有线电视直播频道节目自动化采集系统的研究与实现_徐均.pdf

广播与电视技术 2023年 第50卷 第3期60有线网络 CATV传输覆盖有线电视直播频道节目自动化采集 系统的研究与实现【摘 要】现阶段，互联网视频精彩纷呈，但是真正的优质节目源仍然来自于直播频道，特别是央视和各大卫视在晚间黄金时间段的跟播剧，具有广泛的受众影响力。本文介绍了如何基于数字电视IP前端播出平台，通过转码、复用、协议转换与解复用、自动录制、快速剪辑5个步骤，自动从直播TS中采集并生成高清节目，这是广电点播业务优质片源的重要获取渠道，最后，本文还分析了组播流自动化采集系统的优势。【关键词】数字电视，组播流，自动化【中图分类号】TP315 【文献标识码】B 【DOI编码】10.16171/ki.rtbe.20230003011【本文献信息】徐均.有线电视直播频道节目自动化采集系统的研究与实现J.广播与电视技术，2023,Vol.50(3).Research and Implementation of Automatic Program Acquisition System for CATV Live ChannelXu Jun(Ningbo Wasu Radio and Television Network Co.,Ltd.,Zhejiang 315000,China)Abstract At the present stage,the Internet video is wonderful,but the real quality program source still comes from the live broadcast channels,especially the following plays of CCTV and major satellite TV in the prime time of the evening,which has a wide range of audience influence.This paper introduces how to automatically collect and generate HD programs from the live TS based on the digital TV IP front-end broadcast platform,through the five steps of transcoding,multiplexing,protocol conversion and demultiplexing,automatic recording,fast editing.This is an important channel to obtain high-quality video source of the radio and television on-demand service.Finally,the paper also analyzes the advantages of the automatic collection system of multicast streams.Keywords Digital TV,Multicast stream,Automation徐均(宁波华数广电网络有限公司，浙江 315000)0 引言目前广电网络推行的 DVB OTT 机顶盒，在传统直播业务之外融合 OTT 业务，利用点播的优势弥补直播业务的不足，从而抢占用户市场。然而，广电 OTT 互联网视频业务虽然与各大互联网牌照商合作，但其内容并不具备足够的优势，因为现代人没有太多的时间收看电视节目，也没有太多固定的时间去等待节目开播。那么如何利用好手中“现成”的直播优势，将其转换为可再次编辑和重构的点播资源，以解决当前 OTT 机顶盒点播业务体验不佳的问题，就成了现阶段提升广电网络视频业务的关键。1 技术架构1.1 拓扑图数字电视前端 IP 化改造后，所有直播频道将以 IP 组播流的形式传输播出，获取各个频道对应的组播地址后，就可按照点播平台的技术参数设置并实施硬件转码，然后再将编码器输出的组播流迸行协议转换和下载软件配置，最终采集到指定时间段的直播节目。整个系统拓扑图如图 1 所示。如图 1 所示，组播流采集系统犹如一座桥梁，将前端 IP直播平台分别与点播媒资网和时移回看系统联成一体，共同为 OTT 平台服务。实际上，组播流采集系统具有两大功能：广播与电视技术 2023年 第50卷 第3期61CATV 有线网络 传输覆盖第一是实现直播转点播的自动化采集；第二是为时移回看业务提供直播录制源，能扩容时移回看频道数量。本文将重点阐述采集功能。1.2 工作流程1.组播流输入配置：利用现有数字 IP 前端环境，配置备播交换机，同时布两根六类网线分别至主备 EMR 编码器，配置编码器以完成直播信源的输入；2.转码复用：以数码视讯 EMR 编码器对直播输入信源按照点播平台指定的参数迸行硬件转码，同时将需采集的高清频道复用一路组播流，标清频道复用另一路组播流，并设定组播地址和端口号，然后分别由 EMR 编码器复用后再输出；3.协议转换或解复用：使用主备两台服务器接收 EMR 编码器复用输出的组播流，同时安装 VLC 软件，通过编写脚本，首先将 UDP 协议的组播流转换为 HTTP 协议直播流，然后根据脚本中的 Program 参数将多节目流解复用为多个单节目流；4.自动录制设置：安装“影音传送带”软件，接收HTTP 单节目直播流，同时为每个频道配置采集的计划任务，设定存储路径，完成指定频道的自动化采集；5.TS 流快速剪辑：将媒体编辑工作站与采集服务器直连，安装 TS 流剪切工具 Smartcutter 软件，无需重新编码，可对采集片段迸行快速拆条成片。2 配置详解2.1 组播流输入配置2.1.1 配置编码器接收直播源组播地址打开数码视讯编码器管理后台，选择顶部菜单“板卡”，在左边的板卡列表中选择“主千兆卡网口 1”，在右边列表顶部选择“接收”选项卡，弹出接收地址列表，点击“添加”按钮弹出直播源组播地址输入窗口，如图 2 所示。由于交换机和编码器均默认开启了 IGMP-v3 协议，所以在填写接收组播地址时，除了添加组播 IP 外，还需要添加信源设备地址。2.1.2 填入组播地址在窗口中“接收 IP 地址”栏中填入湖北卫视（高清）的组播地址“udp：/192.168.1.49239.0.0.45:5000”中的后半段组播地址“239.0.0.45”；在“接收 UDP 端口”栏中填入端口号“5000”，点击“应用”按钮即可将该组播地址添加到接收列表中。BOSS SERVER防火墙宽带出口 互联网核心路由器1核心路由器2BRAS认证系统DHCP/TFTP SERVER.海曙江北鄞州STBWifi 及宽带STBWifi 及宽带汇聚交换机汇聚交换机OLTOLTONUONUGPON/EPONGPON/EPONSTBWifi 及宽带汇聚交换机OLTONUGPON/EPONEPG门户系统LiveTV CDN直播业务综合管理系统编码设备直播频道CBR组播信源图1 系统拓扑图广播与电视技术 2023年 第50卷 第3期62有线网络 CATV传输覆盖2.1.3 填入信源地址记住刚才配好的接收地址端口号为“15”，点击列表顶部 IGMP 选项卡，在弹出的列表中找到对应的“15”号，改exclude 模式为 include 模式，后面两个地址栏都填入前半段地址“192.168.1.49”。点击“应用”完成设置。2.2 转码、复用如图 3 所示，点击顶部导航中“复用”选项卡，在左边“输入”区顶部输入板卡中选择“主千兆卡”，然后在下面列表中找到刚才配置的输入地址“239.0.0.45:5000”，右键点击该地址，并在弹出的菜单中点击刷新（该步骤很重要），然后编码器开始解析该组播地址中的频道信息。刷新后，展开地址并找到频道流，保持选中“湖北卫视（高清）”频道流“HuBeiHD（SID:407）”条目，然后在右边的输出窗口中，选择一块有空闲转码迸程的输出板卡“卡 3-高密度转码卡”。注意：所有转码卡的前 4 个迸程（ASI1-13）为高清转码迸程，后 4 个迸程（ASI17-20）为标清转码迸程。2.3 协议转换、解复用2.3.1 接收采集组播流将主备两台 windows 服务器与光交换机相连并安装 VLC软件。打开 VLC 并输入采集高清地址：udp：/226.1.0.1:10001，确认流能否打开，并包含“湖北卫视（高清）”频道。由于与采集服务器相连的还有点播平台媒资网络，所以服务器上有多块网卡连接不同的网络（默认情况下组播流由第一块网卡接收数据）。而 VLC 无法判断组播流从服务器的哪块网卡上接收数据，这时就需要对服务器手动配置路由表。2.3.2 编写 VLC 命令行,搭建流媒体服务器在服务器中新建 bat 批处理文件，在其中添加 VLC 启动时的执行代码，也就是说将组播流 udp/226.1.0.1:10001 内程序号为“1”的所有数据流以 HTTP 协议、TS 封装，输出到本台服务器的 6001 端口下的 hubeiweishi 路径。至此，HTTP 流媒体服务器搭建完成，此时，我们在服务器上使用 VLC 播放地址即可收看到转发出来的“湖北卫视（高清）”频道流。2.4 自动录制设置2.4.1 新建下载任务如图 4 所示，在源 URL 栏填入湖北卫视高清 HTTP 播放地址：http：/27.221.16.25/0，设置存储路径，填写频道名称。2.4.2 设置计划任务点击“其它设置”“添加”，在弹出的计划窗口设定 下载时间，并拟定以时间自动命名。自动命名根据下方提示 编写，/yyyy 年，/MM 月如图 5 所示，设定每天的 0:00 8:00 自动采集，设定自动命名为“湖北卫视高清/MM/dd/HH/m/ext.mpg”。图2 在编码器上配置输入组播地址图3 解析组播地址中的频道信息图4 新建下载任务图5 设置计划任务广播与电视技术 2023年 第50卷 第3期63CATV 有线网络 传输覆盖化无缝对接，没有额外的视音频损耗，能最大化地还原直播中的高清画质效果。5.5 内容安全有保障众所周知，电视播出的节目均经过了严格的审核把关，因此采集的内容不会出现色情、反动等意识形态方面的问题，相比网络上的节目更具有保障性。支持互动点播、时移回看、多屏互动、网站直播、虚拟频道等多种视频业务的运营与 扩展。6 结束语组播流采集系统只有具备截流的能力，才能实现去除广告和再次编辑，通过内容重构和资源整合，给用户带来更好的点播体验，为点播业务的发展提供持久的内容源泉。尽管现在网络视频的发展非常迅速，但实际上电视仍为社会的主流媒体，真正优质的节目资源都蕴藏在电视频道中，关键是我们能否截取并加以挖掘利用。总之，充分利用好该采集系统，将会使我们的高清互动点播业务大有可为。参考文献：1 胡小生.校园网的组播应用研究J.计算机与现代化,2006(06):106-109.2 夏超.H.264编码算法研究D.西安:西北工业大学.2007.3 张亚娜.IPV6与流媒体传输在互联网的应用J.世界广播电视,2005.4 汤新坤,欧阳峰,朱里越.有线电视网络直播IP化技术方案J.广播电视网络,2021.第一作者简介：徐均（1983），男，宁波华数广电网络有限公司技术播控部，担任终端及系统运维工程师，主要从事广播电视传输、运维和 IP 信息化方面的工作。曾经参加过数字电视平台 IP 化改造、一体化 DHCP、DNS 系统改造、互动点播平台改造等多项创新项目。图6 采集节目点播页面3 采集节目呈现效果如图 6 所示，以点播形式展现，用户不必再到回看中按日期查找相应剧集，而是一并展现所有剧集，其 UI 界面简洁大气，更符合广大用户的收视习惯。4 常见故障排查组播流采集系统支撑着 OTT 平台互动点播和时移回看系统的运营，虽然运行稳定，但一旦出现故障，该怎样查找故障源呢？为此，我们在“配置/管理服务器”和“采集服务器”端安装 VLC 软件，其中“配置/管理服务器”4 个网口分别连接直播源输入（二层交换，用于故障排查）、主备编码器（二层交换，用于配置编码器）和媒资网（三层交换，用于远程配置与故障排查）。由于 VLC 软件既可接收 UDP 组播流，又可接收 HTTP 直播流，所以通过查看不同组播地址是否有视频画面输出的方式，可快速定位故障源。5 组播流采集系统的优势5.1 运行稳定，满足运营商级要求实施硬件编码，极大增强系统长期运行的稳定性。早期的采集系统没有引入 EMR 编码器，全依靠在服务器上运行VLC 脚本实施软件转码，而软件转码的缺点就是不稳定，无法长期运行，经常因为服务器 CPU 和内存利用率过高而导致转码迸程卡死。自从引入 EMR 编码器实施硬件转码后，繁重的转码任务由编码器承担，服务器只负责协议转换、解复用和下载，大幅降低了其 CPU 和内存的利用率，极大增强了运行稳定性。主备冗余机制，在直播信源输入、EMR 编码器和采集服务器重要环节均具有主备机制，能最大化地确保系统运行的可靠性。5.2 投入成本低，系统利用率高时移回看系统一般都配有编码器，可重复利用；采集、配置管理服务器为通用服务器，对硬件要求不高，均可利旧；采集系统充分利用了数字电视前端 IP 化播出平台，因此整个采集系统无需大量资金的投入。5.3 规避了CA环节直播信源来自于备播交换机输出的清流，没有经过 CA加密环节，因此也就不存在解密的问题，这降低了系统实现的技术难度和复杂度，增强了运行可靠性。5.4 数字化无损采集纵观采集系统的整个工作流程，只需在编码器端根据业务需要设置适当的码流参数，除此之外的全部环节均为数字