IP切换矩阵在IPTV播控平台中的应用探讨

殷启旭

【摘要】随着近些年来国内互联网的发展，家用宽带的带宽已足以支撑高清视音频信号的传输，用家里的宽带可以收看到和有线电视差不多清晰度的电视节目，这大大促进了IPTV业务的发展，一方面，IPTV电视用户数呈爆发式增长，另一方面，观众更习惯用家里的宽带收看电视节目，这使得IPTV的播出安全越来越受到重视，断流和劣播的影响也越来越严重，而IPTV集成播控平台的播出值班员往往需要一人监看上百路电视节目，人为判断并处理电视节目故障，耗时较长，这就需要一套智能化设备来使播出信号在主路、备路及垫片信号之间出现问题时自动切换，以保证观众收看到的是正常的电视节目，同时也缩短值班员处理故障的时长，减小断流和劣播的影响。基于此，对IP切换矩阵在IPTV播控平台中的应用进行研究，以供参考。

【关键词】IPTV播控平台;TS流切换;IP切换矩阵

中图分类号：TN92                       文献标识码：A                 DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.06.026

IPTV业务是一个特殊的行业，发展IPTV业务必须严格遵守国家的政策和要求，才能达到良性发展的目标。解决IPTV业务在发展时遇到的问题和瓶颈需要依靠内生动力，坚持技术创新、产品创新、模式创新。一方面，电视台要加强跟运营商、合作伙伴的合作关系，做好技术引领、运营保障、产品驱动工作，不断提升核心竞争力;另一方面，要多生产更加优秀的影视内容，把更多内容管控到自己手里，合理引入头部内容资源，汇聚更多差异化服务。

1. IPTV现状及问题

当前，全国各省IPTV业务规范对接工作稳步推进。2019年3月27日，国家广播电视总局在北京召开了全国IPTV建设管理工作會议，将IPTV业务规范对接推到了一个新的高度。尤其是后来颁发的2019（76）号文《IPTV集成播控平台与传输系统规范对接工作方案》，规定了规范对接的细节。2021年5月13日，继辽宁、广东、重庆、湖南、山东之后，河北正式获得广电总局颁发的IPTV集成播控服务牌照。全国IPTV用户数高速增长，庞大的用户体量构建起平台稳固的收视基础，商业潜力越来越大。IPTV终端渗透率逐年增长，中国广视索福瑞媒介研究（CSM）数据显示，2021年一季度，全国59个大中城市家庭电视设备渗透率IPTV为41%，大屏收视数字智能化、互联网化已成行业发展必然趋势。2021年一季度IPTV平台收视占据电视大屏近三成份额，同比提升显著，是电视大屏极具竞争力的终端平台。从2004年我国开始出现IPTV业务到现在，IPTV业务发展越来越壮大但也暴露了一些问题。

2. 服务器模式的IP切换矩阵

目前，IP切换矩阵的其中一种模式就是服务器模式，即在通用服务器上安装并运行IP切换矩阵软件，服务器从交换机拉取组播流，根据需求修改组播流的组播地址、PSI等信息，然后再分发出去，实现类似传统基带矩阵信号调度的功能。一般这种IP切换矩阵还可以对TS流组播信号进行实时的TR101-290三级监测，在发现当前节目流信号出现设定等级的错误时，可以手动或自动将输出的组播流切换成其他的备份信号，而切换成备份信号后，对下游而言，节目流的组播地址和节目的PSI信息没有发生改变，避免了下游出现解码异常等问题;在主路节目信号恢复正常后，可以自动切回主路信号播出。湖南IPTV集成播控平台在用的IP切换矩阵就是服务器模式，目前大部分厂家相对成熟的在线产品也都是服务器模式，

3. IP切换矩阵在IPTV播控平台中的应用策略

3.1 加强合作

要想发展好IPTV业务，电视台必须加强同电信运营商、总平台及行业同僚的合作，以达到共赢的目的。IPTV业务终归是通过运营商的宽带接入到用户家中，所以说电信运营商的宽带发展情况跟IPTV用户发展有直接联系。我们必须时刻牢记，电视台和电信运营商是合作伙伴关系，而不是对立关系。加强和总平台的合作主要体现在做好与IPTV集成播控总平台的全国IPTV内容服务平台、节目集成管理系统、EPG管理系统、用户及计费管理系统、数据管理系统的对接，多了解多沟通，有问题及时处理。加强和行业同僚的合作则有助于解决共享共通的问题。

3.2 中间件Json调用技术

在整个直播可视化导航平台系统中，中间件负责完成大数据系统与智能直播可视化导航系统之间的数据共享与对接，其具体使用的技术是Json调用技术。XML这种用于表示客户端与服务器间数据交换有效负载的格式，几乎已经成了Webservices的同义词。AJAX技术能够使得每一次请求更加迅捷，对于每一次请求返回的不是整个页面，也仅仅是所需要返回的数据。然而，由于Ajax和REST技术的出现影响了应用程序架构，这迫使人们开始寻求XML的替代品，Json技术应运而生。Json是一种轻量级的数据交换格式，是采用完全独立于程序语言的文本格式的技术标准，作为一种更轻、更友好的Webservices客户端的格式在Webservices设计中备受推崇。下面是本系统中中间件与智能直播可视化导航系统通讯和更新导航数据的具体示例。

3.3 做好版权保护工作

以前版权问题说的比较敏感的是电视和电影，现在，随着各种各样的业务出现，如IPTV、OTT、手机电视等，版权开始不断划分、细化。为什么海外敢于在互联网上做院网同步的商业模式？其中一个原因就是因为他们有很好的内容保护技术，包括DRM加密、水印追踪技术，因此好莱坞片商才敢把最新的影片放到新媒体平台上。随着国家广播电视总局广播电视科学研究院针对China DRM标准制定、行业落地更加完善，目前全国一些省份已经开始部署China DRM系统。只有利用先进技术，保障视频节目版权不受侵犯，内容商才敢把最新的、最热门的影片给我们，进而不断提升IPTV业务的收视率。

3.4 电子节目指南（EPG）系统

EPG系统用于IPTV各种业务的索引及门户导航，主要由EPG管理系统、EPG服务系统组成。性能方面，EPG页面应支持16位以上色彩图片，图片一般采用JPEG、GIF格式;EPG页面间的切换操作时间不超过2秒等。EPG系统应实现以下四个基本功能。（1）节目查找包括用户查找直播频道，支持用户通过遥控器输入频道号及频道+/-的方式直接查找和播放频道;支持用户通过遥控器输入节目名称查找点播内容。（2）可对EPG模板和条目进行修改IPTV集成播控平台必须具备对EPG模板底图更换、EPG条目修改的能力。并可实现EPG条目分域发布功能，比如在不同的地域展现出不同的EPG条目。（3）可对EPG模板和条目进行上下线操作IPTV集成播控平台必须具备对EPG模板、条目上下线的能力，做到对展现在用户面前的EPG模板、条目可管可控。（4）具备EGP模板、条目防篡改能力EPG系统必须具备防篡改机制，比如定时自动比对、篡改报警等，防止EPG模板、条目被不法人员进行篡改。

3.5 利用云化虚拟化来实现

IP流的断流切换随着广播电视技术的发展，4K电视扑面而来，4K电视节目的无壓缩基带信号数据率达到了12Gbps，即使是SMPTE-2110的流去掉了无用的场消隐和行消隐的数据，视频数据率仍达到了8.7Gbps，将来的8K时代，基带信号IP化的需求已经越来越高，随着广电IP化的发展，将播出平台迁移到虚拟化平台或云平台上，也是广电技术的一种发展方向。对IPTV集成播控平台来说，将编码器部署在云上，将基带信号IP化后送至云上的编码器进行压缩编码，相对于现在的实体编码器来说，可能会更稳定，当编码器虚拟机出现故障的时候，编码业务会自动漂移到正常工作的服务器上，保证了节目流的稳定输出，为了更进一步地保证输出流的稳定，主备两台编码器虚拟机同时运行编码任务，但只有主路编码器的组播流正常输出，备路编码器执行编码任务但不输出组播流，以防止网络中组播地址冲突;主备编码器互相监测，当监测到主路编码器异常的时候，备路编码器正常输出。通过采用这种技术，可以更进一步地保证输出组播流的稳定，很多编码器厂商都有这种技术，通过这种方式的流切换，可以进一步保证节目流的正常播出。

4. 结束语

从2004年我国开始出现IPTV业务以来，IPTV业务发展已经走过17年的历史。无论是2021年5月12日在河北正定举办的“第21届论道暨中国IPTV/OTT智能视听产业论坛”，还是2021年5月27日在北京举办的“第28届中国国际广播电视信息网络展览会”，大家对IPTV的关注度都非常高。如何让IPTV业务保持强劲的势头发展下去，更好地传递党和政府声音，是每一名IPTV从业者必须思考的问题。面对各种挑战，我们只有打好基本功，充分发挥IPTV业务系统的内在优势，扬长避短，才能立于不败之地。

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