導(dǎo)語：互聯(lián)網(wǎng)直播軟件在數(shù)字電視的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】本文介紹了一種互聯(lián)網(wǎng)在線教育業(yè)務(wù)與數(shù)字電視前端系統(tǒng)的融合直播方案，該方案采用自建的編轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，構(gòu)建了一套輕量化的開源互聯(lián)網(wǎng)播出系統(tǒng)，內(nèi)容涵蓋直播流的配置、系統(tǒng)設(shè)計和日常使用方法。

【關(guān)鍵詞】OBS，互聯(lián)網(wǎng)直播，DVB-C，F(xiàn)FMPEG

從新冠疫情開始，無錫電化教育館承擔(dān)了疫情期間無錫全市中小學(xué)在線課堂教育—錫慧在線欄目的播出工作，無錫電化教育館與江蘇有線無錫分公司合作共同運作疫情期間教育助學(xué)直播間。該欄目借助互聯(lián)網(wǎng)+廣電機(jī)頂盒的模式，提供兩種直播觀看的渠道，實現(xiàn)疫情期間覆蓋全市的每日教育播出。其中，互聯(lián)網(wǎng)的方案是與阿里云對接，采用公網(wǎng)流媒體的模式分發(fā)在線課堂的直播媒體流，支撐無錫中小學(xué)在線直播教育服務(wù)；而廣電機(jī)頂盒的方案是與江蘇有線無錫分公司的數(shù)字電視播出前端系統(tǒng)對接，為廣大的有線機(jī)頂盒用戶提供觀看課堂教育的通道。互聯(lián)網(wǎng)的直播特點是技術(shù)靈活、開放、更新速度快，傳統(tǒng)的DVB前端播出特點是畫質(zhì)可靠、安全、技術(shù)傳承時間長。由于兩種技術(shù)上的差異，無錫電化教館的直播碼流和有線電視的傳輸碼流有很大的不同，為了能將錫慧在線的互聯(lián)網(wǎng)直播信源兼容數(shù)字電視播出平臺，無錫分公司通過調(diào)整OBS軟件播出模式，自建信源對接系統(tǒng)，實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)直播和有線電視播出的無縫對接。

1系統(tǒng)總體架構(gòu)

電教館采用OBS（OpenBroadcasterSoftware）軟件的直播功能作為播出平臺，結(jié)合疫情期間的課表，將小學(xué)至高中12個年級的內(nèi)容編排進(jìn)該軟件，每天定時播出課程，通過軟件本身的插件功能，將每日的節(jié)目文件轉(zhuǎn)換為TS組播流，利用專網(wǎng)通道，同時將12個年級直播源傳輸至無錫有線網(wǎng)絡(luò)公司。經(jīng)過解碼和再編碼的過程以后，實現(xiàn)了兩個不同播出系統(tǒng)之間的碼流對接，數(shù)字電視播出系統(tǒng)接入電教館的互聯(lián)網(wǎng)節(jié)目源，以高清的節(jié)目形式在機(jī)頂盒上實現(xiàn)錫慧在線的課程同步播出。節(jié)目信號播出流程圖如圖1所示。

2技術(shù)方案

2.1信源播出

“錫慧在線”演播室以12臺工作站作為節(jié)目播出的硬件平臺，采用OBS系統(tǒng)+POTPLAYER的軟件組合作為播出軟件，如圖2所示，借助OBS直播軟件自帶的排片和推流功能，通過每天安排專人排版12個年級的片源和播出列表，實現(xiàn)高清片源的定期播出。OBSStudio是一款視頻直播錄制軟件，為用戶提供了視頻、文本、圖像等播出和錄制功能。OBSStudio對比其他直播軟件的優(yōu)勢明顯：一是操作界面友善，界面簡潔，上手使用方便；二是功能強(qiáng)大，編碼器的h.264開源編碼庫，錄制質(zhì)量好；三是多線程優(yōu)化系統(tǒng)穩(wěn)定，占用資源小；四是系統(tǒng)開源免費，低成本滿足日常的播出要求。

2.2網(wǎng)絡(luò)傳輸

傳輸?shù)耐ǖ佬枰獫M足12套高清IP碼流同時直播的低延遲要求，教育直播間和有線電視傳輸機(jī)房之間通過光纜干線直傳，兩端分別部署了一臺千兆交換機(jī)，傳輸架構(gòu)如圖3所示。干線傳輸采用裸纖光纜和波分通道，其中一對采用光纜裸纖，另一對采用波分通道，兩端實現(xiàn)雙路由1+1保護(hù)，保證鏈路的可靠，兩個千兆端口捆綁配置成Trunk模式，傳輸容量為2Gbps。為了進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)交換安全，在直播間的接入交換機(jī)和中心機(jī)房的播出交換機(jī)上采用VLAN方式區(qū)分，直播工作站電腦和解碼器部署在VLAN100，編碼器部署在VLAN200，保證信源和廣播電視信號的廣播域隔離，提高數(shù)據(jù)交換的安全性。

2.3編轉(zhuǎn)碼對接方式

OBSstudio的OUTPUT插件模塊集成了RTMP和FFMPEG庫，自身具備輸出RTMP格式和UDPTS格式的能力。經(jīng)過前期的碼流測試和成本對比，本次方案通過成熟廉價的硬件解碼和編碼設(shè)備，將OBS輸出的TS流編碼成符合數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的廣播級碼流。OBS的OUTPUT編碼器的FFMPEG輸出見圖4所示。直播系統(tǒng)的編轉(zhuǎn)碼環(huán)節(jié)部署了3臺解碼器和2臺編碼器，解碼器通過交換機(jī)接收源自電教館傳出的12路UDP格式的TS流，并將其解碼成12路HDMI基帶信號，同時傳輸給下級的高清編碼器。編碼器將12路HDMI的直播基帶信號通過按照H.264highprofile的編碼方式編碼成1080P的6Mbps碼流的直播節(jié)目流，以TS封裝傳輸給數(shù)字電視前端系統(tǒng)。該環(huán)節(jié)解決了從而保證了直播信號的高清畫質(zhì)和穩(wěn)定的傳輸帶寬。如圖5所示。

2.4射頻網(wǎng)絡(luò)

12套教育高清直播節(jié)目總計需要72Mbps的帶寬，根據(jù)DVB-C的技術(shù)模式，無錫分公司此次啟用2個256QAM頻點，256QAM的頻點最大帶寬可以達(dá)到48Mbps，每個頻點平均分配6套節(jié)目，以開密的方式在HFC網(wǎng)絡(luò)中傳輸。

2.5網(wǎng)絡(luò)安全

信源傳輸通道采用物理專線傳輸?shù)姆绞絺鬏斨辈ゴa流，兩端采用交換機(jī)點對點互聯(lián)，整個傳輸環(huán)節(jié)是物理隔離。該專網(wǎng)架構(gòu)的安全屬性，相比較互聯(lián)網(wǎng)，在帶寬，延遲和穩(wěn)定性等方面都能做到獨享。在傳輸環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)安全采用單向傳輸?shù)姆桨笇崿F(xiàn)物理隔離。電教館OBS的碼流進(jìn)入解碼器以后，解碼為HDMI信號，進(jìn)入編碼器，這個信源環(huán)節(jié)可以阻擋從外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊，保障了播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)物理隔離的要求。

3直播業(yè)務(wù)展現(xiàn)

無錫的高清機(jī)頂盒提供海報位和虛擬頻道號兩種觀看方式。第一種方式，機(jī)頂盒上點擊首頁海報位進(jìn)入“無錫優(yōu)課”，點擊“同步直播課”并選擇相應(yīng)課堂號（一年級：902；二年級：903；……，高三：913），就可收看高清大屏直播課，如圖8所示。第二種方式，在直播界面，按遙控器，按課堂號直接進(jìn)入相應(yīng)高清直播課，如圖6所示。

4系統(tǒng)對接的問題和解決辦法

在對接的過程中，發(fā)現(xiàn)OBSstudio用FFMPEG插件默認(rèn)配置播出的MPEGTS碼流并不能被數(shù)字電視前端的DCM設(shè)備兼容，雖然經(jīng)過解碼和再次編碼，其碼流的波動范圍任然超過了服務(wù)器設(shè)備的接收范圍，會產(chǎn)生大量連續(xù)計數(shù)錯誤。通過觀察OBS生成的碼流，每套節(jié)目的TS碼流波動幅度較大，雖然后續(xù)通過硬件編碼器生成CBR的TS碼流，但是碼流的穩(wěn)定性達(dá)不到正常播出的要求，在部分高動態(tài)的畫面場景，機(jī)頂盒端會偶然出現(xiàn)畫面卡頓。OBS的FFMPEG插件的容器參數(shù)的設(shè)置靈活，給了我們解決問題的條件。通過研究視頻部分的容器參數(shù)，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵幀間隔（幀）--Keyframeinterval(frames)的參數(shù)對于控制碼流的穩(wěn)定性起關(guān)鍵作用。OBS程序通過對Keyframinterval(frames)的設(shè)置，對視頻的關(guān)鍵幀進(jìn)行調(diào)整。通過碼流分析儀對比，依次手動設(shè)置關(guān)鍵幀間隔為60，30，25，關(guān)鍵幀間隔約小，OBS輸出的碼流的質(zhì)量會更加穩(wěn)定，但是，即便關(guān)鍵幀設(shè)置到25，播放不同的課程視頻文件，也并不能長時間穩(wěn)定畫面質(zhì)量。OBS的FFMPEG編碼會根據(jù)關(guān)鍵幀間隔參數(shù)和視頻的運動場景，自動添加額外的I幀，該I幀間隔長度并不匹配播出系統(tǒng)。我們通過將關(guān)鍵幀間隔設(shè)為0，開啟關(guān)鍵幀自動功能，由FFMPEG在編碼之前根據(jù)文件的碼流參數(shù)自動計算關(guān)鍵幀間隔，卡頓問題解決，輸出畫面質(zhì)量穩(wěn)定。

5結(jié)束語

這次錫慧在線直播對接，是江蘇有線無錫分公司向業(yè)務(wù)創(chuàng)新方面進(jìn)行的一次重要探索。在疫情期間，該系統(tǒng)發(fā)揮了部署快，效果好，成本低，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，為有線電視用戶獲取互聯(lián)網(wǎng)教育直播資源開創(chuàng)了一種新的模式。隨著互聯(lián)網(wǎng)直播應(yīng)用的普及，在線直播和傳統(tǒng)有線電視的直播有更多的機(jī)會融合發(fā)展。而作為有線網(wǎng)絡(luò)運營商，江蘇有線無錫分公司通過發(fā)揮數(shù)字電視前端直播平臺和傳輸通道的多種優(yōu)勢，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)，帶給用戶更加豐富的體驗，提升了電視業(yè)務(wù)的競爭力。

作者：趙志毅 單位：江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司無錫分公司