【GB国家标准】 IPTV媒体交付系统技术要求媒体分发存储子系统

ICS33.160.60
M32
中华人民共和国国家标准
GB/T38831—2020
IPTV媒体交付系统技术要求
媒体分发存储子系统
Technical requirements for IPTV media delivery system-Media distribution and storage subsystem2020-06-02发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-12-01实施
GB/T38831—2020
规范性引用文件
缩略语
媒体分发存储子系统在IPTV媒体交付系统中的位置5媒体分发存储子系统的功能要求5.1
媒体分发存储子系统的功能
媒体管理功能要求
媒体存储功能要求
媒体预处理功能要求（可选）
服务路由功能要求
6、媒体编码及文件格式要求
视频内容编码要求
音频内容编码要求
文件格式要求
媒体接人、分发接口
B接口通信流程和通信协议要求
D1接口通信流程及通信协议要求9
般要求
向机顶盒加电视机终端提供服务的接口通信流程向PC终端提供服务接口流程
向移动智能终端提供服务接口流程缓冲加速服务接口流程
D1接口通信协议要求
D1接口实施要求
10D2接口通信流程及通信协议要求10.1D2接口通信流程
10.2
D2接口协议要求
附录A（资料性附录）
参考文献
索引文件标签代码
GB/T38831—2020
本标准是《IPTV媒体交付系统技术要求》系列标准之一，本系列标准的名称和结构如下：GB/T38828
GB/T38827
-GB/T38826
GB/T38829
GB/T38830
-GB/T38831
GB/T38754
IPTV媒体交付系统技术要求
IPTV媒体交付系统技术要求
IPTV媒体交付系统技术要求
IPTV媒体交付系统技术要求
IPTV媒体交付系统技术要求
IPTV媒体交付系统技术要求
IPTV媒体交付系统技术要求
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草场景和需求；
体系架构；
总体要求；
内容接人；
全局负载均衡子系统；
媒体分发存储子系统
流媒体服务
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国通信标准化技术委员会（SAC/TC485)归口。本标准起草单位：中国信息通信研究院、中国电信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、中国移动通信集团公司、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司、东方明珠新媒体股份有限公司。
本标准主要起草人：聂秀英、陈戈、梁洁、唐宏、乔治、陆凯峰、倪伟、张尧烨、缪川扬、顾方方、张立杰、郭嵩。
1范围
IPTV媒体交付系统技术要求
媒体分发存储子系统
GB/T38831—2020
本标准规定了媒体分发存储子系统在IPTV媒体交付系统中的位置、功能要求、媒体编码及文件格式、媒体接入分发接口、接口通信流程及通信协议本标准适用于IPTV媒体交付系统。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T38829—2020IPTV媒体交付系统技术要求内容接入缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AAC：高级音频编码（AdvancedAudioCoding）AMR：自适应多速率（AdaptiveMulti-Rate）KAca
AVI：音频视频交错格式（AudioVideoInterleaved）F4V:用于H.264编码的AdobeFlash视频文件格式（AdobeFlashVideoFileforH.264）FLV:Flash视频(FlashVideo)
GSLB：全局服务负载均衡（GlobalServiceLoadBalancing）HTTP：超文本传输协议（HypertextTransferProtocol）IPTV：互联网协议电视（InternetProtocolTelevision）ISMA：Internet流媒体合作联盟（InternetStreamingMediaAlliance）MDS：媒体交付系统（MediaDeliverySystem）MP4：MPEG-4文件格式（MPEG-4FileFormat）MPEG/MPG：运动图像专家组（MovingPicturesExpertsGroup）RTSP：实时流协议（Real-TimeStreamingProtocol)STB：机顶盒(SetTopBox)
TS：传输流（TransportStream）TSTV：时移电视（TimeShiftTelevision）URL：统一资源定位符（UniformResourceLocator）3GP：3GPP文件格式（3GPPFileFormat）4媒体分发存储子系统在IPTV媒体交付系统中的位置媒体分发存储子系统在IPTV媒体交付系统中的位置如图1所示GB/T38831—2020
媒体交付系统
运营管埋子亲
说明：
业务管系统
蝶体管理
内容府
服务路中
服务路由
媒体服务子系统
媒体服务
表示本部分为可选，可穿透
TPTV内穿运营乎
媒体分设存储汀系统
媒体预处理（切片、窥化，
复制、格式转换）
蝶体存储（媒体注入。媒体分
发，媒休存取）
媒体预处理（切
片、流化、女制、
格式转换）
媒体服务控制
媒体存储（媒体
注入、媒体分
发、媒体存取》
服务路山
（媒休服务定位）
移动智能终端
T-IB
图1媒体分发存储子系统在IPTV媒体交付系统中的位置负教均衡
子系统
GSLB
服务路山
媒体分发存储子系统由内容库和缓存两部分组成，内容库为必选组成部分，缓存为可选组成部分，主要完成媒体管理、媒体预处理（分片、流化、复制、格式转换）、媒体存储（媒体分发和媒体存储或媒体缓存)以及服务路由等功能，同时在向用户提供相应服务时，根据媒体服务子系统的请求向媒体服务子系统提供相应的媒体内容。
5媒体分发存储子系统的功能要求5.1媒体分发存储子系统的功能
媒体分发存储子系统主要负责从内容运营平台接人拟存储在媒体交付系统中的媒体内容，根据媒体交付系统的存储和服务策略确定是否在存储和在媒体交付系统内容进行分发前对接入的媒体内容进行切片、流化、复制以及格式转化等预处理；负责对接可媒体交付系统的媒体内容进行信息登记及管理；负责根据策略将接人的媒体内容在媒体交付系统内部进行分发、存储/缓存和更新；负责在媒体服务子系统向用户提供服务过程中，根据媒体服务子系统的请求发送所请求的媒体内容以保持媒体服务子2
系统服务的连续性。同时应提供保证上述功能实现的服务路由功能，5.2媒体管理功能要求
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媒体管理应具有媒体内容在媒体交付系统内各项属性的信息登记与管理，包括内容ID、媒体元数据信息、生命周期、内容状态、更新策略等功能在媒体内容接入时，媒体管理对媒体内容信息进行登记，并形成在媒体交付系统中进行全局调度的唯一内容标识二元组UniContentID（ProviderID，ContentID）。在内容接入完成后，媒体管理控制内容在媒体交付系统内部的内容库、缓存及媒体服务子系统存储上的分布管理。
媒体管理需要支持的能力包括：a）支持基于媒体内容的智能空间管理，当某节点用户点击的媒体内容过热时，应能自动智能地将该内容缓存在边缘节点；或触发智能推送将该媒体内容推送到该节点，或增加该节点内该内容的分布数。
b）当采用推（PUSH)方式发布媒体内容时，应根据发布策略确定点播内容在各节点的发布范围及分布情况
c）支持时移和回看录制的启动、停止以及时长、录制节点的设置。5.3媒体存储功能要求
5.3.1内容接入功能要求
内容接人主要完成从IPTV内容运营平台将IPTV内容接人到媒体分发存储子系统的内容库，应支持的能力包括：
根据IPTV业务管理系统指令（包括UniContentID、媒体元数据信息、生命周期、内容状态、更a
新策略、内容源地址等信息），内容接人功能完成指定媒体存储模块从内容运营平台下载内容，并登记内容相关信息。
b）如果存在多个内容库（或镜像），内容接人需要自动将媒体内容推送到容灾备份内容库；根据配置，内容接入可将新发布的内容推送到多个内容库。c）根据用户请求，内容接人可扩展支持从IPTV业务管理系统或者第三方合作伙伴内容库动态接入内容。
5.3.2内容分发功能要求
内容分发功能主要完成将接入到内容库的媒体内容依据服务路由的调度策略在媒体分发存储子系统中的分发传送，应支持的能力包括：a）智能分发（推或拉）：支持根据当前媒体交付系统中的内容服务状况，采用推拉的方式动态地调整内容在媒体存储分发子系统中的分布，对于热点内容自动智能地将其缓存在边缘节点b）
智能拉分发：当请求内容没有在边缘缓存节点中命中时，应支持实时向内容库获取该内容，并支持边下载边服务；边缘缓存节点应支持按照媒体内容的热度更新自身存储，以提高缓存的命中率。
c）推分发：应支持手工分发，自动分发，单个分发，批量分发，逻辑群分发（可选）；至少应支持即时、定时、增量的媒体内容分发策略；根据缓存分组信息、缓存IP地址段等策略进行内容分发；应支持根据访问量设置分发门限、定向分发，客户自定义等分发策略；支持分类、分级的内容分发策略；支持对内容的分发优先级、更新频率、新鲜度设定等管理功能。d）：分发限制，可以根据以下条件进行分发限制：3
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根据内容缓存节点的存储空间进行分发限制，当内容缓存节点空间不足且无内容因过期1
可删除时，不分发内容到该节点；2）
根据内容的类型进行分发限制，例如H.264的片源仅能分发到H.264的媒体缓存节点上。
5.3.3内容存储功能要求
内容存储负责根据内容管理模块中的策略存放在线媒体内容，分为内容库和缓存两种节点。内容库为媒体交付系统存储各种内容文件（包括媒体文件、倍速文件和其他文件），受内容管理模块管理。从业务上来分类，存储在媒体交付系统中的媒体文件包括从IPTV内容运营平台接人的内容文件和点播、时移、快进快退等业务功能使用的由媒体交付系统主动录制的录制文件：从内容分布上来分类，媒体交付系统存储由管理员发布的原始媒体文件以及媒体交付系统根据热度动态调整增加的媒体文件。
缓存主要用来为媒体服务子系统提供加速缓存，HTTP下载服务。当媒体服务子系统内容未命中时，向由服务路由确定的指定的内容缓存进行边下载边向用户提供服务。内容存储应支持的功能如下：
a）支持统一管理内容分发存储子系统所有的存储空间，支持智能空间管理，根据磁盘空间、内容级别、内容访问热度等多种策略更新自身存储内容，以提高缓存命中率；可实时查看所有节点存储占用情况、内容分布情况，提供内容列表；b）
可根据业务类别对存储空间的使用进行分配和管理；c）
d）节点存储支持不同业务的优先级控制；所采用存储设备应支持穴余，单一设备中断不应造成业务影响，e
5.4媒体预处理功能要求（可选）媒体预处理功能主要包括媒体切片、流化、复制、格式转换等功能。其中：a）切片功能：主要负责对媒体进行切片处理；b）流化功能：主要负责根据系统提供流媒体服务的需要对媒体进行流化处理；c）复制功能：主要负责根据媒体存储安全和媒体快速读取等的需要对媒体进行复制处理；d）格式转换功能：主要负责对媒体进行倍速文件、不同编码文件格式转换等处理。本功能为可选功能，IPTV媒体交付系统可根据提供业务的需要和策略确定在媒体分发存储子系统中是否提供该功能。
5.5服务路由功能要求
内容接入层面，服务路由实现内容请求在多个分布式内容缓存节点之间的分配和负载均衡。负责接收媒体服务子系统的内容定位与请求，进行内容寻址，并根据负载均衡策略分配合适的内容存储（内容缓存或内容库)提供服务。
内容接入成功后，服务路由将内容信息与内容所在物理地址形成映射，为服务路由提供查询服务。当接收到内容请求指令时，根据指令中包含的定位信息进行地址查询，并进行反馈。服务路由应具备当用户归属的媒体服务子系统无法给用户提供媒体服务的时候，按照策略调度到最适合的内容缓存，由内容缓存给该媒体服务子系统提供内容下载，该媒体服务子系统边下载边为用户提供服务。
服务路由需要具备根据调度策略进行调度的功能。调度策略包括：a）可根据网络拓扑配置媒体服务子系统关联的内容缓存节点，内容定位时优先将媒体服务子系统调度到其所关联的内容缓存节点，4
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b）媒体服务子系统所关联的内容缓存节点无法提供服务（无内容、不健康、负载过重），可调度到该媒体交付系统其他内容缓存节点或内容库。如果媒体交付系统支持内容缓存节点间互助，可将媒体服务子系统调度到媒体交付系统内的其他内容缓存节点提供服务；如果媒体交付系统网络不支持节内容缓存点间互助，则将媒体服务子系统调度到内容库节点提供服务。c
只能调度到内容库节点，且在存在多个内容库节点时，支持将不同媒体服务子系统负载均衡到不同内容库节点提供服务
媒体编码及文件格式要求
视频内容编码要求
宜支持如下视频编码方式：
GB/T20090.2一2013所规定的AVS编码方式：b）GB/T33475.3—2018所规定的AVS2.0编码方式；c)
MPEG-4Part10AVC/H.264主流配置型@等级3或高配置型@等级3：MPEG-4Part2ASP@等级3（SD)/4(HD)；d)
ISO/IEC23008-2:2013HEVC/H.265主流配置型等级3.0以上。音频内容编码要求
宜支持如下音频内容编码方式：GB/T20090.10一2013定义的先进音视频编码第10部分：移动语音和音频；a)
Kaeei
MPEG-2AAC;
MPEG-4AAC;
MPEG-1音频第3层（MP3）；
MPEG-2音频；
杜比E-AC3（包括2.0、5.1、7.1、Atmos)；MPEG-1音频层2；
AMR。
文件格式要求
宜支持如下内容文件格式：
TS;
3GP；
FLV;
MP4；
AVI;
MPEG/MPG；
F4V;
Silverlight文件格式；
quicktime文件格式。
媒体接入分发接口
媒体分发存储子系统中媒体接人、分发接口涉及B接口和D接口，具体如下：5
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a）B接口：该接口为媒体分发存储子系统与内容运营平台之间的接口，主要完成IPTV媒体交付系统从内容运营平台接入拟向用户提供的媒体内容及相关的元数据等。b）D接口：该接口为媒体分发存储子系统中内容库与缓存之间的接口及缓存与媒体服务子系统之间的接口。D接口主要完成媒体内容在媒体分发存储子系统中的传送和分发。根据接口传送信息的不同，D接口又分为D1接口和D2接口：1）D1接口：该接口主要完成媒体内容的定位和下拉，该接口根据媒体内容的索引文件进行媒体内容传送；
2）D2接口：该接口主要完成媒体内容通知信息的传送，根据媒体交付系统自身的策略，在媒体内容接入时，媒体交付系统依据媒体内容通知信息在媒体交付系统的内容库、缓存和媒体服务子系统之间进行媒体内容分发。8B接口通信流程和通信协议要求B接口通信流程和通信协议应符合GB/T38829—2020中的相关要求。9D1接口通信流程及通信协议要求9.1一般要求bzxz.net
9.1.1D1接口支撑的服务
D1接口需要支撑如下服务：
Aca-
向机项盒加电视机终端提供的服务，包括点播服务（基本速率播放、快进快退播放）、直播服务、a）
时移服务、回看服务等；
向PC终端提供的服务，包括点播服务、直播服务、基于HTTP的流媒体服务、内容子文件获b)
取服务等；
向移动智能终端提供的服务，包括点播服务、直播服务等；d）缓冲加速服务。
9.1.2各种服务请求的文件
D1接口要求每一个媒体内容都包含索引文件（index文件）和媒体文件（BASE或URI文件）。D1接口每次获取媒体文件时，媒体服务子系统/缓存先在本地查找是否已经缓存了索引文件，如果没有缓存索引文件，则首先传送索引文件，然后按照索引文件计算所需要的内容位置，再通过D1接口传送媒体文件。支撑的服务所请求的文件及对应的子类型如表1所示。表1支撑的服务对应的所请求的文件支撑的服务
点播服务
直播服务
所请求的文件
点播的INDEX
点播的基本速率文件
点播的倍速文件
直播的INDEX
直播的BASE
INDEX
BASE
URI
URI
INDEX
BASE
SubType
时移服务
回看服务
支撑的服务
基于HTTP的流服务
9.1.3通用流程描述
表1（续）
所请求的文件
时移的INDEX
时移的分片INDEX
时移的分片BASE
时移的分片倍速
回看的INDEX
回看的分片INDEX
回看的分片BASE
回看的分片倍速
HLS的INDEX
HLS的主描述文件
HLS的子文件
INDEX
INDEX
BASE
URI
URI
INDEX
INDEX
BASE
URI
URI
INDEX
BASE
URI
GB/T38831—2020
SubType
在通过D1接口实现媒体内容的定位和下拉时，需要如图2所示的两个阶段来完成，一是内容定位请求阶段，另一个是内容传送阶段。在内容传送阶段，针对每一个内容传送请求，接收方反馈两次内容传送请求响应，第一次响应反馈接收方接收到了内容传送请求原语并开始内容传送，第二次响应反馈请求的接收方已经完成内容传送。媒体服务子系统/缓行
：a）内容定价销求（LocalteCumdRey）内容定位请求响应（LuuteCrmiRes）b）内穿传选请求（TransCmdRen）内容传送请求响应（T-arsCrmRes）文件传送
内奔传送请求完成响应（TrarnxCmidRes>2D1接口通用流程示意图
殿/内穿所
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媒体分发存储子系统在针对不同种类的终端提供服务时，因需要定位和下载的文件的不同，需要根据所携带的参数的不同启动不同的通信流程。媒体分发存储子系统在通过D1接口提供媒体定位和下拉服务时，根据最初的请求判断为支撑相应的服务需启动针对不同终端服务的通信流程。9.2
向机顶盒加电视机终端提供服务的接口通信流程9.2.1点播服务接口通信流程
9.2.1.1
基本速率播放接口流程
基本速率播放接口流程如图3所示。媒体服务了系统/缓存
a）内容宠位谱求（LocateCmckeaProviderll：Centest)，(ontenmun, \NDtx\)
内容定笠诺求哨应（Lncate(indlRes）h）内客传送请求（TranmaRey）内容传送请求响应（TransCrndReg）内容传送消求应（chunk长度为0）级行/内密库
Ie）内容定位语求（l.ocatu:Cmdkeq,Providkerl.Conlenu)，Conceu>-\HASt\?CmnIl. \INIl.x\)内容定位消求响应（TAxleCidR）d）内穿传送请求（Iransc:nkdReg）内容传送消求响成（Transt.mcRen）内李传送请求响应（lumk长应为0）图3基本速率播放接口流程示意图注1：index文件是内容索引文件。其主要作用是将与基本内容文件和相关的倍速文件以及多码率文件等周边的衍生内容关联起来：另一个作用是将时间线与文件内容偏移量准确的描述出来，以便进行基于偏移量的访问注2：为提高用户服务响应时间，缓存可以进一步优化，定位/传送“索引文件”和定位/传送“内容文件”的操作可并行。
快进快退接口流程
9.2.1.2
快进快退接口流程如图4所示。
媒休服务了系统/屡存
a）内容定位请求（t.cocatec.mdreij,Provideriy，c.amenmlli.Suh Filk: TTRT. \TIRF)
内容定位请求响应（1.ccaecmdies）b）内穿传送语求（TransCmdRog）内容传送请求响应（TrunsCmIF(xl）内窄传送谱求响应（chunk长度为0）图4
快进快退接口流程示意图
缨存/内窄底
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注1：在执行快进快退操作前，如果缓存已获取index文件，则可直接获取倍数文件，否则需要先获取index文件注2：缓存需根据index文件中的信息得到所对应的倍速文件标识信息，以及计算出当前时间点所对应的关键顿在倍速文件中的偏移量，转换为对倍速文件的range操作。直播服务接口流程
9.2.2
直播服务接口流程如图5所示。
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