中电飞华综合应用平台方案建议书.doc

中电飞华综合应用服务平台技术方案建议书UT斯达康（中国）有限公司 2010.11UT斯达康（中国）有限公司 58 目 录1概述11.1项目背景11.2建设目标及规模12项目方案设计32.1总体结构32.2中心节点部署方案42.2.1CMS网络拓扑42.2.2CMS带宽及存储需求52.3边缘节点部署方案72.3.1EMS网络拓扑72.3.2EMS带宽、存储、并发需求73综合应用服务平台业务93.1直播电视93.2视频点播93.3时移电视93.3.1即时时移93.3.2菜单时移93.4虚拟运营商103.5虚拟频道103.6家长控制113.7PC Client113.8马赛克频道(Mosaic Channel)123.9增值业务支持123.9.1卡拉OK123.9.2游戏133.9.3体感游戏133.9.4信息浏览143.9.5互动消息业务143.9.6语音广播频道153.9.7Video Phone154综合应用服务平台简介174.1综合应用服务平台系统架构174.1.1系统整体架构174.1.2内容服务平台184.1.3运营支撑平台184.1.4存储分发平台194.1.5网络承载平台204.1.6终端服务平台214.2综合应用服务平台部署模式214.3综合应用服务平台特性简述234.4IP地址规划254.5服务质量保障254.6网络管理方案264.6.1互动视频核心网络的管理264.6.2家庭智能终端的管理275综合应用服务平台系统优势与特色295.1综合应用服务平台系统优势295.1.1系统的开放性295.1.2系统的高可用性305.1.3系统的可扩展性345.2综合应用服务平台系统技术特色355.2.1内容存储355.2.2内容分发385.2.3关于系统命中率405.2.4负载均衡426综合应用服务平台系统组件436.1媒体平台及组件436.2运营支撑系统446.2.1主要功能模块简介446.2.2媒体资产管理456.2.3用户管理466.2.4计费管理476.2.5帐务管理486.2.6虚拟运营商管理486.2.7系统及安全管理496.2.8用户自助服务506.3网络管理系统506.3.1管理对象506.3.2网管的可用性516.3.3北向接口526.3.4网络管理功能527综合应用服务平台系统主要性能指标587.1设备性能588缩略语清单591 概述1.1 项目背景随着国家智能电网发展战略的推出，中电飞华公司作为国家电网下属的网络融合类业务的服务提供商，肩负着智能电网平台建设和运营的历史使命。在“十二五规划”中，中电飞华公司一方面对远程智能抄表、智能家居等业务进行了发展规划，同时对基于光纤入户后开展的视频、图片、文字类的增值业务也进行了相应的发展规划，力争在十二五期间能够发展成为多网融合业务的服务提供商。视频类互动业务作为网络融合和业务融合大趋势下的产物，不仅能够满足中电飞华业务创新的需求，同时可以为中电飞华转变经营思路、实现战略转型提供切实可行的切入点，最终促进中电飞华向综合业务运营商的角色转变。作为中电飞华即将重点推出的综合业务，综合应用服务平台是中电飞华向以多网融合业务为基础的下一代互动服务领域进军的一个重要里程碑。根据国家电网公司的统一布署，为提高中电飞华公司的网络价值和业务竞争力，积极、稳妥地推进，综合应用服务业务的发展，进行本次综合应用服务业务平台系统的方案规划。经过技术分析并结合网络实际，综合应用服务业务平台拟采用IP网络承载，建设一个新型的、具有强大功能和特色的业务平台，为广大用户提供智能家居，远程抄表，电视直播，时移电视、视频点播、信息浏览、互动游戏、互动消息等丰富的服务。1.2 建设目标及规模综合应用服务平台建设工程的总体目标是建设一个大容量、高性能、易维护和可扩展性、有QoS保证的电信级综合应用服务平台。考虑到项目的业务要求，以及业务功能的开展实现步骤，同时考虑中电飞华本次需求的系统指标，本次方案设计规划如下规模和功能的综合应用服务平台。 项目需求l 初期在北京搭建一套省级平台，后续规划能够升级为全国中心平台l 本期业务部署覆盖北京市及河北部分地市l 综合应用服务平台采用1个中心节点承载全部用户，部署在中心机房，l 本期业务支持20万用户规模，按照30%单播并发计算，既6万单播并发用户。l 编码格式：采用H.264高清1080P编码（1） 视频类互动业务l 直播频道：100路，其中20路高清，80路标清l VOD点播：1万小时，2000小时1080P高清，8000小时标清。l 时移：支持100套节目48小时l 回看：支持100套节目的48小时的菜单时移；（2）编码格式说明（1） 编码格式以H.264、CBR为主，支持MPEG2，支持H.264和MPEG2在任意设备任意输出端口的多格式混播，传输流格式（编码容器）为MPEG2 TS。支持编码格式为：l 视频：H.264标清，H.264主类3级(MPL3)，进行TS封装后码率2Mbps以内（在保证广播级视频质量的前提下应尽量优化降低带宽）l 视频：H.264高清，H.264高类4级(HPL4) ，进行TS封装后码率8Mbps(在保证广播视频级质量的前提下应尽量优化降低带宽）l 音频：MPEG1 layer2（3）非视频类互动业务l 信息浏览：支持基于家庭智能终端浏览器的web方式进行信息浏览和交互式查询；l 智能家居业务：通过互联网访问家庭中的智能网关来实现对智能家电的控制；l 智能用电业务：用户能够通过家庭中的智能网关设备来了解自己的用电信息；l 互动消息业务：用户能够通过家庭中的智能网关设备来进行消息广播接收、互动投票等业务2 项目方案设计2.1 总体结构中电飞华综合应用服务平台全网拓扑结构如下图：简述针对中电飞华综合应用服务平台本期建设规划，综合考虑中电飞华网络现状以及综合应用服务平台系统特点并结合UT 综合应用服务平台系统的体系架构特征，本期综合应用服务平台系统建设采用2级网络架构，这样部署的优点是：分布式部署，便于扩容，将来随着用户发展可扩展为三级架构，以满足构建电信级、大规模的应用平台的要求。整个系统规划包括了1个CMS和12个EMS。其中CMS主要负责后台运营管理，网络管理，内容引入等，原则上不对用户提供直接访问服务，内容是从CMS分发到EMS并为用户服务。合理分布的EMS可以减少绝大多数网络流量，将最大量的网络访问解决在最边缘。智能电网业务节点通过与中心节点之间进行相关信息的交互，提供家庭智能终端对智能电网业务的访问支持。升级与扩容将来随着业务的扩展，用户数目的不断增加，可以考虑增加HMS和EMS，提供支持更多的并发用户的能力。对于电视直播业务，综合应用服务平台系统可以支持组播和单播的方式。在中电飞华综合应用服务平台项目中，建议使用组播方式，减少大量流媒体业务用户对网络的冲击，同时也提高了用户的观看质量。用户分布本方案可满足20万注册用户管理，最高支持80%用户并发，其中单播组播并发比例按照3：5规划，则系统可支持6万单播并发，10万组播并发支持能力。本期规划中每个EMS节点支持5000单播并发用户。编码格式与码率根据本期综合应用服务平台的规划，系统采用H.264表情1080P高清的编码方式，建议标清视频码率为1.5Mbps，音频码率为96Kbps，按照TS流封装后,总码率不超过2Mbps。高清视频码率为8Mbps，音频码率为192Kbps，按照TS流封装后,总码率不超过10Mbps。用户并发带宽系统中存储20%的高清节目内容，80%的标清节目内容。在大用户分布的情况下，可以认为有20%的并发用户在观看高清节目，80%用户在观看标清节目内容。据此，每用户并发流所需要的带宽可以折算为10M*20%（高清）+2M*80%（标清）=3.6M。2.2 中心节点部署方案2.2.1 CMS网络拓扑CMS网络示意图由于CMS包含的OSS、NMS、AAA和整个系统存储、分发等是整个综合应用服务平台系统的核心组件，要求非常高的安全性与可靠性。在CMS中，使用一主一备共两台具有双引擎的Cisco 7609或者H3C7506交换机做为主交换机。每台交换机通过一个10GE端口与骨干网路由器相连接，此两链路互为备份，提高整个平台的可靠性和可用性。配置9台CX，用于接收转发内容合作商提供的80路标清频道和20路高清频道。CX采用N+1备份方式，2个GE口分别连接至两台Cisco 7609。为了保障系统的安全性，选用Cisco PIX5520防火墙双挂在主交换机上，对OSS/NMS/DB/AAA等进行保护。对其他非Streaming服务器，在主交换机上使用ACL进行访问控制。对于ME/CX服务器，由于流媒体数据流量非常大，为了避免给网络和安全平台带来巨大的压力，只在主交换机上对IN方向的流量做检测与访问控制。2.2.2 CMS带宽及存储需求1) 存储需求CMS作为整个系统节目导入和分发的场所，需要存储100%的内容。在本项目中，在CMS需要存储8000小时的标清Vod节目和2000小时高清Vod节目，并且支持80路标清频道和20路高清频道的48小时的时移。存储计算方法如下：标清Vod的存储需求：8000小时Vod 800036002Mbps/82个拷贝 = 14.4TB高清Vod的存储需求：2000小时Vod 2000360010Mbps/82个拷贝 = 18TB时移电视的存储需求： 80路标清频道48小时TVoD 804836002Mbps/82个拷贝 =6.92TB20路高清频道48小时TVoD 2048360010Mbps/82个拷贝 =8.64TB总存储为14.4+18+6.92+8.64 = 48 TB每台ME提供3.6TB流媒体存储空间，需要ME单板数量为48TB/3.6TB=14块2) 带宽需求根据中心节点CMS在系统中所担负的功能，可以看出CMS与外界交互的流量包括以下三个部分： 直播TV的流量 节目分发的流量（push & pull） 系统控制信息每路Stream的带宽需求 TS流带宽：（标清视频1.5Mbps+音频96Kbps+编码误差100Kbps）（16%TS开销）1.79Mbps（高清视频8Mbps+音频192Kbps+编码误差100Kbps）（16%TS开销）8.79Mbps因此，每路标清媒体流按照2Mbps带宽参与计算，每路高清媒体流按照10Mbps带宽参与计算。规划在试点城市本地的城域网内开通组播，以降低直播频道占用的CMS出口带宽。出口带宽 （80标清直播频道20高清直播频道）11（11个边缘节点）11节点控制信息及节目分发流量（802Mbps2010Mbps）111160Mbps 4620Mbps 入口带宽：11节点控制信息以及节目请求流量 ： 20Mbps11 = 660Mbps综上所述考虑链路效率、省网路由器端口现状、未来扩容以及1+1备份，建议CMS上联带宽为双10GE，配置为负载均衡工作模式。2.3 边缘节点部署方案2.3.1 EMS网络拓扑选用双引擎的H3C7506E为出口交换机，每台出口交换机捆绑一组10GE的链路连接到试点城市城域网的汇聚交换机上。2.3.2 EMS带宽、存储、并发需求对于EMS来说，带宽计算公式为： 出口带宽=控制信息流量+用户单播流量 入口带宽=内容分发流量+控制信息流量而关于单播并发流能力，每块ME板提供800M吞吐能力，按照我们之前的折算。每并发用户所需带宽为3.6M，因此每块ME板能够支持200以上的单播并发用户。根据之前的规划，每EMS支持5000单播并发用户，由此每个EMS需要配置25块ME板卡。每块ME板卡最多能够提供3.6TB的有效存储，因此边缘节点上能够做到内容的100%存储，从而实现用户内容请求在边缘节点的100%命中。由此计算EMS节点所需带宽情况如下：出口带宽=控制信息流量+用户单播流量=20M+5000*3.6M=1820M入口带宽=内容分发流量+控制信息流量=100M+20M=120M由以上计算，每个EMS边缘节点需要2个10GE来与城域汇聚交换机连接实现业务提供，考虑到备份需求，建议采用2组，每组2个10GE双上行来与城域汇聚交换机连接。3 综合应用服务平台业务系统不仅仅支持以电视直播、VOD点播、TVOD、智能家居等为基础的各项功能，而且要具有良好的功能上的可扩展性，在此平台上要能够支持多项实用的增值业务能力。3.1 直播电视系统对直播电视业务具有良好的支持，外部TV信号源包括：卫星电视、有线电视、DVB等，在传输网络支持的情况下，系统能够通过Multicast的方式向用户提供直播电视的服务，这对于网络带宽的利用效率是最高的；在网络没有开通组播支持的情况下，系统可以提供单播方式为用户提供服务。3.2 视频点播视频点播功能使用户能够随心所欲地支配自己的时间，欣赏自己想看的节目内容，再也不需要出门买或租DVD，或是按照电视节目单来固定自己的时间。并且系统通过各种分类和检索方法，能够让用户在最短时间里找到自己想看的节目内容。电影分类包括但不限于：动作片、纪录片、灾难片、喜剧片、科幻片、动画片等，影片分类可以由运营商自己根据实际的用户喜好和内容属性进行管理。系统还支持通过导演、电影演员等检索方式，使用户使用更方便、更快捷。3.3 时移电视3.3.1 即时时移综合应用服务平台在提供直播电视的同时，支持暂停、快退、快进、定位、切换、状态显示、时间显示等操作。使用户不再受节目播出时间的限制，而且可以直接挑选自己喜欢观看的节目，跳过不感兴趣的节目。3.3.2 菜单时移通过时移电视（Time-shiftedTV）服务，打破了传统有线电视用户按固定的节目时刻表收看电视节目的方式，用户可以非常灵活地支配自己的时间。时移电视（Time-shiftedTV）是通过点播的方式来实现，但从用户的消费习惯角度看，与VOD有着不同。下图就是在TV终端上看到的时移电视的使用界面。时移电视的实现是在直播电视的同时，同时存储一个复本到ME，EPG会按照预先设定的每一频道的节目时间表将存储的电视节目分列显示，当用户通过EPG选择了某一个时段的电视节目后，系统快速定位到相对应的媒体文件时间点上进行播放。3.4 虚拟运营商虚拟运营商(VSP，Virtual Service Provider)是指本身没有网络基础设施、而使用运营商的网络设备和信息资源来经营电信业务的服务提供商，它们帮助运营商发展用户和发展业务，同时从中获取佣金。通过与VSP的合作，可以帮助运营商发展客户并提高业务使用量，并有助于运营商提高服务质量。3.5 虚拟频道综合应用服务平台支持将一系列媒体内容按照一定规范或者分类组织起来，顺序播放。体现给用户的是一个和普通频道没有任何区别的虚拟频道。用户可以象其他频道一样，定购虚拟频道。虚拟频道极大的方便了内容提供商进行内容的组织，然后呈现给用户。是实现节目定制，远程教育等功能很好的解决方案。3.6 家长控制由于应用服务平台能够支持相当灵活和丰富多彩的视频业务，必定会对年轻的用户产生非常大的吸引力，但由于系统内存储的内容是海量的，有些不太适合儿童观看或者使用的内容，如果不加控制的话，可能会产生不良的后果，因此，系统提供了家长控制功能。通过这个功能，可以设置密码，对于那些需要限制儿童观看的节目或者使用的功能设定了密码级的使用限制，只有在输入相应的密码后，才能够使用。3.7 PC ClientPC Client 可以满足部分更习惯或者更方便使用电脑来观看节目的用户的需求。而且，PC 的操作不受遥控器的功能限制，可以实现更加丰富的业务功能，也更加符合PC 用户的操作习惯。PC Client 支持如下特性： 支持在主流操作系统上安装运行，如：W2k、WinXP 等； 支持主流浏览器，如：IE5.5 、 IE 6.0 SP1 及以上版本； 支持多种语言，如：中文、英文； 支持对PC Client 类别用户的单独管理； 支持对PC Client 用户的认证、计费流程； 支持Live TV、VoD、Time-Shift TV、TVoD 等多种业务； 支持定制EPG； 支持软件远程升级；3.8 马赛克频道(Mosaic Channel)Mosaic Channel 可以使得用户在同一个屏幕上同时看到多个频道的画面，并且可以自主选择进入其中自己最喜欢的频道，这极大的提高了用户观看电视频道的主动性。综合应用服务平台 Mosaic channel 支持如下特性： 支持2x2、3x3、4x4 等多画面； 多画面频道只占用一路信号的带宽； 支持从多频道画面跳转到某个被选中的频道；3.9 增值业务支持3.9.1 卡拉OK综合应用服务平台系统支持用户通过家庭智能终端及附加的功放、麦克风，进行卡拉OK娱乐。机顶盒支持左、右声道输出，从而支持原唱、伴唱。遥控器通过左、右声道的切换，从而实现原唱、伴唱的切换。3.9.2 游戏支持游戏服务导航，用户通过家庭智能终端购买游戏服务并使用游戏。能与互联网棋牌类游戏（例如腾讯、中国游戏中心等）联网互通，需第三方厂家提供接口；系统具备扩展升级支持能力。3.9.3 体感游戏系统支持多种复杂的3D游戏及三维仿真体感游戏，模拟真实的游戏氛围，让玩家足不出户就能身临其境，体验运动的快乐和激情，还能通过网络跟其他玩家或者整个家庭一起进行竞赛，彻底摆脱单调枯燥的个人运动。除了获得真正的身体感觉、游戏后的汗水还可带来家人的欢笑，与人竞赛的快乐。3.9.4 信息浏览信息服务以遥控器作为主要输入设备，通过机顶盒对信息进行浏览查询；信息内容可有文字、音视频等多种方式；机顶盒支持通用浏览器，支持html格式；信息的传递实现及时、稳定和安全。信息服务类业务可包括城市信息化、自助营业厅、个性化页面、电子商务、远程医疗保健、远程教育等。3.9.5 互动消息业务系统可以从后台发出消息显示在画面上，最终用户通过遥控器对该消息进行响应，响应结果发回后台。这可以用于投票等增值业务。3.9.6 语音广播频道对语音广播频道的支持，使综合应用服务平台充分体现了作为Triple Play平台的优势，融合传统的视频电视和语音电台功能。3.9.7 Video Phone支持在综合应用服务平台内的两个家庭智能终端之间,进行视频电话通信。可通过网关, 支持与外网互通, 包括PSTN, NGN, GSM, PHS, 3G, IP phone, UT iSmart 等。支持基本的电话业务；电话的增值业务中，支持来电显示功能。支持和互动视频系统的统一的运营支撑系统： 支持统一的用户管理和计费 支持统一的账单。支持的编码格式： 视频编、解码采用H.264 音频采用G.711, G.723, G.7294 综合应用服务平台简介4.1 综合应用服务平台系统架构4.1.1 系统整体架构综合应用服务平台既能够通过IP网络来实现智能家居、远程抄表等智能电网业务，也能够通过IP网络传送广播级视频质量的视频互动娱乐服务，可以为服务运营商提供端到端数据、语音、多媒体（Triple-play）业务。综合应用服务平台系统提供了端到端的业务解决方案，如下图。包括内容制作、内容存储/加密、内容分发、内容播放、终端显示的各个方面，都可提供基于电信级的解决方案。同时综合应用服务平台系统也是一个开放的系统，可提供基于中间件形式的系统整合能力。综合应用服务平台系统采用分布式体系架构部署，整体分为内容服务平台、存储分发平台、运营支撑平台、网络分发平台、终端服务平台五大部分。其主要平台分类如下图所示：4.1.2 内容服务平台主要完成头端电视节目的引入、编码、播控、管理和播出。主要构建由卫星接收机/DVB信号接收机、信号冗余交叉矩阵、设备管理平台、播控平台、内容编码设备和操作维护终端组成。如下图：4.1.3 运营支撑平台运营支撑平台是综合应用服务平台系统的核心组件之一。其主要负责互动视频系统的业务管理（产品及业务定义、计费、统计等）、用户管理（开销户、认证、查询等）、用户自我服务、设备管理（系统部件的操作、维护、日志等）、媒体内容管理（节目信息、EPG等媒体内容的引入、查询、分发和调度等）、DRM系统、数据库存储系统、第三方业务平台对接等功能。如下图：4.1.4 存储分发平台存储分发平台是综合应用服务平台系统的另一核心组件。其主要负责互动视频系统的媒体内容的分发合存储。其中包含了不同网络层次的存储策略、未命中分发策略、UT专利的BMDP媒体分发技术、媒体位置索引数据库MLR、媒体服务器控制业务板MD、流媒体服务业务板ME等。如下图：4.1.5 网络承载平台综合应用服务平台系统对于宽带IP网络的容忍度是很高的，可以支持各种网络承载形式，也可支持各种接入方式。如LAN接入、DSLAM接入、GEPON接入。对于互动视频系统，可建设专网，CMS和HMS、EMS直接相连，也可以旁挂在城域网上。另外，无论PPPoE还是DHCP上网方式都可以支持。如下图：4.1.6 终端服务平台可接入丰富的、高中低不同档次、不同业务的智能终端，是综合应用服务平台系统的一大特色，综合应用服务平台可提供多种型号的智能终端。4.2 综合应用服务平台部署模式综合应用服务平台系统可以支持百万级别以上的用户规模，支持3级部署架构。包括中心节点（CMS）、区域汇聚节点（HMS）以及边缘服务节点（EMS）。各节点主要功能和划分如下图： CMS作为整个系统的核心，承担媒体资产管理、中央媒体内容存储、用户管理、计费帐务、节目制作、电视信号的输入、内容发布管理、内容分发管理、节目导航、内容路由和负载均衡、统一的网络管理服务等功能。CMS在极少情况下，可直接带终端用户提供业务。 HMS主要其范围内用户提供服务，包括提供内容分发（支持PUSH或PULL），边缘节点各种服务器的认证与配置，完成一个归属区的下的所有用户的认证管理，同时还直接为一部分用户提供媒体流播放服务。HMS和EMS可进行业务互相备份。 EMS主要作为流媒体业务服务节点，为本地用户提供视频服务。同时EMS也承担EPG服务和家庭智能终端软件升级的Download服务器功能。综合应用服务平台系统支持从几千的到百万用户规模部署。在用户量较大，以及大中城市广泛部署中，可以采用3级架构部署模式。在用户量较少，或者城市范围较小，或者系统部署的初期，也可以不使用HMS，只使用CMSHMS/EMS的2级部署方式提供用户服务。4.3 综合应用服务平台特性简述 综合应用服务平台要保证技术的先进性和稳定可靠性，通过采用成熟的技术来降低业务运营可能面临的技术风险。综合应用服务平台系统主要有下面几个特色要求： 开放的体系架构 支持MPEG2/4, WM9, H.264等多种媒体编码格式，且系统架构与媒体格式无关。 支持多种DRM系统，包括UT DRM、NDS、MS-DRM、SecureMedia、Widevine等。 全开放架构的OSS系统，包括支持与第三方用户管理和计费系统（如中国电信VNET、SBB RPM和Billing、酒店PMS系统等）的集成。 提供家庭智能终端、媒体管理平台、OSS平台、EPG平台的中间件系统，可方便开发新业务和新功能。 电信级的可靠性和业务能力 提供高效、简单的媒体分发技术 提供电信级的关键部件自动备份倒换机制，以及业务服务站点间备份倒换机制。 提供高品质的视频流服务（WM9、H.264以及HDTV） 提供低成本、可靠的、大容量存储分发系统 关键部件（EPG、媒体服务器、用户认证服务器等）支持集群或分布式部署架构，进行负载均衡 强大的网络抖动和网络品质容忍度（网络断线3分钟内家庭智能终端可恢复业务） 无与伦比的可扩展性 支持超过百万用户级的用户部署 支持多级网络部署架构 强大的设备管理能力 所有设备均（包括家庭智能终端）支持网管 智能故障告警和上报，配置管理，性能管理，安全管理，日志管理 简易友好的用户界面 面向未来的可升级技术 支持家庭智能终端的在线升级 支持不中断业务方式下的软件和功能升级 基于用户的业务考虑 个性化的EPG、用户分组、内容分组 多CP/SP支持 面向大客户的虚拟运营商解决方案 虚拟频道 强大的增值业务能力 卡拉OK 视频电话 消息浏览 互动消息业务 自定购服务 游戏业务4.4 IP地址规划根据智能电网中智能家居类业务的需要，家庭智能终端采用固定私网IP地址的方式来实现地址分配。同时可以采用该固定IP地址作为此家庭智能终端的唯一身份标志，以便用户通过互联网实现对该家庭智能终端的访问。通过在电力城域网骨干网内部配置相关路由，并在城域网出口放置NAT设备作统一的IP地址翻译，这样即保证城域内部的流媒体业务应用不受影响，又能够保证用户正常访问Internet。在此，我们推荐使用A类或B类的Ipv4保留地址空间，即10.x.x.x 或172.16.x.x 172.31.x.x 段地址，其中172.16.x.x 172.31.x.x可以提供100万级的IP地址空间。对于综合应用服务平台核心网和用户网，需各划分一个完整的地址段，以便地址空间的汇聚，以及安全策略的使用。鉴于将来会组成一个大的业务网络，所以建议综合应用服务平台核心网设备之间也分配私网IP地址，便于内容的分发与设备管理。用户可以采用私网IP地址，当然，用户更可以在实际组网中根据城域网现有IP地址规划灵活掌握。4.5 服务质量保障由于视频服务系统提供的服务属于实时性要求很高的视频服务，在城域网提供高QoS的视频服务，是一个巨大的挑战。需要在系统建设时充分考虑。基于网络现状，我们提出采用“带宽逐段QoS”的方法来尽量保证视频服务的QoS。所谓“带宽逐段QoS”，就是从“带宽”和“逐段QoS”两方面来综合考虑视频服务的QoS保障方式。“带宽”的考虑主要基于对现有网络带宽利用状况的收集（可以利用现有的网管系统）、分析和评估来决定视频用户的数量和分布，从而作为电信大规模开展视频业务（如视频用户放号）时的基本依据。“逐段QoS”的考虑主要基于以下几点：1） 带宽保障：带宽是一切的基础，开展互动视频业务，必须要保障最基本的带宽需求。我们建议在用户接入侧，尽量提供不收敛的用户带宽。2） 业务隔离：互动视频是一个高实时、高时延敏感的业务，如果与其他宽带业务不作有效的业务隔离，在带宽瓶颈处的拥塞时间延迟或者转发延迟不可控制。同时，业务隔离和区分也是业务QoS保障的基础。进行业务隔离，可逻辑隔离，如PVC/VLAN划分，也可物理隔离，如不同上行口。3） 优先级标记：要对业务进行QoS保障，首先要能够识别业务，将互动视频业务和其他业务区分开，并做不同的标记。有了这个标记，设备就可以对标记进行识别，并根据标记的含义提供不同的服务，实现不同的QoS。因此优先级标记，是对业务实时QoS保障的基础。4） 优先级转换：标记的方式有很多种，如LAN网络的802.1p进行VLAN标记，IP网络的TOS标记，MPLS网络的Lable标记等等。一个端到端的业务流，可能跨越不同的网络，因此要实现端到端QoS，不同网络之间的优先级要进行转换和映射，以确保优先级的唯一含义。5） 基于优先级/业务的队列、调度、缓存：业务通过优先级进行了区分后，其优先级对应的含义和网络资源需求，是应该由设备来保障的。其保障机制一般基于不同的优先级队列分别处理、以及相应的队列调度算法和提供一定的缓存，可以进行流量整形或者流量监控。4.6 网络管理方案综合应用服务平台网管系统采用统一的网管平台，基于J2EE架构，可以运行在不同的平台上。系统规划采用Client/Server的架构，支持多客户端的维护操作。客户端采用Java Web Start方式启动，不需单独进行安装和配置，而且版本能够自动升级。OMC-M支持标准的网管协议和标准，TMN、SNMP、XML。设计上采用了面向对象的设计方法，具有很强的扩展性。具有标准的Corba/XML的网管接口，能够和第三方网管系统进行对接。4.6.1 互动视频核心网络的管理对互动视频核心网络的设备提供了全面的管理，全网的逻辑拓扑；软硬件的配置管理，刀片服务器统一机架视图，软件管理（加载，升级等）；性能统计分析，QoS 监控等，使互动视频的核心网成为可运行可维护的电信级系统。OMC-M网管服务器采用运行在网元设备上的代理管理网络设备，十分简便。OMC-M网管服务器通过SNMP协议和SFTP协议与代理通讯。OMC-M代理包括主代理和子代理。 主代理：位于内容引擎控制器（CEC）、媒体服务器或Blade服务器网元设备（SVR）上。主代理支持1+1 冗余保护，例如，主代理可安装在主备CEC blade服务器上，由主代理与OMC-M服务器端通讯。 子代理：每个blade设备包括一个子代理。子代理通过主代理与OMC-M服务器端通讯，如下图所示：4.6.2 家庭智能终端的管理由于家庭智能终端的终端特点是数量多，部署分散，因此采用分层管理的结构支持大容量的家庭智能终端的管理：Agent-T作为OMC和家庭智能终端之间的代理，能够根据网络情况灵活部署，一般建议部署在MS的刀片服务器上。 能够缓解大量家庭智能终端对OMC的压力，使得OMC集中管理大规模的家庭智能终端成为可能。OMC-M负责家庭智能终端的故障管理、性能统计与实时监视、软件管理以及诊断与维护。而分布式的Agent-T是Netman 4000 OMC-M管理家庭智能终端的代理，它负责：维护家庭智能终端的状态信息；接受OMC-M关于家庭智能终端管理的请求，并与家庭智能终端交互完成相关的管理功能；接收家庭智能终端上报的告警、事件、性能统计数据以及应用日志信息，并与OMC-M交互完成家庭智能终端的故障管理、性能统计以及应用日志管理。家庭智能终端的软件升级可以通过OMC-M进行自动处理：OMC-M将家庭智能终端软件升级策略配置到系统中；并将家庭智能终端软件包分发到Download Server，以便家庭智能终端下载软件包进行软件升级。家庭智能终端升级支持按不同的子网分段升级，以及支持家庭智能终端的强制升级。强制升级不会对已经升级的用户进行升级, 强制升级可以设定周期，在该周期内，用户在使用过程中可以按照提示，选择不升级，在该周期快结束时，则强制对用户升级。5 综合应用服务平台系统优势与特色5.1 综合应用服务平台系统优势综合应用服务平台系统为电信级多媒体流平台。它为在宽带网络中安全传送高质量的音频和视频内容提供了端到端的解决方案。综合应用服务平台以宽带IP网络为基础，向用户的电视机或电脑传送音频和视频内容，而不象传统电视一样，通过无线或同轴电缆进行广播。综合应用服务平台使服务提供商能够向客户提供基于宽带网络的全新服务，如直播电视、时移电视、视频点播和虚拟频道等。综合应用服务平台对“看电视”的传统概念加以延伸，加强了人和电视之间互动性。综合应用服务平台提供的时移电视服务可以让用户随时观看最近几天的所有节目内容，无需再担心错过节目内容的播出时间。综合应用服务平台用户可以随时观看他们喜欢的影片。在观看过程中，可以随意进行暂停、重放或快进等操作，犹如播放DVD影碟一样。5.1.1 系统的开放性对于互动视频系统开放性的要求,综合应用服务平台采用开放性的设计, 系统具备很强的接口开发能力。 编解码的开放性我司互动视频系统对编解码是开放的，目前可以采用的编解码格式可以是标准的MPEG-2, MPEG-4,WMV9,H.264。综合应用服务平台 除了头端以外，对编码格式是透明的。 DRM数字媒体版权管理互动视频平台支持第三方的DRM，目前支持上海文广的BestDRM，支持NDS DRM（日本Yahoo!BB项目），WindWine DRM，也支持UT DRM。 运营系统开放性我司运营支持系统(OSS)是一个开放的系统，提供了标准的SOAP/XML接口，能方便地集成第三方的计费、用户开销户、业务管理系统；同时也提供开发接口，可以集成第三方计费系统。 网管系统的开放性综合应用服务平台 OMC-M是一套采用开放式网络管理系统，它不仅可以管理综合应用服务平台的网络设备，还可以通过标准和开发式的接口实现对第三方公司的网络设备、主机设备以及其它设备进行统一管理。 系统对机顶盒终端的开放系统平台兼顾了对于机顶盒终端开放性的考虑, 系统平台能够对接如TCL、长虹、康佳等许多公司的机顶盒产品。5.1.2 系统的高可用性综合应用服务平台系统采用全面的安全机制，保证系统可靠提供运营服务，如果出现系统当机可以迅速实现灾难恢复。 媒体基站综合应用服务平台的核心设备是MediaStation，实现MeidaStation的电信级服务就非常关键，对此综合应用服务平台有独到的安全和系统恢复解决方案。.1 设备及媒体基站冗余Rolling Stream系统所有单板均支持热插拔，控制模块（MD、CEC）支持11热备份，转发模块（ME、CX）支持MN热备份；系统接口均支持双归属的负荷分担，系统的主处理器、电源、风扇均支持冗余热备份，整个系统支持远端升级、诊断功能。MS设备之间支持FAIL OVER，若EMS故障，则可以将该EMS上的业务转到HMS或者CMS上去。HMS可以支持11的备份，以此保证网络服务的可靠性。其中，系统无故障工作时间（MTBF）20000h；系统故障恢复时间（MTTR）0.5h。.2 其他技术保障措施 ME和MD软件失败在每一个ME和MD上都有一个服务健康监控的后台程序，它不断地监测所在系统的各种参数和运行状态。当相关的进程宕机，后台程序会尝试重启进程，如果进程重启失败，后台程序会重启系统。另外，所有重要进程都会被系统拍照，以留有最后的健康状态。 ME宕机我们把重启进程和重启系统都失败定义为ME宕机。每个ME都会周期性地向MD发送消息，如果超过一定时间MD没有收到ME的消息，则表示特定的ME可能出现问题。当这种情况发生，MD将会把出错的ME从活动服务区内移掉（成为未被激活状态），当ME成为未被激活状态后，MD会通过机框中的内建电力循环机制试图重启ME，如果多次后仍然未能激活，MD将发送信息给数据中心，通过NMS系统提供给管理员。 MD宕机MD宕机时表现为不能接收用户的媒体服务请求。在MD和ME内部，MD和ME是相互通过周期性的消息机制保持问询，如果一个ME没有收到MD发出的消息，ME将向备份地MD报告，备份的MD接到消息后会确认主MD是否宕机，确认后将接管所有的工作，然后会试图重新启动主MD，如果不能启动，就向数据中心报告主MD宕机的消息。 MediaStation宕机MD会周期性地通过内建的消息机制向数据中心的组控MD发送消息，非常少的机会会发生整个MediaStation当机的情况，当发生时，数据中心的组控MD将会试图重启MD，如果重启失败，将向数据中心发布维修信息，同时该MediaStation下的用户将切换到上级HMS/CMS，用户服务不会中断。 设备后台进程保护在每一个服务上都有一个服务健康监控的后台程序，它不断地监测所在系统的各种参数和运行状态。当相关的进程当机，后台程序会尝试重启进程，如果进程重启失败，后台程序会重启系统。另外，所有重要进程都会被系统拍照，以留有最后的健康状态。当系统重启失败或被检测到停止服务，将会自动把出错的服务器从活动服务区内移掉（成为未被激活状态），当服务器成为未被激活状态后，管理系统会通过机框中的内建电力循环机制试图重启服务器，如果多次后仍然未能激活，管理系统将发送信息给数据中心，通过NMS系统提供给管理员。 独特的丢包重传机制在IP网络上的通过UDP传送视频流时通常不能对丢包进行恢复或是重发，当数据IP网络上传输丢包严重时，在TV终端上将会表现出严重的马赛克或是停顿，对用户的实际使用造成严重的影响。而在DSL的网络环境中，由于网络造成的丢包问题却是时常发生。根据上面所述的同步出错保护机制所描述的，偶尔数据丢失可以采用重传的方式来恢复，当客户端或家庭智能终端发现有包丢失，发出要重传的数据包的请求，ME将会把要重传的数据包插入到数据流中，一旦收到重传的数据包，家庭智能终端将把它插入到缓存中的正确位置中。同步出错保护加上丢包重发机制使用户的服务满意度在现有网络上达到最优的效果。 连接恢复功能目前大部分宽带用户是通过DSL接入的，同步出错在DSL的宽带网络环境下是经常出现的一种网络问题，当出现这种问题时，网络连接会暂时中断10秒左右，这对于一般的数据业务可能没有什么影响，但是对于实时视频流业务的影响可以说是致命的。UT斯达康视频服务系统在设计时充分考虑到现阶段DSL网络上出现的一些常见问题，并从软硬件上对这些问题都进行了优化，使业务实现能够更完美。为了解决同步出错的问题，在ME和家庭智能终端中使用了一种特殊的流控制机制，SyncLossProtectionBuffer(SLPB)能够为家庭智能终端提供半分钟的连接恢复功能，在这其中采用了缓存机制和快速流机制来实现。 运营支撑系统.1 Workflow与MAM工作流（Workflow）模块和媒体内容管理（MAM）模块采用1+1冗余模式提供服务。当主用服务器出现故障时，备用服务器会接管其职能。.2 SAM用户资产管理（SAM）模块采用负荷分担模式提供服务。每个SAM集群可带两台服务器一起运行。集群服务器定期向其它服务器发送心跳信息。如果一台服务器出现故障，集群内的其它服务器会接管其职能。.3 TSTS包含的模块ESM、MLR采用1+1冗余方法。两个服务器有各自的物理IP地址，并共享同一个虚拟IP地址。两个服务器之间通过心跳获取相互的运行状态。正常情况下，主用服务器通过共享的虚拟IP地址向外部提供服务。当主用服务器出现故障时，备用服务器会接管其职能。TS包含的模块PSC和SLR采用N+1的负荷分担技术确保服务器的高性能和高可靠性。采用虚拟IP技术，消息以轮询方式发送给不同的服务器处理，服务器之间通过组播的方式实现信息同步。如果一台服务器出现故障，簇内的其它服务器会接管其职能。.4 CSSCSS采用负荷分担模式提供服务。网络接入服务器Apache在负荷平衡的模式下工作。根据部署规模和工作量，CSS应用程序安装于不同站点的不同服务器内。所有CSS应用程序都在负荷分担的模式下工作。 网络管理系统OMC-M服务器支持采用1+1冗余模式提供服务。OMC-M服务器冗余基于Veritas 技术。Veritas数据库备份系列产品提供业界领先的备份和恢复软件解决方案，适用于各种环境，可在所有平台和所有数据库内从桌面数据库升级至数据中心。OMC-M服务器采用这种技术进行备份管理和数据保护。这种技术降低了服务提供商的重要数据保护总成本，使得整个OMC-M服务器灵活、易操作，并确保了可靠性和高性能。主代理（Master Agent）和Agent-T采用1+1冗余模式提供服务。如果主用主代理或Agent-T出现故障，备用主代理或Agent-T会接管全部管理职能。下图为Master Agent的冗余结构。5.1.3 系统的可扩展性综合应用服务平台系统支持分布式部署，适合大规模开展互动视频业务的需要，同时支持小规模系统到大规模系统的平滑扩容。对于一个小规模的系统，可以采取集中式部署结构，只需要建设一个中心节点（CMS）；当系统规模需要扩展成中等规模时，我司方案支持二层分布式部署结构，在一个中心节点之外，扩展多个边缘节点（EMS）；当系统规模需要扩展成大规模时，该方案为三层分布式部署结构，在中心节点和边缘节点之间增加归属节点（HMS）。在分布式架构下，可以通过增加每个EMS中ME（MediaEngine ：媒体引擎）的数量和通过增加边缘节点（EMS）的数量来进行系统扩容。5.2 综合应用服务平台系统技术特色作为一个提供流媒体服务的电信级系统，综合应用服务平台系统有着在业界领先的理念和相关的特色技术。除了在上一章节阐述的系统优势以外，这里详细描述几项综合应用服务平台系统的特色技术。5.2.1 内容存储 传统存储技术流媒体内容特点之一就是存储容量大，视频质量越高，同样时间的节目存储空间要求就大。对于商业收费的流媒体视频服务，通常码率都在13M之间，而低码率服务通常用于免费服务，海量的存储容量要求流媒体系统提供高