廣電利用云計算發(fā)展混合電視技術(shù)探索1215（5-8）

1、.廣電利用云計算實現(xiàn)混合電視的技術(shù)探索武漢市廣播影視局 王飛 鄭翔王飛，武漢市廣播影視局副局長；鄭翔，博士后，武漢市廣播影視局總工辦副主任。一、前言早在互聯(lián)網(wǎng)在全世界范圍還不夠普及的20世紀90年代，微軟就提出了維納斯計劃【1】，試圖通過內(nèi)置windowsce操作系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接在電視上以提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，其中就包括WebTV服務(wù)，這應(yīng)該是最早的OTT【2】概念。隨著21世紀全世界寬帶接入技術(shù)的成熟，互聯(lián)網(wǎng)逐漸開始深入人們的生活，OTT服務(wù)也開始重新浮出水面，Skype公司提供的語音服務(wù)在歐美擁有了數(shù)量可觀的用戶，2011年全球在線用戶達到3000萬，中國騰訊公司的微信業(yè)務(wù)在通信雙方帶寬足夠

2、的前提下，已經(jīng)實現(xiàn)了部分語音通信功能。現(xiàn)在蘋果公司的盈利熱點，除了高品質(zhì)的硬件產(chǎn)品，就是蘋果所創(chuàng)造的獨特的OTT (over-the-top)業(yè)務(wù)環(huán)境，其iTUNES業(yè)務(wù)成功的救活了受共享技術(shù)困惱的歐美唱片業(yè)，所以當(dāng)蘋果推出下一代iTV機頂盒這一典型“OTT TV”業(yè)務(wù)時，全世界都開始關(guān)注“OTT TV”【3】?！癘TT TV”只是“OTT”業(yè)務(wù)的一種，服務(wù)提供商不需要有自己的專用網(wǎng)絡(luò)，其視頻業(yè)務(wù)運行在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）的網(wǎng)絡(luò)之上，只要到達用戶終端（可以是智能手機、平板、PC、OTT TV機頂盒）的帶寬及QoS能夠得到保證，任何連接到互聯(lián)網(wǎng)的終端都可以享受到OTT TV的服務(wù)。全世界范

3、圍高速互聯(lián)網(wǎng)的日漸普及，就是OTT業(yè)務(wù)興起的重要背景之一。目前，國內(nèi)的OTT TV在所參與的各方陣營中有著不一樣的受重視程度。對OTT TV最為熱心的是互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商，包括7個持牌商。其次是互聯(lián)網(wǎng)接入商，包括中國移動、中國電信和中國聯(lián)通這3大移動運營商，它們?yōu)閾屨计聊毁Y源，對于 OTT TV的發(fā)展也相當(dāng)積極。而以各地方有線電視網(wǎng)絡(luò)為主的廣電陣營則相對保守，為了保護既有的利益和對于“可管可控”的擔(dān)心，它們對于OTT TV的發(fā)展一直持觀望態(tài)度。事實上，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)寬帶的不斷發(fā)展、將基于PC屏觀看視頻的方式切換到電視屏的時機已經(jīng)成熟，“電視”與“互聯(lián)網(wǎng)”之間的融合成為不可阻擋的趨勢,混合電

4、視業(yè)務(wù)【4】開始應(yīng)運而生。混合電視業(yè)務(wù)是指既能夠通過傳統(tǒng)的廣播電視網(wǎng)絡(luò)接收到廣播電視信號又能夠通過寬帶網(wǎng)絡(luò)獲取互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的寬帶電視業(yè)務(wù)。與國內(nèi)的OTT TV相比，對多數(shù)廣電單位而言，參與發(fā)展混合電視的積極性也許更高些。目前，混合電視業(yè)務(wù)已經(jīng)具備了快速發(fā)展的基礎(chǔ)。首先，多媒體視頻業(yè)務(wù)通過多種渠道不斷涌現(xiàn)；其次，消費終端已經(jīng)變得很先進；再次，許多廣播電視公司已開始在其網(wǎng)站上提供“Catch-up TV”和實況流媒體業(yè)務(wù)；再次，基于互聯(lián)網(wǎng)的寬帶媒體也變得越來越可靠；最后是各國寬帶市場上不斷增加的IPTV業(yè)務(wù)以及開放互聯(lián)網(wǎng)中不斷普及的“網(wǎng)絡(luò)電視”服務(wù)正在改變媒體交付的領(lǐng)域。雖然在不同的國家發(fā)展的速度不

5、同，但是采取共同的方法以促進服務(wù)之間和設(shè)備之間的互聯(lián)互通已經(jīng)成為共識。因此，把通過電腦屏幕上觀看寬帶媒體的方式切換到電視機屏幕的時機已經(jīng)成熟。文獻【5】在分析比較歐洲HbbTV和GoogleTV體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出了在廣電發(fā)展混合電視中，在體系上應(yīng)傾向選擇 HbbTV、在技術(shù)上應(yīng)支持發(fā)展高清和3D等、在傳輸上應(yīng)實現(xiàn)交互性，與無線寬帶結(jié)合、在終端上應(yīng)選擇多屏融合，以及應(yīng)建立新型臺網(wǎng)聯(lián)動機制等思路。下面，我們利用云計算技術(shù)來探討性提出廣電發(fā)展混合電視的具體實現(xiàn)途徑。二、利用云計算技術(shù)發(fā)展混合電視的實現(xiàn)策略探討1、云計算技術(shù)介紹云計算是分布式計算技術(shù)的一種，其最基本的概念，是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理

6、程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，達成處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。運營商站在自己的視角，提出了云計算的定義，即云計算是一種新的計算方法和它通過虛擬化等技術(shù)按照“即插即用”的方式，自助管理運算、存儲等資源能力形成高效資源池， 以按需分配的服務(wù)形式提供計算能力，并且可通過公眾通信網(wǎng)絡(luò)整合IT資源和業(yè)務(wù)，向用戶提供新型的業(yè)務(wù)產(chǎn)品和新的交付模式。云計算典型特征是：資源共享、按需分配、彈性調(diào)度、服務(wù)可擴展。云計算可以類似于水電等基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，

7、提供公共計算能力，能夠充分利用閑置的資源，通過共享方式進行服務(wù)。“云”的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要公共云混合云私有云云計算提供 “服務(wù)”SaaS側(cè)重于以軟件方式提供服務(wù),如CRM,ERP,OA等PaaS側(cè)重于以應(yīng)用服務(wù)器或開發(fā)環(huán)境提供服務(wù)IaaS注重計算資源的共享,消費者通過Internet可以獲得虛擬的服務(wù)器,存儲和網(wǎng)絡(luò)圖1 云計算服務(wù)類型 一般劃分云計算有三種服務(wù)類型（如圖1所示）【6】： IaaS(Intrastructure as a Service)、PaaS(Platform as a Service)、SaaS(Software as a Service)。其

8、中，IaaS以服務(wù)的形式提供虛擬硬件資源，如虛擬主機/存儲/網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)庫管理等資源。PaaS是指云計算服務(wù)商把公有的能力進行提取，以開放的接口，提供給個人及第三方進行開發(fā)及使用。SaaS是一種通過Internet提供軟件的模式，廠商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，客戶可以根據(jù)自己實際需求，通過互聯(lián)網(wǎng)向廠商定購所需的應(yīng)用軟件服務(wù)，按定購的服務(wù)多少和時間長短向廠商支付費用，并通過互聯(lián)網(wǎng)獲得廠商提供的服務(wù)。（1） 利用IaaS構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施平臺 混合電視系統(tǒng)是一個分級分域的系統(tǒng)。這種設(shè)計與用戶數(shù)量龐大、網(wǎng)絡(luò)通信流量巨大相聯(lián)系。分域后物理設(shè)施分別服務(wù)不同區(qū)域的用戶，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以城域網(wǎng)為主，用戶業(yè)

9、務(wù)實現(xiàn)按地域而分離降低了服務(wù)系統(tǒng)壓力。以往這種設(shè)計針對IPTV業(yè)務(wù)還比較有效，但隨著混合電視內(nèi)涵的變化，特別是海量存儲與多途徑多用戶訪問，簡單的分級分域模式難以應(yīng)付復(fù)雜的應(yīng)用場景的變化。采用云計算構(gòu)架，將基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化，通過云管理的集群管理、任務(wù)調(diào)度、虛擬管理、負載均衡和存儲管理等管理模塊，將基礎(chǔ)設(shè)施的資源統(tǒng)一管理起來。硬件設(shè)施通過虛擬化的處理，使得資源和物理位置關(guān)系得以解耦方便了資源的使用和管理。這樣，云計算能夠?qū)⒂布O(shè)施從分區(qū)部署的場景中集中起來，形成可管理的、可調(diào)度的、可按需使用的能力集?；贗aaS架構(gòu)，建立起動態(tài)的負載支撐能力。將資源分配給計算繁忙的業(yè)務(wù)使用。同時，基于IaaS架構(gòu)布

10、局，更易于建立起應(yīng)用服務(wù)冗余機制，杜絕單點故障造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)中斷 對于存儲來說，由于有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和存儲空間，不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以使用相同的內(nèi)容，對內(nèi)容進行有效的復(fù)用，避免了重復(fù)建設(shè)帶來的巨大浪費。由上分析，IaaS架構(gòu)非常適合混合電視平臺的建設(shè)。（2）利用云存儲應(yīng)對大規(guī)模數(shù)據(jù)壓力 混合電視中，多媒體數(shù)據(jù)的存儲需求會比較突出。云存儲通過對大量小文件采用壓縮和封裝處理，同時采用冗余策略，提高文件存儲效率和可靠性。云存儲還通過分布式數(shù)據(jù)庫的使用，提高結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的讀寫性能和容量。云存儲能夠提供對存儲資源的統(tǒng)一管理能力，實現(xiàn)建立統(tǒng)一的資源庫，適應(yīng)融合業(yè)務(wù)的開展，避免重復(fù)資源占用。云存儲還可以配置資

11、源的使用策略，根據(jù)不同的存儲場景，使用不同的存儲介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)來存儲內(nèi)容。（3）構(gòu)建智能云應(yīng)對終端的多樣性需求智能云就是為了系統(tǒng)平臺能夠自動響應(yīng)不同的終端設(shè)備訪問，根據(jù)終端的硬件和軟件環(huán)境，反饋不同格式的內(nèi)容。智能云具備云計算的海量處理能力，利用平臺強大的計算能力，能夠形成對各種終端服務(wù)內(nèi)容的匹配。智能云后端是混合電視的內(nèi)容服務(wù)平臺，通過對視頻、音樂、資訊和用戶相關(guān)信息等數(shù)據(jù)的規(guī)整和適配， 提供給不同類型終端一致的服務(wù)。智能云通過發(fā)布應(yīng)用程序接口的方式，支持終端的應(yīng)用開發(fā)。 終端的多樣性近年來愈演愈烈，除了手機終端主流的操作系統(tǒng)平臺品種增多，更有平板電腦、游戲廠商推出的各種游戲機、電子書等等，都加

12、入到混合電視的業(yè)務(wù)場景中。而且終端性能提升很快，用戶體驗不斷提高。因此，應(yīng)用平臺需要應(yīng)對各種類型終端的訪問，基于同一套內(nèi)容，能夠支持各種終端。 2、利用云計算實現(xiàn) HbbTV在HBBTV的 實現(xiàn)上，首先建議參考云計算體系架構(gòu)的模型建立起HBBTV框架結(jié)構(gòu)（圖2），基礎(chǔ)平臺采用IaaS模式，集中打造，按需取用，通過云管理平臺對資源進行管理和調(diào)度。業(yè)務(wù)平臺層參照PaaS模式建設(shè)，各平臺能力以服務(wù)的形式來向外提供。應(yīng)用服務(wù)層可采用SaaS模式建設(shè)，可基于底層的PaaS層服務(wù)和IaaS層能力，聚焦用戶服務(wù)，構(gòu)建起與合作伙伴或獨立開發(fā)者共同參與的創(chuàng)新模式；利用云并行計算能力，提高數(shù)據(jù)壓縮處理能力，實現(xiàn)實

13、時編碼能力；利用云存儲分散讀寫操作，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)IO和存儲器IO的讀寫均衡；利用靈活擴展能力，用最少的投資來滿足現(xiàn)狀，而當(dāng)企業(yè)的業(yè)務(wù)增長到需要增加服務(wù)的時候，可以根據(jù)自己情況對服務(wù)進行選擇性增加，滿足業(yè)務(wù)爆炸增長需求；利用虛擬IDC業(yè)務(wù)，簡化硬件的數(shù)量，消除組織網(wǎng)絡(luò)和計算機操作系統(tǒng)配置步驟，減少企業(yè)對IT維護人員數(shù)量需求，快速部署系統(tǒng)，提高資源利用，也節(jié)省了空間；其次是利用集中管理模式，構(gòu)建自主可控云計算產(chǎn)業(yè)鏈，使企業(yè)數(shù)據(jù)安全得到最大保證。DVB/IPTV業(yè)務(wù)互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務(wù)手機電視及移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)多屏互動業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)層視頻監(jiān)控服務(wù)其他增值服務(wù)家庭傳感網(wǎng)絡(luò)服務(wù)個人數(shù)據(jù)存儲服務(wù)融合可視電話服務(wù)業(yè)務(wù)平臺

14、層基礎(chǔ)設(shè)施層云管理層節(jié)目源存儲服務(wù)可控流媒體服務(wù)CDV服務(wù)VDC服務(wù)云計算管理實時編碼服務(wù)終端適配服務(wù)云儲存管理流接入服務(wù)集群管理負載均衡虛擬管理任務(wù)調(diào)度分布式計算計算虛擬化文件存儲管理虛擬管理結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)管理分布式文件系統(tǒng)存儲虛擬化主機集群網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列圖2：基于云計算的混合電視平臺體系結(jié)構(gòu)3、利用云計算發(fā)展高清、3D等電視高清3D化帶來的大量數(shù)據(jù)造成了計算能力和存儲能力兩方面的壓力。而云計算技術(shù)實現(xiàn)集約化的制作和存儲，正好解決這些問題。云計算通過集約化的系統(tǒng)架構(gòu)，將所有原先分散在各單機中的計算能力集中到一個“計算池”中，統(tǒng)籌調(diào)度計算資源，按照不同需求智能、靈活、動態(tài)地進行分配，大大增加單點

15、制作能力，并減少設(shè)備的空閑率，提高綜合使用效率。對海量的高清/3D節(jié)目內(nèi)容管理主要用到“云媒資”技術(shù)（圖3）【7】，即把云計算應(yīng)用于廣播電視臺的媒資系統(tǒng)。云媒資具有傳統(tǒng)媒資所不具備的諸多優(yōu)點，是媒資發(fā)展的重要趨勢之一。云架構(gòu)部署的媒資存儲中心不僅能將原來分散零散的存儲系統(tǒng)進行集中整合和統(tǒng)一管理，縮減大量重復(fù)不必要的數(shù)據(jù)遷移、轉(zhuǎn)碼、保存等環(huán)節(jié)所占用的時間，還有利于數(shù)據(jù)異地災(zāi)備和節(jié)能減排在傳統(tǒng)的媒資系統(tǒng)之中，轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)、編目系統(tǒng)等需要各自的專用硬件平臺，但在私有云擴展方式之下，在云媒資系統(tǒng)中，則可充分共享硬件平臺。另外，云媒資系統(tǒng)也可以提供無限的訪問：比如遠程無差異化訪問、用1個終端即可訪問各種應(yīng)用

16、。而且，“虛擬資源池”的特點使得云媒資系統(tǒng)可以快速部署。云媒資也可以提供可度量的服務(wù)，比如可以按照計算能力、存儲空間、網(wǎng)絡(luò)性能、租用時間來選擇虛擬資源。所以，總的說來媒資是比較適合采用云計算技術(shù)的廣電業(yè)務(wù)系統(tǒng)。提供系統(tǒng)變?yōu)樘峁┓?wù)云計算平臺媒資系統(tǒng)快速彈性能力可度量的服務(wù)共享的。海量，隨時可訪問內(nèi)容個性化的媒資按需的自服務(wù)全媒體的支持無所不在的訪問云媒資圖3 云媒資的優(yōu)勢目前而言，云媒資共有3種建設(shè)模式：面向廣電媒體的私有云媒資、面向集團應(yīng)用的云媒資、面向公眾與企業(yè)的云媒資。面向廣電媒體的私有云媒資架構(gòu)如圖4所示。上線導(dǎo)入編輯檢索技審審核系統(tǒng)管理配置管理服務(wù)配置管理服務(wù)配置管理服務(wù)配置管理服務(wù)

17、云服務(wù)資源管理云服務(wù)任務(wù)管理云服務(wù)用戶管理虛擬設(shè)施服務(wù)云服務(wù)安全管理云媒資應(yīng)用編目/審核技審/檢索ESB/EMB虛擬主機虛擬存儲虛擬交換終端接入層物力資源層虛擬資源層管理中間層私有云媒資圖4 面向廣電媒體的私有云媒資架構(gòu)此外，廣大電視觀眾已經(jīng)不再滿足于傳統(tǒng)的廣播電視服務(wù)模式，隨著混合電視推進以及新媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，電視臺的運營模式也將隨之進行調(diào)整，帶來的最大改變就是新業(yè)務(wù)的不斷上線。每開展一個新興業(yè)務(wù)模式，必將帶來新系統(tǒng)的部署、配置和運維，這往往需要較長時間，使新業(yè)務(wù)無法快速靈活的開展，對電視臺的長遠發(fā)展非常不利。而如果在未來的廣電業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建一個統(tǒng)一的云計算平臺，各種業(yè)務(wù)都運行在這個平臺

18、上，那么傳統(tǒng)系統(tǒng)所面臨的問題將找到解決方案，廣電系統(tǒng)將更加靈活、更加富有彈性，運營也更加輕松。4、利用云虛擬化技術(shù)增強傳輸系統(tǒng)交互功能虛擬化技術(shù)【8】是云計算一個非常重要的組成。桌面虛擬化是通過一個云終端連接到后臺服務(wù)器上，云終端可以替代PC，利用這種小盒子實現(xiàn)PC的替代功能，虛擬PC云服務(wù)主要的宗旨是這樣，首先在運營商這端機房里假設(shè)虛擬化服務(wù)器，在用戶端假設(shè)虛擬桌面，通過一個特有的技術(shù)采集下來，然后傳送給虛擬專用云終端，把畫面實時的呈現(xiàn)出來，專有終端可以同時把用戶的操作，比如鼠標(biāo)、鍵盤、遙控實時的傳遞到云端主機上來，它的好處就是終端不需要任何的處理能力，利用視頻的方式天然的降低終端的成本，正

19、好也契合了廣電HFC這個下行寬帶非常充裕的網(wǎng)絡(luò)。有線電視雙向交互性是廣電發(fā)展增值業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，但在發(fā)展中面臨終端機頂盒不斷升級問題，通過這種技術(shù)，可以在數(shù)字電視家庭終端機頂盒配置相當(dāng)?shù)土那闆r下開發(fā)多種交互應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的逐步提高，面向終端用戶的云應(yīng)用將變得可能而且必要。未來混合電視用戶的個人終端將呈逐漸“瘦化”和“多元化”的趨勢。也就是說用戶的終端不需要很高的硬件配置，而只需要通過高速網(wǎng)絡(luò)與云服務(wù)中心進行數(shù)據(jù)交換，由云提供各類服務(wù)。同時，用戶的終端可以是多種形式、互相融合的。既可以是電腦、電視，也可以是手機、PAD或者其他設(shè)備，而且用戶在不同終端中的數(shù)據(jù)信息是同步更新的（因為數(shù)據(jù)儲存在云中

20、）?？梢灶A(yù)見，未來人們只需要一個“身份認證”，就可以在任何時間、任何地點，使用任意一個終端，來做“任何事”?；谠萍軜?gòu)的混合電視將給生活帶來革命性的變化。5、利用云計算實現(xiàn)多屏融合  在多屏服務(wù)實現(xiàn)上，運用云計算可以將用戶、終端、網(wǎng)絡(luò)和運營商不斷的融合，也逐漸從單屏走向多屏，只要是屏幕都可以成為視頻內(nèi)容的終端。因為云計算是在云端進行渲染、編碼，云計算的前端只要接收到下發(fā)終端的指令，就能夠?qū)⒋a流發(fā)送到指定的終端，與傳統(tǒng)的一元多屏解決辦法不同，更重要的是能夠統(tǒng)一各類型終端上的應(yīng)用，使得在不同終端上的應(yīng)用都可以隨意嵌入和覆蓋。當(dāng)前，云平臺+多屏融合【9】的發(fā)展模式成為眾多廠商的布局新手段。

21、借助云計算搭建的平臺，媒體內(nèi)容可以在不同屏幕間分發(fā)，多屏將實現(xiàn)無縫地連接，并且讓管理更高效、成本更低，同時云計算平臺還能支撐持續(xù)不斷地云服務(wù)和云應(yīng)用擴展。6、利用“云挖掘”實現(xiàn)新型臺網(wǎng)聯(lián)動機制“云挖掘”是以實時的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)流作為分析挖掘的對象，其訓(xùn)練數(shù)據(jù)集不再固定，支持動態(tài)模型，可供實時決策與反饋。 “云挖掘”技術(shù)架構(gòu)如圖5所示。數(shù)據(jù)源云端資源云端資源云端資源云端資源云挖掘服務(wù)平臺云監(jiān)控引擎云發(fā)布引擎分布式云挖掘引擎數(shù)據(jù)云云數(shù)據(jù)成品數(shù)據(jù)傳統(tǒng)展示主流數(shù)據(jù)源 個性化接口協(xié)同工作的智能分析挖掘工作單元云管理引擎實體數(shù)據(jù)集市虛擬數(shù)據(jù)集市圖5“云挖掘”技術(shù)架構(gòu)從廣電發(fā)展的角度看，混合電視將有線電視網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)有效結(jié)合在一起，未來基于細分需求的付費視頻服務(wù)將成