全程全网IPTV监管平台的设计与应用

本文由《广播与电视技术》杂志独家授权。本文刊发于2020年第1期。

作者：

拉毛吉 （青海省广播电视局）

【摘 要】

本文介绍的IPTV监测监管系统是在IPTV集成播控平台、电信传输分发节点、用户终端三大环节上建立三级监管架构。将播控平台、传输分发节点、用户终端的EPG信息、节目内容码流、节目信息、运行数据等信息采集回传到统一监测监管系统，最终达到对IPTV节目源、传输和分发、用户终端的全程全网监管。保障IPTV 安全播出工作。

【关键词】

IPTV监测监管，传输分发，全网监管

0 引言

青海IPTV监测监管系统建成之后对传统媒体和新媒体进行有效监管，加强我省广播电视节目和IPTV 管理，巩固扩大主流思想舆论阵地，维护党和国家意识形态安全；有效监督行业工作状态、充分利用行业资源、正确决策行业发展。同时使文化产业健康稳步发展，使文化产业成为国民经济支柱型产业等方面做好保障服务。本项目中采用了嵌入式全IP架构、CPCI架构等技术，对今后类似项目有重要意义，本文将通过对“青海省广播电影电视局信息化建设项目——新一代IPTV监管平台”的阐述，深入浅出的对新一代IPTV监管平台进行介绍。相较于传统的IPTV监管平台，本次建设的新一代IPTV系统采用嵌入式全IP架构，模块清晰，便于部署。具备可维护性高、扩展性高、外置直流供电等优点。

1 项目概述

国家新闻出版广电总局第6号令《专网及定向传播视听节目服务管理规定》于2016年6月1日开始施行，该规定指出，专网及定向传播视听节目服务是指以电视机、各类手持电子设备等为接收终端，通过局域网络及利用互联网架设虚拟专网或者以互联网等信息网络为定向传输通道，向公众定向提供广播电视节目等视听节目服务活动，包括以交互式网络电视（IPTV）、专网手机电视、互联网电视等形式从事内容提供、集成播控、传输分发等活动。通知要求专网及定向传播视听节目服务单位应当为广播电影电视主管部门设立的节目监控系统提供必要的信号接入条件。同时要求，省级以上广播电影电视主管部门应当建立健全节目监管系统，加强对专网及定向传播视听节目服务的监督管理。

青海IPTV监测监管系统的建设是在青海IPTV集成播控平台、电信传输分发节点、用户终端三大环节上建立三级监管架构，将播控平台、传输分发节点、用户终端的EPG信息、节目内容码流、节目信息、运行数据等信息采集回传到统一监测监管系统，实现IPTV节目内容实时监看、EPG管理与核查、审批信息管理与核查、点播节目合法性鉴别、违规取证、监管信息共享等功能，并对采集的节目内容和监管数据进行存储和管理，最终达到对IPTV节目源、传输和分发、用户终端的全程全网监管。保障青海IPTV 安全播出工作。

本方案设计的监管范围主要分为：节目源、传输和分发、用户端内容。节目源监管：在第二级播控平台处部署二级采集设备，接收和采集IPTV面向省级范围播出的EPG信息、运行数据和节目内容码流。分发网抽查监管：在IPTV城市汇聚节点和用户终端部署三级、六级采集设备，解析EPG信息，对回传远程IPTV节目进行实时抽查监看。根据青海地区IPTV用户的部署情况，拟定本期在省广播电视监测中心建立监管系统，监管范围如下：

对省IPTV播控平台进行监管，建立IPTV第二级监测监管平台。

对西宁市电信IPTV传输分发网核心节点进行监管，建立IPTV第三级监测监管平台。

建设覆盖42个县的各2套六级采集终端系统，共计84套。每个终端具备两个IPTV用户账号，一路负责监看直播、轮巡和高清节目，一路用于前端监测信息的综合采集。

相较于传统的IPTV监管平台，本次建设的新一代IPTV系统采用嵌入式全IP架构，模块清晰，便于部署。具备可维护性高、扩展性高、外置直流供电等优点。违规内容的发现方式由手动自动相结合。

2 全程全网IPTV监管平台

设计思路及系统架构

2.1中心平台

将二三六级前端采集到的数据传到中心平台，采集的数据有播出的节目内容码流、EPG和运行数据，完成解析EPG信息、回传远程IPTV节目实时查看等功能 。

2.2二级播控平台监管前端

二级播控平台监管前端根据中心监管平台的指令，下载指定的播控平台点播节目文件，并将视频文件保存到中心监测平台。

2.3三级电信分发网核心节点监测前端

平台数据由电信分发网核心节点层经过防火墙，千兆交换机，进入EPG数据采集服务器以及运行数据采集服务器。

2.4六级终端用户监测前端

六级终端设备放置在中心平台，通过网络，以点对点的形式将IPTV信号路由回到中心集中监管平台，在中心平台对含42个监测前端进行统一管理，每个前端4个合法账号，2个用于节目EPG信息采集，2个用于直播点播节目的监看、采集。

3 全程全网IPTV监管

平台实现功能

3.1中心平台功能

3.1.1业务全景展示

以链路全景图和统计图的形式展示青海省IPTV业务情况。页面上方展示IPTV链路结构图；页面下方展示三种统计饼图。包括：直播频道数按频道分类统计饼图、点播节目数量按栏目分类统计饼图、IPTV用户数按地区统计饼图。

3.1.2异态报警处理及取证

集中展示监管前端上报的视音频异态报警数据，支持组合条件查询（起止时间、前端、异态类型、处理情况等），可根据异态发生前后的录像数据进一步审核确认、输入处理意见、并将异态录像备份至二级存储系统进行长期保存；可将异态数据导出到Excel。

针对某一条异态报警的处理，可以查看报警前后的录像、当前实时视频、填写处理意见，完成确认操作；同时可以将对应的故障录像备份到二级存储系统进行长期存储。

3.1.3节目逾期下线处理及取证

监管前端根据监管（分）中心下发的节目有效期数据，在EPG扫描完成后自动发现逾期下线的节目并上报监管（分）中心。在中心监管平台上可集中展现指定时间段内的逾期下线节目。

点击任意一条记录，可进入违规处理页面，完成违规审核确认、填写处理意见、违规取证等操作。

3.1.4业务质量关键指标分析

监管前端根据设定的任务进行自动拨测，提取登录鉴权、频道切换、点播节目、EPG请求的响应时间、成功率指标；同时分析接收到的视音频码流，根据视频质量量化评估系数计算得出视频质量数据，在中心监管平台上可集中展示各监管前端的QoE指标数据，并以图形化方式对相关数据进行统计分析，为客观评价运营商业务系统的服务质量提供准确依据。

关键业务请求的成功率指标分析，可用于评估业务系统的可用性；关键业务请求在不同时间段的耗时分析，可用于评估其在不同时间段的服务承载能力、变化趋势；同时也可反映出终端用户在不同时间段对系统的使用情况变化。

3.1.5系统综合配置管理

综合配置管理包括监管任务管理、系统日志、用户管理及权限角色分配等方面的管理。

在中心平台上实现流程化的系统配置方法：前端配置扫描任务设置直播频道表获取监测任务设置报警参数设置违规检测参数设置。完成上述步骤后，前端即可正常工作。监管前端可以将前端各设备的运行状态通过HTTP+XML的方式回传至IPTV监测监管系统，方便IPTV监测监管系统对各个监管前端的设备运行状态进行监管，IPTV监测监管系统能够对监测前端进行远程配置。

3.1.6统计分析报表

对IPTV节目信息和违规信息进行分析统计，自动生成监管报告，为用户提供各种直观、内容丰富的报表，为了解全面情况、实施宏观管理等提供足够的支持。

可生成多种类型报表：节目频道安全播出统计、节目频道播出质量统计、节目频道变动分类统计、新增频道分类统计、点播节目上下线统计、违规形态分类统计、敏感信息分类统计、业务质量纵向统计、自定义定制统计报表等；可对各监测前端及整个IPTV运行总体情况进行横向和纵向汇总分析等功能。

可按监测前端名称，台名称、节目名称、频点、时间段、开始时间、恢复时间、故障持续时间进行日、周、半月、月、季度、年度报表统计和打印，可灵活设置各种选项，支持Excel格式的报表输出。

3.1.7系统运行状态监控

由于IPTV节目内容监管系统是一个分布式的信息系统，需要及时监控监管前端的运行状态，及时发现故障和维护，保障系统的安全稳定运行。

全面监控各基础监测设备的工作状态，包括：

1. 监测前端状态，展示各监测前端设备运行情况，内存占用率、存储使用情况、机箱/电源/板卡状态，可直接跳转到监测前端配置管理页面进行远程电源控制、板卡复位等操作。

2. 网络设备状态，全网网络拓扑展示，各环节交换机的状态，包括端口数据吞吐量等指标。

3. 服务器集群状态，中心平台各服务器、二/三级监管前端服务器状态集中展示。

4. 安全设备状态，集中展示部署在中心、二级前端、三级前端、入侵检测系统、病毒隔离网关的工作状态。

3.1.8多画面监测与报警

将IPTV监测系统中所有节目视频图像信息、音频信号及监测数据显示到中心大屏显示系统上，完成对各种节目及信息的监看。系统支持在投射节目的同时，实时对画面播出质量指标进行监测与报警。多画面显示监测报警系统支持多个大屏幕上同时显示监测节目

3.1.9 IPTV节目监看

系统具备节目监看功能，支持对直播节目和点播节目进行多画面、多用户实时监看和录像监看，并且支持多画面组合显示，通过后台统一调度监管前端资源，系统通过对监管前端数据进行接收、汇总和整合，实现多源、多画面、多用户监看，通过后台统一调度监管前端资源，可根据监看请求数量合理调度可用硬件资源，保证多个监看人员同时进行流畅的监看工作。监看内容主要包括直播监看和点播监看。

3.1.10直播码流比对

系统可将从六级用户终端的视频流与省级播控平台的视频流进行实时比对，从而可以发现播出过程中视频、音频节目是否相同，是否出现截播或者覆盖播出的情况，采用视频比对系统和音频比对系统可以检测出正在播出的视频流是否是原始数据。

3.1.11敏感信息共享

建立政治有害、淫秽色情、侵权盗版等各类敏感节目信息共享数据库，及时向各级播控平台提供包含各类违规节目的敏感信息共享服务，以便播控平台进行查询，自觉将违规节目下线，落实自我管理的职责。

3.1.12 IPTV节目数据库构建和查询及存储

对监管前端采集的数据进行整理和存储，实现统一存储和统一管理。按照系统预先设定的任务，分前端、分频道（节目）、分时段对必要的视频内容进行录制和分类存储，将视频流保存为录像文件，提供录像监看和录像下载等功能，能够选择不同的时间和时长进行录像监看和下载。

3.1.13信息显示与交互门户

建立统一IPTV监测监管系统门户，基于web方式，对新增的监管对象监管数据进行显示和交互，与系统的节目信息数据库、节目内容库、分析处理服务器等进行连接，进行数据的传输和集成显示，为监管人员和管理人员提供交互窗口。

3.1.14系统接口

1. 中心IPTV监测监管系统对分平台及监管前端实施远程控制和管理操作：提供对分平台和监管前端设备的各种远程属性配置管理、能够远程对用户终端监管前端设备进行用户管理、能够远程提取用户终端监管前端设备系统日志、可接收所有数据和设备的故障报警等。

2. 接口通讯流程与请求方式：接口采用SOAP协议+XML指令文档的方式。其中，SOAP消息是与具体指令内容无关的通用消息，仅仅用于表达命令请求。而具体的命令及参数利用独立的XML文档来描述。采用与具体指令无关的通用SOAP消息有利于指令扩展及在异步环境中实现通用的可靠消息传递机制。根据数据接口交换流程，播控分平台以SOAP协议+ XML指令文档的方式主动向监管前端发布内容，监管前端根据SOAP消息中的文件URL获取XML并解析执行，获取的数据信息由监管前端回传到IPTV监测监管系统。

3.2二级播控平台监管前端功能

3.2.1EPG采集、EPG采集前端

点播码流通过端口镜像、C2接口解析、FTP完成EPG信息的采集。与播控平台EPG服务器对接，根据设定的计划任务定时进行EPG数据采集（包括直播节目表、点播节目表）或实时接收播控平台推送的EPG信息，上报中心监管平台。

完成对EPG采集及监测功能。通过SOAP协议，和EPG服务器进行对接，采集和获取EPG数据。

通过网络爬虫技术，自动对IPTV点播、回看业务的EPG信息和视音频内容进行获取，五分钟之内完成对EPG标题信息采集，并对获取的EPG信息通过索引、分词、归类等操作，并将条目化后的EPG信息进行入库保存。

3.2.2点播节目采集

监控所有节目信息发送方发送至播控平台内容管理系统的节目信息，包括已经在EPG中出现的节目和尚未在EPG中出现的节目。

当监测前端播放某个点播节目时，监管软件会将获得的视频流数据回传至IPTV监测监管系统，对点播节目具备轮询和对制定节目抽查功能。

3.3三级电信分发网核心节点监测前端功能

监管前端共设计2个功能模块，模块之间具备由下到上的依赖关系。模块功能描述：

EPG采集模块：通过SOAP协议和EPG服务器进行对接，实现EPG的内容下载，EPG信息包括直播节目列表，点播回看节目EPG，分析EPG的变更情况，自动监测新增节目及新上线的点播节目。

运营数据采集模块：通过SOAP协议，采用IPTV用户信息、内容定购买信息、内容观看信息、机顶盒在线数据等。

3.4六级终端用户监测前端功能

系统共配备84套监测前端，完成和监管平台通讯、IPTV业务和质量监测、数据记录、录像控制和流媒体服务，并提供友好的Web配置页面；模拟用户体验操作、直播、回看和点播节目的编转码、收看，实现了以下功能：

1. 支持多个IPTV用户账号进行多个监测任务的并行工作；

2. 支持中国联通、电信等多运营商的IPTV标准；

3. 系统支持定期遍历直播频道列表，向监管平台报告直播频道私增情况以及EPG展示的直播频道数量与真实直播频道数量的差异；

4. 系统支持定期遍历直播频道的回看节目单，并按天采集保存；

5. 系统支持定期遍历EPG点播节目页面，采集海报、节目简介、导演、演员等信息，向监管平台报告点播节目的上线下线情况；

6. EPG采集任务类型可分为快速采集和全量采集，快速采集任务可在5分钟内对全部节目的标题采集完毕；

7. 支持请求和播放直播、回看和点播节目视音频码流，向监管平台提供HTTP流媒体服务；

8. 支持原始节目录制和转码录制，支持录像远程下载。

4 相较于上一代IPTV监管

平台的优势和特点

4.1 CPCI架构、外置直流供电

采用CPCI架构，总线化、模块化设计，监测模块和电源模块均支持热插拔。

采用标准6U CPCI板卡，前后对插式设计。

外置直流供电，散热性能好，与用电设备实行了隔离，有效防止了电源发热和设备发热的相互影响，提高了稳定性。

电源模块化，支持后装载、热插拔，2+1冗余热备份，具备过温、过压、过流及短路保护功能，支持网络远程控制电源工作关断或重启、电源工作状态指示、工作温度监测及报警。

具备机箱内部温度和风扇状态采集功能。

4.2嵌入式全IP架构、模块清晰、部署方便

EPG采集、视音频请求、模拟点播、业务质量监测等所有功能全部在IP层面实现；模块划分清晰，方便移植到其他硬件平台部署。

4.3质量监测概念的扩展

传统质量监测的信道指标、视音频异态，在IPTV监测中仍然有效。增加业务系统可用性如点播请求成功率、EPG页面请求成功率、登录成功率、视音频质量评价等指标量化分析形成的QoE指标（业务、性能、舒适度），实现对IPTV业务质量的全面监测。

4.4可维护性

系统设计上支持远程电源控制，监测设备支持上电自启动，一般故障均可通过远程电源控制实现恢复。

监测前端提供统一的Web配置管理页面，可实现一站式远程配置。利用在大量的分布式监测系统实施及维护过程中总结出来的经验，系统提供批量升级功能，当监测前端软件需要升级时，仅需从中心管理平台下发升级指令，选定的监测前端即可自动完成升级工作。减少出错、提高效率。

采用全IP架构，设备连接简单，方便维护和升级。

4.5多任务协同工作

串行化进行一次完整的EPG全页面下载的耗时较长，系统设计了灵活的任务调度策略，可以利用多个账号同时进行EPG分栏目扫描，大大提高扫描效率。

4.6违规内容发现方式——自动手动相结合

自动违规内容发现，系统具备大量违规内容样本库，对IPTV直播点播节目，通过专用视音频比对算法进行比对。

违规内容样本库，可以根据需要进行编辑。

系统支持手动方式发现违规内容，在EPG查看，节目比对查看，模拟用户体验等多环节提供违规取证功能，方便用户随时取证。

4.7模块化软件架构

整个系统采用模块化设计，各子系统之间耦合性小。

系统具有较强的伸缩性，可以根据实际的需要进行裁剪。

4.8系统可扩展性

系统相关通讯协议采用行业内标准通讯协议，或开发接口。

通过总局标准协议，系统可以实现和总局平台实现对接。

通过开发接口，系统可以和目前其它系统实现对接。

5 结束语

本文从新一代IPTV监管平台系统架构出发，介绍了中心平台和二级、三级、六级监管前端以及有线数字广播电视电子节目指南（EPG）信息安全播出监测功能。同时在系统优势等方面进行了一些分析，希望能够为今后同类系统的建设提供参考意见。

参考文献

[1]李国华,武爱敏. 分布式IPTV监测监管系统的设计与实现[J].广播与电视技术，2012(12).

[2]陈振京.青海省广播电影电视局信息化建设项目——新一代IPTV监管平台技术方案.

作者简介

拉毛吉，1987年5月出生，女，籍贯青海，本科学历，青海省广播电视监测中心工程师，主要从事广播电视监测监管工作。

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来源：广电猎酷