HiTV——领先的NGB运营平台

摘要：建设NGB，打造新一代电视运营平台和网络是国家广电总局重点推动的工作方向。正是应中国广播电视网络建设的需要，大型国有企业海信集团投资成立了青岛海信传媒网络技术有限公司，专门从事NGB新一代高清交互数字电视运营平台（HiTV）及其终端设备的研发，以技术服务广电建设NGB。本文介绍了HiTV系统的业务构架、技术构架和核心技术。

　　关键词：NGB　HiTV　运营平台

　　建设NGB（下一代广播网络），打造新一代电视运营平台和网络是国家广电总局重点推动的工作方向。2008年12月，广电总局和科技部共同签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议》，拉开了NGB建设的序幕；2009年7月29日广电总局发文《关于加强广播电视有线网络发展的若干意见》，进一步要求加大对NGB建设力度，加快推进有线电视网络的改革、发展，更好的适应“三网融合”的要求。NGB建设的总体要求和工作目标，即是要实现由小网向大网转变、由模拟向数字转变、由单向向双向转变，由用户看电视向用电视转变。NGB主要特点有四个方面，即是全程全网，互联互通，宽带双向，可管可控。正是应中国广播电视网络建设的需要，大型国有企业海信集团投资成立了青岛海信传媒网络技术有限公司，专门从事NGB新一代高清交互数字电视运营平台（HiTV）及其终端设备的研发，以技术服务广电建设NGB，是整个集团未来发展战略投资的重要举措。经过2年多对广电交互式数字电视的潜心研究与开发，继2009年10月21日成功发布HiTV产品“新一代交互式数字电视服务平台”及其终端机顶盒“小蓝媒”标准型HiT300和高级型HiT500系列后，12月17日又双双通过青岛市科技局和经贸局的产品鉴定，与会专家一致鉴定产品为国际领先，是NGB建设的又一支生力军。

　　1HiTV系统业务架构

　　交互式数字电视产业要发展壮大，离不开产业链中各个角色的充分参与。在此产业链中，结合中国的国情，须有以下基本角色，如图1所示。

　　

　　（1）内容提供商（ContentProvider），生产和提供各种内容，包括但不限于视听节目；

　　（2）内容服务提供商（ContentServiceProvider），他们是内容运营商，负责将CP提供的内容编排组织，打包运营，向用户营销；

　　（3）内容监察机构（ContentAuditor），是内容的监管机构，只有审核通过合法的内容才有可能向用户开放。它控制着内容的上线发布与下线；

　　（4）网络运营商（ContentServiceCarrier），负责提供内容运营的网络与设备，是内容运营的载体；

　　（5）终端客户（ContentConsumer），最终的内容消费者，一般以机顶盒+电视机为基础工具。

　　海信传媒网络研发的HiTV新一代交互式数字电视服务平台服务于运营商，整合了产业链的众多角色，为它们均提供相应的运营管理手段和工具。对终端用户而言，该服务平台提供的是各类业务和服务，真正实现由看电视到用电视的转变，这些业务将逐步丰富和完善：

　　（1）高清/标清直播电视：与传统的数字电视一样，用户借助于广电的Cable网络能够收看标清和高清的直播电视。但区别在于新颖独特的UI展示，与其他业务集成一体，可随时切换；

　　（2）电视回看/精选：对于精彩或者错过的电视节目，用户可以在一定时间内补看，不再受电视节目时刻表的限制；而对于一些精彩的特别的节目，系统可以将其再次制作（如去掉广告，剪辑，重新编排等）形成精选；

　　（3）时移电视：相对于电视回看，时移是即时的回看，如错过某个精彩镜头后，立即回退观看；

　　（4）轮播影院：在新一代的互动电视服务平台中，可根据需要编排播出各类专题的轮播节目，如高清大片、幼儿教育、体育精选等等；

　　（5）高清/标清点播：交互式的服务平台可提供海量的高清、标清的电影、电视剧，任由用户搜寻查找点播；

　　（6）信息服务：用户可以像PC上网一样，浏览网络新闻、天气预报、家政服务、政务信息等等；

　　（7）小额支付：利用用户的互动电视账户，可以在电视机上查询用户的日常公用事业账单并缴费，如水电费、物业管理费等；

　　（8）电视购物：将来的互动电视，将可集成电视购物，用户足不出户就可挑选购买所需要的商品。

　　HiTV平台真正实现了把有线数字电视打造成进入千家万户的多媒体综合信息平台，真正实现让用户看电视变成用电视。

　　2HiTV系统技术架构

　　HiTV交互式数字电视服务平台是基于IP+Cable的多媒体内容业务提供基础设施。该平台由多个子系统组成，其功能分层体系结构如图2所示。

　　

　　各层功能简要如下：

　　1)业务管理层

　　业务功能包括业务支撑系统、内容管理系统和网络管理系统等。业务支撑系统支持复杂的网络环境、支持融合的业务；内容管理系统实现内容的汇聚、审查和发布，其将内容元数据存放到元数据数据库，媒体内容经媒体预处理后分发到分布式文件系统中。
2)业务与控制层

　　应用服务器向用户提供业务。AAA服务和DRM服务是用户业务的基础实施，媒体内容业务的关键是内容的保护和授权使用，包括业务保护、内容保护、终端授权、业务鉴权等；帐务管理支持内容和服务的计费以及预付费、后付费的融合等。业务控制功能负责请求和释放网络与业务资源，具体包括处理用户的业务请求，提供业务展现与用户交互，控制媒体分布，收集计费信息等。

　　3)媒体控制层

　　媒体控制功能在业务控制的驱动下，控制流媒体服务器向用户提供流媒体业务。

　　4)头端系统

　　头端系统包括媒体录制系统和播控系统。媒体录制完成内容的汇聚功能，包括媒体内容的编解码或转码、切片处理，直播频道的录制等。播控系统完成节目单发送和虚拟频道播出控制任务。

　　5)媒体交付层

　　媒体交付层由基于P2P的内容存储与分发网构成，它由核心和边缘网络两部分组成。流媒体服务器在媒体控制服务器的控制下从存储网络中获取媒体内容，向用户提供流媒体服务。

　　6)终端接入层

　　用户驻地设备由数字电视、数字机顶盒STB和/或数字家庭网关组成，终端功能主要包括：（1）提供网络接入功能；（2）提供用户交互与业务控制功能；（3）媒体处理功能。

　　3HiTV核心技术

　　（1）业务展现与用户交互技术

　　·快速的务展现与交互界面生成技术；一方面提高了用户交互的响应时间，从而改善用户体验，另一方面也大大提高务展现与交互服务器的并发能力。

　　·C/S模式的标记语言；为机顶盒和务展现与交互服务器之间的交互提供一种高效的数据交互手段。

　　·务展现与交互客户端中间件；该通用的中间件可以取代浏览器，并且所占用的资源少，界面呈现速度大大提高。另外，该中间件可以方便、快速地移植到第三方机顶盒中。

　　(2)分布式内存数据库技术

　　·高效的索引算法技术。通过T树结合动态Hash技术，实现索引的高效查询更新和动态扩展能力。

　　·存储与数据库对象的分层技术。通过抽象的存储层的实现元数据与索引叶子节点数据的存储复用，提高了稳定性和可维护性。

　　·内存数据库的分布式存储，通过内存数据库分发网实行数据的跨节点的高一致性。

　　·内存空间的动态管理，通过对内存的逻辑和物理连续两个维度的管理，实现表空间和索引空间的动态扩充。

　　·高效灵活的锁管理机制，实现表锁，行锁，并发控制锁。

　　(3)流媒体技术

　　(4)广告无缝插播技术

　　广告业务是数字家庭业务系统一个非常重要的利润来源。本系统支持在视频节目的任意位置插播任意长度和任意次数的广告，广告时间可以灵活配置，精确到毫秒。

　　(5)节目打点播出技术节目打点播出即运营商可以控制一个已制作完成的节目内容的播出位置和时长，并能实现分段播出。

　　(6)故障快速恢复技术

　　故障可以分为系统网络故障和系统服务器故障。本系统支持网络冗余部署，实施双网卡双路由备份，一旦主网卡或主交换机发生故障，自动切换至备用网卡或备用交换机。系统服务器采用N+M的集群架构，一旦某个服务器发生故障，集群控制器自动将故障服务器隔离，并将当前服务业务切换至其他服务器，对用户体验不会造成影响。

　　(7)复杂网络穿越技术

　　为了支持各种网络接入的用户都能享受数字家庭视频业务，流媒体网络穿越技术能提供很好的支持。本技术能保持对网络的自适应，在终端和服务器之间维持一个传输通道，媒体内容通过传输通道无障碍的送达至终端。

(8)无语义的融合计费

　　·无语义的规则引擎

　　由于促销策略固有的变化特性，采用可视化定制促销规则策略及预编译规则策略和不中断业务的动态加载规则策略。

　　·完善的产品模型

　　对多类业务如视频、实物商品销售、游戏等多类业务融合在一起进行计费。

　　(9)分布式文件系统

　　·HIFS是基于普通PCServer集群开发的用于存储海量媒体数据的分布式文件系统。

　　·HIFS是在不可靠的硬件基础上建设的稳定可靠的存储系统，具有很低的硬件成本，但是却具有很高的性能吞吐量和稳定性，因此其性价比高。

　　·HIFS具有线性的扩展能力，增加普通的PCServer即可同时增加吞吐量和存储空间。

　　·HIFS具有基于C/C++和JAVA的类POSIX开发接口，可以基于HIFS进行二次开发。

　　(10)内容分发网

　　·HINET是基于P2P技术开发的内容分发网络，是由部署于各个城市城域网的局部分发网络和部署于Internet的连接各城的全局分发网络组成。

　　·HINET用于连接各个HIFS集群，可以用于分发各种数据，包括：媒体数据、图片数据、软件等等。

　　·HINET以P2P技术汇聚各边缘结点的上行带宽，具有很高的带宽利用率和分发效率。

　　·HINET基于冗余分发链路保护和智能分发链路选择算法基础之上，使得内容分发具有很高的可靠性和资源优化能力。

　　有这些核心技术支撑的HiTV下一代互动电视服务平台能跟传统有线电视无缝对接，把有线电视从一个单一的电视频道传输通道转变成一个实现高清/标清电视直播，高清/标清电视/电影点播，电视回看，视频杂志，在线游戏，电视购物，电视投票，社会调查，家庭金融等综合业务的NGB平台。

　　4HiTV系统优势

　　NGB建设目标的提出，对传统技术厂家提出了更新更高的要求。相对而言，HiTV定位于“广电可信赖的技术服务商”和“广电整合服务的方案提供商”，针对广电NGB时代表现以下优势：

　　(1)顺应行业需求，开放而可控

　　HiTV平台式开放的平台，对有资质的内容提供商、独立内容服务商、应用服务商均开发服务接入；此外，HiTV提供HiTVOS的MiddleWare，开放终端接入，适应广电未来的多屏融合趋势。开放的平台有效降低内容服务的门槛、丰富服务的内容，从而提供服务满意度，整体降低服务成本，使得在线内容服务可盈利可持续发展。

　　尽管开放，但NGB的一个显著特点是可控可管。针对中国广电行业的特殊情况，在HITV平台中，特别设计了一个“内容监察”角色与平台，由相应部门掌控，保证电视服务内容的“正确性”和“健康性”。同时也使内容提供商的内容审查更加便捷，提升内容质量。

　　(2)“一维”业务界面设计，全新的用户体验

　　HiTV的UI采用一维设计，透明叠加视频，界面清新、靓丽。用户在观看任何节目时，都可以通过遥控器上的菜单键随时呼出主菜单，在不影响现有节目观看的情况下，即时更换节目(图3)。相比现有的Browser菜单必须先退出后进入选择来说，体验和便利性有根本的改变。

　　(3)产品齐全，符合产业升级

　　海信传媒提供端到端的NGB解决方案，除了提供开放的系统平台HiTV，也自主研发了“小蓝媒”标准型HiT300和高级型HiT500。这两款机顶盒都是适合广电网络的DVB-C，IP双模高清互动机顶盒，这已是产业的发展趋势。此外，与之相匹配的白色小巧“一旋通”遥控器（HiTouch）外观大小可与APPLE设计相媲美，易学易用，简洁却又功能齐全（图4）。



　　(4)互联互通，便利运营

　　依赖先进的文件系统HiFS和分发网络HiNet，HiTV平台实现了内容的一点上载，多域共享。基于Internet，CSP可以在任意节点上载自己的节目，继而采用P2P技术，实现了内容的跨域分发。对最终用户而言，所享受的业务将不限于本地；而用户漫游到有HiTV服务的异地，也可以享受归属地的服务。互联互通正是NGB的一大建设目标，以HiTV架构NGB，再合适不过。

　　面对惠及千家万户的双向互动电视业务，NGB的发展完善还有很长的路要走。HiTV系统平台已经小试牛刀，崭露头角，在湖北、山东、广东、安徽等地已经陆续商用，并获得运营商与最终用户的好评。海信传媒网络服务广电，致力于打造中国新一代电视服务平台，一方面服务于运营商，与广电一起提供一个可控而开放式的业务平台；另一方面服务最终电视用户，与广电一起提供一个全新的电视服务。海信传媒将采用灵活的商务模型，灵活的合作模式，利用自己的技术优势大力发展与内容提供商、内容运营商、内容监察和有线网络运营商的合作，建立长期的伙伴关系，共担风险，共享收益。海信传媒网络公司必将在我国互动电视领域再创佳绩，以其新鲜的模式、完善的产品及技术解决方案加速中国NGB的建设。