随着数字技术的飞速发展,网络机顶盒作为家庭娱乐的重要终端设备,其市场应用正经历着深刻的变革。云流化技术的出现为网络机顶盒带来了新的发展机遇,使其能够突破硬件性能限制,为用户提供更加丰富和便捷的服务体验。本文将从技术架构、业务流程、设计要点以及实践体会等方面,深入探讨云流化技术在网络机顶盒业务中的应用,并分析其对市场的影响。
《2025-2030年中国网络机顶盒行业发展趋势及竞争策略研究报告》网络机顶盒作为家庭娱乐的重要终端设备,其功能和服务体验一直是用户关注的焦点。然而,目前市场上大量存在的非智能高清双向机顶盒,由于硬件性能限制,无法支持智能应用的运行,导致用户体验较差。与此同时,随着市场竞争的加剧,运营商们纷纷寻求通过新技术提升服务质量和用户满意度。云流化技术应运而生,它通过将应用运行在云端,将处理结果以视频流的形式传送到终端,从而实现了在低配置终端上体验高质量内容的目标。
网络机顶盒市场应用分析提到国内部分省份的电信运营商已经在IPTV机顶盒业务中率先实现了云化应用,并取得了显著成效。例如,中国电信于2020年11月发布了《云终端关键技术白皮书》,为云流化技术的应用提供了重要的指导。辽宁广电目前的网络环境中,高清双向中间件机顶盒占比较高,智能机顶盒的占比相对较低。这些中间件机顶盒由于性能限制,内容呈现较为单一,难以吸引用户,导致用户体验较差,并且每年都有一定比例的用户流失。因此,为了充分利用现有资源,提升用户体验,减缓用户流失,网络机顶盒业务的云流化改造迫在眉睫。
云流化技术的核心在于将业务处理和显示图像渲染等计算任务从终端转移到云端完成。云端平台将运行结果经过视音频编码处理后,通过网络传输到终端,终端仅需进行音视频解码并显示结果,从而大大减轻了终端的负载。这种“胖云端、瘦终端”的架构设计,使得低配置的网络机顶盒也能够体验到高质量的智能应用和服务。
(一)平台侧建设
云智能平台的建设是实现网络机顶盒云流化的关键。平台主要包括以下模块:平台门户(Portal)、网管系统(YNM)、统计分析系统(YBI)、用户管理系统(YUM)、会话管理系统(YSM)、资源管理系统(YRM)、边缘设备管理系统(YEM)、专用服务器(YNB)、分布式存储(YFS)、广告管理系统(YAD)、应用商店(YAS)和深度EPG系统(YEPG)等。这些模块通过与后台系统(如BOSS计费系统、AAA鉴权系统、OTT应用等)的对接,实现了对网络机顶盒业务的全面管理和支持。
(二)终端侧建设
终端侧的网络机顶盒需要具备接收云端信令和音视频流的能力,并对音视频流进行解码和展示。对于新款云盒终端,硬件配置要求较低,内存128M以上,闪存16M以上,CPU性能达到1500DMIPs即可,支持1080p(30fps)以上实时解码能力。软件系统方面,采用Linux系统,支持RTSP码流播放和websocket协议,集成websocket客户端,无需集成中间件和浏览器。对于现网双向高清中间件机顶盒,只需在UI界面增加URL入口即可,采用B/S架构部署,简单易行。
(三)业务流程
云智能平台能够根据各分公司的现有网络情况,支持不同的业务下发模式,包括IPQAM业务模式和IP业务模式。
1. IPQAM业务模式
在IPQAM业务模式下,网络机顶盒向云智能调度管理器申请可用的ANDROID虚拟机和IPQAM资源。调度管理器向现网VOD系统请求一个可用的IPQAM,并分配一个可用的ANDROID虚拟机给机顶盒。ANDROID虚拟机将自身的OSD/VIDEO/AUDIO层数据编码后,通过IPQAM模式下发到申请机顶盒。机顶盒将数据解码后呈现给用户,用户通过遥控器进行交互,选择观看的内容。机顶盒将遥控器控制信令发送到ANDROID虚拟机,虚拟机接受指令后,获取要展现的数据,经过编码传输给机顶盒。
2. IP业务模式
在IP业务模式下,网络机顶盒向云智能调度管理器申请可用的ANDROID虚拟机。调度管理器分配一个可用的ANDROID虚拟机给机顶盒。ANDROID虚拟机将自身的OSD/VIDEO/AUDIO层数据编码后,通过UDP模式下发到申请机顶盒。机顶盒将数据解码后呈现给用户,用户通过遥控器进行交互,选择观看的内容。机顶盒将遥控器控制信令发送到ANDROID虚拟机,虚拟机接受指令后,获取要展现的业务数据,呈现后经过编码传输给机顶盒。
网络机顶盒云流化技术的设计要点包括以下几个方面:
(一)平台侧采用高性能服务器
平台侧采用自主研发的ARM架构服务器,实现Android智能业务的编码和实时流化推送。与传统x86架构服务器相比,性能提升300%~400%。2U专用流化服务器可支持的Android业务并发流为96路,性能是通用服务器的4~5倍。
(二)多屏互动与用户体验提升
云智能平台通过用户手机微信小程序扫码的方式与网络机顶盒进行关联,实现节目内容的搜索、遥控、投屏、评论、分享等多屏互动操作。手机与机顶盒无需在同一个局域网内,打破了网络限制,提升了用户体验,增加了用户粘性。
(三)智能推荐系统
云智能平台的智能推荐系统能够根据用户观看节目的历史记录,分析用户的个人喜好,并进行画像和标签。根据画像结果,为每个用户推荐不同的节目内容,提升用户满意度。
(四)云端计算能力共享
平台侧充分利用云端强大的计算能力,为用户提供服务。所有用户共享云端的计算能力和存储空间,算力上移,终端轻载,节省了大量的终端硬件成本。
(五)业务与终端解耦
业务云化后能够适配各种类型的网络机顶盒,使用不同机顶盒的用户在体验上基本保持一致。支持B/S架构,屏蔽机顶盒终端硬件的差异,应用免安装,智能APP业务可一次性在智能机顶盒和双向高清中间件机顶盒上同时上线,无需二次开发和适配,减少了业务引入和上线的难度。
(六)单向网络地区的解决方案
对于暂时未进行双向网改的单向网络地区,仅需增加IPQAM设备,即可让用户使用其他云运营商宽带实现互动业务,便于快速推广普及。
网络机顶盒云流化方案具有开发适配快、系统维护少、安全级别高、终端成本低、业务上线快等诸多优点,但在实施过程中需要解决好网络带宽和时延等问题,以保证业务的流畅性和高清晰的画质。
(一)网络带宽优化
由于网络机顶盒云化业务与本地业务实现机制不同,操作指令走双向网络通道,而业务呈现则通过云端打包编码后向终端推送4M/s以上的VBR实时码流。这导致网络带宽占用增加,尤其是IPQAM信道需要一直占用至业务结束,对IPQAM资源和传输网络带宽提出了更高的要求。为此,采取了以下优化措施:结合大数据采集功能,判断用户操作行为,在静默期停止推流,及时释放网络资源。
(二)时延优化
机顶盒业务云流化计算和处理都在云端完成,业务流的传输和用户操作指令的反馈都需要一定的时间。为了达到理想的体验效果,控制时延尤为关键。从平台侧、传输网络、终端侧等多个环节进行了优化:
1. 平台侧
优化推流模式,采用UDP推流模式,传输速度快,开销小,效率高;优化编码效率,调整编码参数,在保证编码质量的同时降低编码时间;优化遥控器等消息回传接口,简化消息量,减少消息回传过程中的时延;云资源在用户使用前处于准备状态,用户需要时直接切换到工作状态,降低用户进云等待时间。
2. 网络侧
采用可靠、低时延的网络传输技术,监控网络带宽及时扩容,避免拥塞;加快用户接入网改造,实现光纤入户;优化IPQAM时延参数,控制在20ms以内。
3. 终端侧
与芯片厂商沟通,提供针对云盒产品的快速解码驱动,从芯片级提升解码效率;优化机顶盒通信接口,降低内存等资源的使用;优化机顶盒软件播放流程,自动检测云工作状态,切换到快速解码模式,降低播放延时。
通过以上优化,整体业务访问时延大大缩短,全业务流程基本控制在2s以内。
(三)业务上线优化
云化后,新业务上线时间大大缩短。以APP应用为例,云化前,新业务适配工作量为N×M(N为新业务数量,M为机顶盒型号数量),适配周期长,成本高。云化后,业务只在云端适配1次,适配工作量降低为N+M,大大减少了业务引入和上线的难度。平台自上线以来,覆盖了辽宁广电下属13个地市,约70万用户,用户反响良好。
网络机顶盒作为家庭应用的重要入口,其计算能力有限,随着应用的不断丰富,对计算能力的要求也在不断提高。用户不可能频繁更换机顶盒,因此,业务云化是解决这一运营难题的最佳选择。云计算、流媒体等关键技术的提升与突破,以及云边缘算力融合,将全方位提升云平台服务能力。同时,全光网络、5G、网络切片、WiFi 6等新技术的发展,为高品质的云流化应用提供了网络保障,极大地提升了业务的流畅性。
未来,随着云流化技术的不断成熟和普及,网络机顶盒将能够承载更多的智能应用和服务,为用户提供更加丰富、便捷和个性化的体验。运营商可以通过云流化技术,快速推出新业务,提升用户满意度和市场竞争力。同时,云流化技术也将推动网络机顶盒市场的进一步发展,为产业链各方带来更多的合作机会和商业价值。
综上所述,网络机顶盒云流化技术通过优化系统架构、业务流程和设计要点,成功解决了现有网络机顶盒的性能瓶颈,提升了用户体验,降低了终端成本,并且为新业务的快速上线提供了有力支持。随着技术的不断进步和市场的进一步拓展,网络机顶盒云流化技术将为家庭娱乐市场带来更多的创新和发展机遇。
