用率并不均衡。在國慶、春節、閱兵、建黨100 周年、開學第一課等重要保障時期，運維人員需要時刻關注系統運行情況。面對突發情況，運維人員需根據當前的業務情況重新設置調度策略，往往無法滿足快速解決問題的時效性，導致部分用戶無法正常訪問業務。

以提高運維智能化、自動化能力為目標，為避免出現單臺服務器流量過高引起的業務質量下降等情況，互聯網電視依托智能調度技術，有效解決了突發流量導致個別服務器流量激增而引起告警甚至影響服務的問題[3]。

為了保證智能調度實時性，ELK（Elastic Logstash Kibana）日志分析技術為提高計算節點利用率、服務器吐流、頻道熱度等業務數據的效率提供了技術支持，可以實現分鐘粒度的計算結果呈現，將數據結果傳遞給智能調度模塊，為后續實現調度調優提供精確的數據支撐。在計算業務數據時，需要將用戶IP 地址按照寬帶接入服務器（Broadband Remote Access Server,BRAS）維度進行精細化劃分，從IP、BRAS、設備3 個維度，實時對海量互聯網電視日志進行統計。這類數據結果能夠滿足BRAS 級別用戶的精確調度，從而實現某個內容分發網絡邊緣節點下的部分用戶調度至其他邊緣節點。

智能調度利用實時計算結果，通過算法自動找出業務量不均衡的節點、被調度的用戶群以及調度目的節點，將調度決策生成為調度配置，利用標準的WebService 接口與內容分發網絡調度網管對接，實現調度指令的快速下發，完成設備上熱門頻道的多分布，刪除冷門頻道節省服務器資源，最終實現節點間、設備間的流量調度，從而達到節點內的流量相對均衡，提升互聯網電視業務的可用性，完善互聯網電視業務的應急能力。

2.3 故障自愈

隨著互聯網電視業務的發展，用戶量、用戶活躍度逐漸提升，互聯網電視業務流量在重點節假日時已經占據全網總流量的50%。根據統計數據，高峰期往往出現在日常下班后或者法定節假日。為此，運維人員需要投入額外的工作精力、時間保障互聯網電視業務穩定運行。因此，互聯網電視業務亟需故障自愈的能力，以解決運維人員“日常工作8 小時”之外的維護工作，實現故障處理從“人工處理”到“無人值守”的變革，提升企業的服務可用性，降低故障處理的人力投入[4]。

互聯網電視業務全流程涉及接入網、承載網、電子節目指南（Electrical Program Guide，EPG）、直播源、電視業務平臺、內容分發網絡、域名系統（Domain Name System，DNS）、動態主機配置協議（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）等 多套系統，如圖2 所示。在投訴、故障發生時，快速定位、快速恢復業務的能力至關重要。故障自愈作為行業內領先的故障自動化處理解決方案，通過與電視業務相關系統完成告警對接，實現對相關系統的統一監控、預診斷分析，將運維人員的經驗及操作過程抽象、固化為程序處理，并與相關系統打通接口，實現故障的自動恢復。

圖2 互聯網電視業務全流程

故障自愈主要分為4 個環節。第一是通過與各業務系統對接，周期性地從各大監控系統中獲取告警，解析告警所屬的業務、系統、設備，為之后采取措施奠定基礎。第二是經過告警收斂、過濾，確認是否有大批量相同業務、系統、設備出現問題，定位故障出現范圍，確保告警真實有效，避免出現誤告警導致的誤操作，從而影響業務。第三是梳理不同故障場景的處理思路，制定故障自愈的處理指令，與告警進行綁定，生成故障自愈方案。第四是通過企業微信、郵件等方式，對故障自愈的處理結果進行實時通報，若故障自愈失敗，運維人員能夠快速了解情況，并進行人為干預。

3 互聯網電視運營模式

在傳統的運營模式中，每一家牌照方會提供獨立的軟件包、獨立的用戶和產品體系，使用獨立的專題、獨立的欄目、獨立的產品，各自為政，缺少統一運營，影響用戶體驗，面臨廣電政策監管和市場競爭等問題。如何使互聯網電視在滿足政策條件的基礎上拓展市場規模，是互聯網電視面臨的一個重點問題。因而，當前更多牌照方選擇與運營商合作，依托運營商豐富的網絡資源和發展渠道，運營互聯網電視[5]。融合運營模式可將不同牌照方的優勢內容資源整合，打造一個統一的平臺，提供一個包含統一桌面、大數據平臺、廣告平臺、搜索平臺等功能的產品，減少不同平臺間的交互，安全性更強，數據準確性更高，能夠為用戶提供更加精準的個性化推薦。對于多個牌照方都能夠提供的內容，采取優勝劣汰、搶先注入的模式，形成正向競爭，從根本上節約內容分發網絡的成本，實現降本增效[6]。

4 結語

當前，互聯網電視作為互聯網技術與傳統電視技術結合的產物，正在不斷地拓寬家庭市場，但國家廣播電視總局對互聯網電視的管控也越來越嚴格。在三網融合的背景下，保證內容安全傳播的同時，為用戶提供豐富的視頻內容，實現產業鏈上各合作方的共贏，是業內人士亟需解決的課題之一。運營商應該充分利用基礎網絡覆蓋的優勢，結合先進的互聯網技術，探索交互式應用落地，持續推動互聯網電視向數字化、智能化、自動化轉變，通過產業協同、技術演進等舉措，打造互聯網電視的自智能力，為用戶提供高品質、高價值的媒體服務。