基于IPTV 的教育信息發布平臺的設計和應用

國家廣播電視總局七二五臺 董健紳

本文分析了廣播發射臺業務內網覆蓋面上的不足以及職工教育、黨建業務等方面的視頻學習需求和業態信息便捷獲取需求，尋求考慮業務內網安全性下的解決方案，結合臺站有線電視接收系統升級改造的契機，設計、實施基于IPTV 的教育信息發布平臺，并介紹了應用效果。

隨著信息化建設地推進，廣播發射臺值班宿舍、后勤區域已覆蓋互聯網，能方便地獲取信息資訊。但業務內網出于安全考慮，并未覆蓋上述區域，業務內網上公告公示、安全教育、黨建視頻學習等大量的信息不能直達受眾。而且值班工作24h 倒班的特點，不便于值班員及時了解臺內各方面的業務動態；人員集中時間較少，客觀上也給文件傳達、崗位培訓、安全教育等活動帶來一些困難。因此我臺借有線電視接收系統升級的契機，對信息發布、崗位培訓、安全教育等業務音視頻點播需求進行了梳理和分析，結合臺內網絡部署情況，設計了合適的解決方案，實施了教育信息發布平臺。

1 系統設計

1.1 功能設計

功能架構如圖1 所示。在用戶層支持PC 端瀏覽器、多媒體終端機頂盒接入，通過HTTP 協議可訪問后臺管理系統和門戶系統，服務層按照功能將應用系統進行劃分，包括公告公示、視頻點播、崗培學習、電視直播管理及轉發等功能模塊。數據層是整個平臺數據資源的保障。從整體結構上劃分，數據資源分基礎的結構型資源和非結構型資源兩類，對于非結構型資源可以通過基礎內容管理平臺進行有效的管理維護，從而供終端有效的查詢瀏覽；對于結構型數據可進行有效的分類，具體如授權用戶數據、轉發節目信息數據等，從而進行有效的管理維護[1]。基礎環境層是平臺搭建的基礎保障，包含了網絡、存儲、服務器、操作系統以及前端機房建設、安全設備建設等，通過全面的基礎環境的搭建，為整個平臺的全面建設打下基礎。

圖1 系統功能架構Fig.1 System functional architecture

系統主要功能特點如下：

（1）作為臺站信息發布平臺，及時、高效傳達臺內動態信息。系統采用簡單易用的B/S 架構，基于網絡平臺，可以有效整合臺內多媒體資源，實現遠程制作、發布、管理和隨時更新臺內時政、信息。在保證內容播出安全的同時，還能實現臺區、丙區用戶的高清晰數字電視收看；信息發布不僅支持各類格式的音視頻、文字、文檔、圖片等，還充分融合了各類新聞、公告、滾動字幕、緊急通知、攝像采集、電視信號傳輸、現場直播等流媒體信息。

（2）豐富臺站教育手段，靈活開展崗位培訓、警示教育、黨建學習。平臺設計了在線學習板塊，通過上傳、存儲豐富的視頻學習資料，有行業系統內和自臺錄制的崗位培訓視頻、安全保衛保密教育視頻、黨務黨建學習視頻等，職工足不出戶即可方便、靈活點播視頻學習，相關點播記錄可統計出終端點播學習情況。

（3）配置靈活，便于開展視頻直播、點播、轉播。平臺前端接入臺站電視接收系統，使用的設備如衛星電視碼流機和編碼器支持IP 組網，輸出的TS 傳輸流，打包IP 數據流接入平臺，可進行數字電視視頻轉播、現場視頻直播。平臺內豐富的電影、娛樂節目等視頻資源支持視頻點播。

（4）兼容臺站電視接收系統，在網內播出數字電視節目。由于發射臺高頻干擾環境，系統全程數字化傳送，抗干擾能力強，保障節目可用度。數字電視節目以多節目傳輸流MPTS 進行UDP 組播的方式傳送，用戶終端信號穩定、圖像清晰。

（5）具有足夠冗余，擴展良好，接入便捷的特點。平臺建設充分考慮了擴展性，預留軟硬件接口方便擴容；在臺站風采、陽光臺務、在線學習等各功能模塊可自定義增減軟件功能模塊，按需靈活調整。

1.2 系統構成

系統主要由前端設備、傳輸網絡、轉發系統、門戶、后臺管理系統及終端設備等部分組成。系統框圖如圖2所示。

圖2 系統框圖Fig.2 System diagram

前端設備主要有解碼、解擾、編碼設備，為系統提供直播節目。DVB 碼流機接收來自衛星的直播電視節目。碼流機直接解調為TS 傳輸流，支持SPTS（單節目傳輸流）和MPTS（多節目傳輸流）兩種格式，提供網絡出口打包節目為IP 數據流，支持TCP、UDP 單播和UDP組播以及RTP 等傳輸協議。每臺碼流機可接收多顆衛星7 個頻點的電視節目，可達十多套節目[2]。

音視頻輸出設備提供CCTV1、3、5、6、8 等加擾頻道節目，由衛星電視接收機+解擾卡解決，解調后輸出音視頻信號到編碼器，對音視頻信號進行編碼打包為IP 數據流。標清編碼器將音視頻信號進行數字化、H264 編碼，輸出IP 數據流，并以UDP 組播的方式輸出到核心交換機。電視加擾頻道經解擾后的音視頻信號和臺內直播現場音視頻進行H264 編碼后接入系統，編碼器通過預留接口接入直播現場音視頻。

傳輸網絡全IP 組網，以太網三層核心千兆交換機劃分VLAN 子網，設置訪問策略，分別隔離前端和終端設備。接入千兆交換機部署在臺區不同樓層和丙區職工宿舍，分別通過光纜或超6 類雙絞線連接核心交換機和終端。

轉發系統和后臺管理系統運行在虛擬機上，通過服務器虛擬技術在裸機上運行VMware vSphere 軟件。ESXi服務器虛擬化硬件資源，通過VMware vSphere Client遠程創建、管理虛擬機。兩臺虛擬機分別安裝Linux 系統和Windows 系統，運行視頻直播轉發服務器和系統門戶、后臺管理系統[3]。Linux 系統構建功能化、模板化后臺統一管理。直播轉發服務器采用Linux 系統，通過網口接收衛星接收機和標清編碼器的數據，并提供流媒體服務，響應終端設備的流媒體請求。

終端設備支持PC 端瀏覽器、多媒體機頂盒，多媒體機頂盒支持H.264 解碼，網絡帶寬要求低，嵌入式Linux操作系統，操作界面支持Ajax 技術，EPG 展示更友好，操作更方便。機頂盒通過HTTP 協議向直播轉發服務器請求流媒體數據，并對音視頻數據進行H.264 解碼，輸出到高清HDMI 接口，通過電視機呈現用戶。

1.3 系統實施情況

我臺教育信息發布平臺前端電視接收有3 副衛星天線、5 臺衛星接收碼流機、1 臺編碼器，分別接收中星6A、中星6B、亞7 信號，共53 套數字電視節目，CCTV1、3、5、6、8 臺由衛星接收機+解擾卡接收。標清編碼器對解擾節目和直播節目轉碼后輸出IP 數據流在系統內直播。傳輸網絡由6 臺華為S5700 系列千兆交換機組成，其中2 臺增強型交換機作為臺區、丙區核心交換機，其他4 臺接入交換機，通過光纜接入三層核心交換機，系統共接入了2 個臺區138 臺機頂盒終端和若干PC 終端。一臺物理服務器通過虛擬機安裝Windows 系統、Linux 系統分別部署后臺管理系統、直播轉發系統，4 個千兆網卡分別連接核心交換機前端設備VLAN 和終端設備VLAN，以增強網絡可靠性和安全性，如圖3 所示。

圖3 系統實施情況簡圖Fig.3 System implementation overview

2 應用效果

系統建成投入使用一年多以來，運行穩定，終端音視頻信號清晰，操作簡單方便。作為臺內音視頻、圖片、文檔等多媒體信息統一發布平臺，對公告公示、崗位培訓、安全警示教育、黨建視頻學習等業務進行了有效整合，目標受眾使用機頂盒+電視機或者網絡終端接收網絡IP 數據流，聯接專用網絡方便地獲取工作動態、培訓資料、黨建課件等信息，直播點播功能可以收看數字電視和點播視頻，滿足了臺內培訓視頻、安全警示教育及黨建視頻的點播學習的需求，可方便地發布公告公示信息，促進了陽光臺務的開展；可提供崗位培訓、教育視頻直播、點播，并反饋點播數據進行統計，為靈活開展培訓教育活動提供了便利條件，一定程度上解決了因大倒班集中時間少、開展活動存在難度的問題；還兼顧了干部職工業余文化生活的需求，對陽光臺務、崗位培訓、教育學習及文化生活等各方面有明顯的促進作用，如圖4所示。

圖4 應用效果Fig.4 Application effect

3 結語

教育信息發布平臺實施后，有效整合了信息發布、視頻點播直播、數字電視等業務，通過專用網絡覆蓋目標受眾，為臺內開展陽光臺務、警示教育、崗位培訓、業余文化等活動提供了便利條件。該方案的成功實施對廣播發射臺站建設有一定的借鑒意義。