【摘要】 在三網融合的大背景下，IPTV在廣電行業的發展上擁有很好的前景，貴州廣播電視臺IPTV集成播控平臺項目已建成并投入使用，本文重點從系統總體架構、信號流程、系統安全方案幾個方面進行介紹。
【關鍵詞】 IPTV集成播控平臺系統架構 信號流程 多畫監看系統
一．項目介紹
IPTV是目前傳統電視行業發展的新趨勢，是具有三網融合特點的新媒體業務之一。貴州廣播電視臺IPTV集成播控平臺建設完成已經兩年多了，隨著這兩年來的發展，用戶量的不斷增長，現已突破500萬用戶，整個系統平臺也在不斷的完善和優化。
貴州廣播電視臺IPTV集成播控平臺的信源來源于三大部分，全國主要的直播信源主要是通過衛星接收機解密獲取；本地省臺的9套節目信源通過本地獲取；省內的地州頻道和自辦節目信源主要通過光纖傳輸獲取，將節目內容傳送至三大運營商，再通過各自個性化的EPG送到用戶家中。
系統建設多屏監控，對直播節目進行實時監測，保證安全播出。總體要求系統滿足高質量、高性能、易用性、開放性、擴展性和安全穩定性。
二．系統總體架構
貴州廣播電視臺IPTV集成播控平臺系統主要由衛星接收機、在線編轉碼器集群、交換機、IP切換器、多畫面監控系統、防非系統、網絡安全系統、存儲系統、內容生產配套系統等組成。
系統整體框架如圖1所示：
1.前端系統
IPTV前端接收系統是將衛星中頻信號通過衛星接收機解密后，編解碼后以IP組播方式傳輸。根據需求，中星6B水平接收15路通道，6B垂直接收24路通道，6A水平接收16路通道，6A垂直接收25路通道，亞洲五號接收2路通道，其中42路通道為免費節目，40路加密通道，每個通道配置一個CI插槽，共82個通道。
根據目前實際接收節目的數量，配置5主+1備（共6臺）衛星接收機（DXP-3000D），1臺單機支持接收24路清流衛星數字電視信號；1臺1U單機支持接收16路清流衛星數字電視信號，4路加密節目；3臺1U單機支持接收12路加密節目。5臺衛星接收機共配置20塊衛星接收板卡和10塊解擾板卡，每塊接收板卡卡配置支持4路衛星數字電視信號解調，每塊解擾板卡，支持接收4路加密節目解擾。
配置4主（共4臺）流金歲月接收解碼一體機，單獨接收CCTV3、CCTV5、CCTV6、CCTV8四個頻道衛星數字電視信號。
根據62號令要求，考慮主備衛星的安全性，在金陽配置了備信源接收系統，備路和主路相同的衛星信源；因應對日凌等相關天氣影響的需要，還配置2主 +1備（共3臺）中星九號衛星接收機，作為衛星級別備份信號，對部分頻道作為第三備份信源。
2.直播轉碼業務
針對直播轉碼業務，需要滿足實現總共150路的實時轉碼能力，總體能力按照68路高清信源一進一出（1080P），和82路標清一進一出轉碼設計。
采用5主+5備（共10臺）在線編轉碼器實現相應的轉碼任務，另外，還配置1主+1備（共2臺）集群管理器對編轉碼器的集群管理工作。
具體的部署策略為：5臺完成68路高清節目1進1出轉碼、完成82路標清一進一出轉碼。所有設備配置8通道SDI高標清采集卡和4通道ASI信號采集卡，對7路的SDI信源和1路ASIMPTS信源進行編碼，對68路UDP信源進行轉碼，另配置5臺備份設備，完成5+5的冗余備份。配置2臺集群管理服務器主備，完成對在線編轉碼設備的管理、任務調度及監控等功能。
3.信源切換系統
針對主、備路信源切換的需求，采用了3+3冷備（共6臺） IP切換器來完成189路高標清切換。該IP切換器可以支持最大63路主、63路備及墊播的IP碼流切換。板卡實時監測IP碼流狀態，根據設置的策略，可自動完成主、備、墊切換，也可以設置手動切換。支持主路網口斷電直通功能，適用于各種IP碼流應急切換場合，極大的保證了安全性。
4.多畫監看系統
針對業務的可持續性發展要求，監控系統配置有冗余，可以對112路高清和118路標清，一共230路的頻道監管能力，通過IP視頻多屏監控系統進行拼接合成及畫面質量分析，推送至大屏、PC端和移動端，實現多渠道畫面監看及故障告警提示等功能，系統同時支持直播節目錄制，以便對故障點前后節目內容進行回看和記錄。
我們采用5主+5備（共10臺）多畫管理器完成對信源端實時監控，單臺最多可以支持96路高清或者192路標清的監管，在多畫服務器上面部署監控收錄系統軟件，對重點直播頻道進行全時段24小時收錄，對非重點直播頻道僅對故障時段進行時長10分鐘的故障收錄，采用8臺OPS，將監看的頻道投至大屏，以供值班人員實時監看，利用已有工作站和音箱系統，實現聲音告警輸出，還可以使用iPad等移動終端進行遠程監看。
5.交換機
交換機包括信源交換機1主+1備（共2臺采用堆疊方式），匯聚交換機1主+1備（共2臺采用堆疊方式），輸出交換機1主+1備（共2臺采用堆疊方式）實現三層交換機的結構，分別對信源、編轉碼器以及IP切換器輸出的流進行數據交換，針對信源端衛星接收設備的輸出及管理、直播轉碼平臺的輸入輸出及管理、多畫面輸入及管理的需要來進行部署。
還包括核心路由器1主+1備（共2臺采用堆疊方式），將信號送往三大運營商。核心交換機1主+1備（共2臺采用堆疊方式）進行存儲管理以及對備信源的流進行數據交換。
6.內容生產系統
針對內容生產系統的需要，要求滿足最多10路高清信源的并發收錄，每天50小時的高清內容生產制作，采用1臺Arc-Video-MediaFactory-Cmd-2102對整個內容生產系統相關能力組件進行管控，采用2臺收錄服務器實現最多30路高清源碼收錄任務。另外，我們配置1臺集群管理服務器，實現對收錄服務器的集群管理工作，形成2+1的冗余備份機制。
系統配置1主+1備（共2臺）離線轉碼設備實現相應的編轉碼任務，單臺可以實現高清8倍速生產能力，即單臺可以實現每1小時可以生產8小時的節目內容。在實際生產環境，可以用時用兩臺離線轉碼設備進行生產，實際復合生產能力為16倍速，另外在收錄集群管理服務器上部署云轉碼集群管理軟件，對2臺離線轉碼器進行集群管理。
三．信號流程
1.主信源流向
（1）通過樓頂衛星天線接收信號后通過功分器復制分發到接收機；
（2）通過接收機解擾、解碼后以IP流輸出到信源交換機；
（3）信源交換機將信號轉發到在線編轉碼器進行編轉碼，支持SDI、ASI和IP信號，貴州省臺和貴陽市臺的信號直接入在線編轉碼器，在線編轉碼器通過集群管理器來進行任務的調度、分配和管理；
（4）通過匯聚交換機把從在線編轉碼器傳送來的信號進行匯聚后轉發到IP切換器（進行主、備、墊的切換）；
（5）經過IP切換器送出的信號進入分發交換機后分發兩路，一路通過核心路由器送到運營商經過寬帶送到用戶，另一路送到多畫面系統，壓縮后通過OPS到電視墻上，加上聲光報警作為監看信號。支持遠程監看功能。
2.異地備份系統
金陽異地備份系統包括中星6A、6B、亞洲五號，及一套接收系統，信號通過接收機解擾、解碼后傳送到核心交換機，接著傳送到信源交換機后信號再依次傳遞下去。
四．系統安全方案
1.系統備份和容災方案
（1）鏈路方面：為保障播出安全，系統采取主備路雙鏈路備份方案。省臺衛星接收天線接收的6A、6B信號作為主路信號，中星九號信號作為部分節目的備路信號，金陽新媒體公司接收天線接收的衛星信號作為備路信號，多路信號冗余。
3家運營商均采用主備或主主形式的光纖，從我們的核心交換機和核心路由器上進行了接入。
（2）重要設備方面：設備操作系統采用Linux系統，防止病毒入侵；設備本身提供聲光報警。
在線實時編轉碼，由于在時間上是不可逆的，因此其業務運行安全是第一重要的。在線多屏編轉碼系統，提供了設備級、信號級、系統級、管理級上的全方位安全保障措施，確保任何異常情況下的安全在線編轉碼。雙電源冗余，支持熱插拔；提供六個千兆以太網口。滿足輸入、輸出、通訊獨立網口的雙路安全，每雙網卡采用冗余綁定。
對天線增加濾波器防止5G干擾，在省臺不同樓層加裝天線，實現多路天線冗余。
（3）信號方面：支持主備異構信號源，主/備路信號的音視頻編碼格式可以不一致；支持主備異構信號流協議，主機、備機信源失效時；支持自動加載墊片輸出；支持手動啟用主/備/墊片信源編碼輸出；支持優先使用主信源；支持不同網口雙路鏡像輸出。
（4）系統級方面：采用集群網管控制器，對多個Live在線編轉碼設備實時集群管理，支持1+1、M+N兩種Live設備安全備份策略，根據項目需求，集群控制器可采用1+1主備，雙機心跳監測與接管倒換，即使集群控制器失效宕機，在維護時間范圍內也不影響編轉碼設備工作。
（5）管理方面：記錄信源故障、輸出故障、設備內部故障等信息，完善的用戶及權限管理，記錄用戶的所有操作日志；支持告警及日志信息導出；支持SNMP報警，被上層監控系統進行狀態調用查詢。
2.防止網絡攻擊 網絡防火墻
（1）網絡拓撲結構
①信源、匯聚、分發交換機主備做了堆疊，實現端口、帶寬的擴充；
② 所有設備、線路都做了物理級備份；
③ 交換機、路由器，用主主、主備兩種方式與運營商對接，實現負載均衡，軟硬件備份，并且設備上配有冗余尾纖；
④ 定期對所有服務器設備進行安全合規性檢查，進行漏洞掃描；
⑤ 日志審計系統每天會巡檢、采集和檢測系統日志，在下個季度二期會上線態勢感知系統加強安全防護；
⑥ 啟明星辰防火墻、IPS(入侵防御系統)已串接到網絡保障網絡安全；
（2）遠程訪問控制系統通過專用網絡遠程訪問，安全設備是堡壘機（所有設備的訪問都必須經過堡壘機）。
主要功能有：
① 審計(哪些命令是可以執行的，哪些是被禁止使用的)；
②最小化信任（更細顆粒度的權限管理與分配）；
③ 記錄功能（輸入的命令，操作的過程都會進行記錄和錄屏）。
（3）防非系統
監測參數內容：信號鎖定狀態、載波電平、載噪比（C/N）、Eb/N0（信噪比）、BER（維特比糾錯前）。
實現功能：
① 監測衛星信源的鎖定狀態、載波電平、載噪比（C/N）、Eb/N0、BER（維特比糾錯前）、連續計數錯等，能實現聲光（三色光）報警。
② 輔助排查目前在線告警過多的原因，是接收機的問題還是衛星信源的問題。
③ 切換：由于防非設備為博匯，而直播系統的切換器由當紅提供，二者之間不兼容，所以當有非法信號干擾時不能自動切換，只能人工切換；若要實現自動切換，可將切換器換成博匯設備，二者兼容即可實現自動切換。
五．結束語
貴州廣電IPTV項目已建成兩年，經過了不斷的測試及完善，系統上線至今整體勢態較好，用戶增長率呈較好趨勢，整個系統的穩定性及安全性都具有一定的保障，我臺IPTV集成播控平臺的建成為新媒體的發展墊定了良好的基礎，也為傳統媒體的發展引領了新的方向。