近日，中國(guó)廣播電視設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)2021年度科技創(chuàng)新獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單出爐，TVU 申報(bào)的《 TVU 基于云原生微服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建的輕量化全棧制播系統(tǒng)》 摘得創(chuàng)新大獎(jiǎng)，這是TVU 云服務(wù)首次榮膺國(guó)內(nèi)行業(yè)大獎(jiǎng)，也是TVU 自2018年以來(lái)連續(xù)第四次參與該獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)選并獲獎(jiǎng)。

　　廣播電視科技創(chuàng)新獎(jiǎng)旨在獎(jiǎng)勵(lì)在推動(dòng)廣播電視科學(xué)技術(shù)進(jìn)步方面有較大貢獻(xiàn)的產(chǎn)品、企業(yè)和個(gè)人，以調(diào)動(dòng)廣播電視科技工作者的積極性和創(chuàng)造性，促進(jìn)我國(guó)廣播電視科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

　　獲獎(jiǎng)證書(shū)和獎(jiǎng)杯

　　此次TVU 申報(bào)的《 TVU 基于云原生微服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建的輕量化全棧制播系統(tǒng)》 采用前沿的“Cloud Native”云原生技術(shù)開(kāi)發(fā)制播云服務(wù)系統(tǒng)，支持“多云”和“混合云”的云原生應(yīng)用，可提供遠(yuǎn)程輕量化全制式的云端廣電制播應(yīng)用解決方案。

　　TVU 全棧制播云服務(wù)架構(gòu)圖

　　這套云服務(wù)系統(tǒng)包括若干可獨(dú)立工作又可協(xié)同運(yùn)行的云服務(wù)產(chǎn)品，主要包括：

　　TVU 云接收——存儲(chǔ)、管理與分發(fā)所有視頻內(nèi)容的多功能云端收發(fā)服務(wù)器;

　　TVU 云互聯(lián)——顛覆傳統(tǒng)的廣播級(jí)畫(huà)質(zhì)互動(dòng)直播云端制作平臺(tái);

　　TVU 云導(dǎo)播——多機(jī)位輕量化云制作的利器;

　　TVU 云解說(shuō)——多人遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)同步解說(shuō)云服務(wù)平臺(tái);

　　TVU 云播出——可靠、安全、兼容各類(lèi)播出系統(tǒng)的云端播出管控方案。

　　這套技術(shù)先進(jìn)、功能完備、可彈性擴(kuò)展、低成本的輕量化廣電制作及播出云系統(tǒng)，也可通過(guò)與TVU One  4G/5G直播背包、TVU Anywhere 手機(jī)直播客戶端、TVU Grid 分發(fā)系統(tǒng)、TVU 收發(fā)服務(wù)器等本地采集，傳輸和分發(fā)系統(tǒng)的配合，實(shí)現(xiàn)本地到云端、云端到云端、云端到本地的互聯(lián)互通，提供涵蓋直播信號(hào)采集、云端遠(yuǎn)程制作、線上互動(dòng)、內(nèi)容交換、云端播出以及多平臺(tái)發(fā)布等全流程解決方案。

　　TVU 輕量化全棧制播整體系統(tǒng)框架圖

　　方案五大特點(diǎn)如下：

　　采用微服務(wù)架構(gòu)，完全基于云原生的云端應(yīng)用

　　TVU 輕量化全棧制播云服務(wù)系統(tǒng)采用前沿的“云原生”開(kāi)發(fā)技術(shù)，是完全基于“云”的產(chǎn)品，具備容器化彈性擴(kuò)展、DevOps持續(xù)交付的云服務(wù)特性，系統(tǒng)由多個(gè)Micro Service組成，各個(gè)微服務(wù)之間相對(duì)獨(dú)立，采用標(biāo)準(zhǔn)API通信進(jìn)行交互和協(xié)助，每個(gè)微服務(wù)都可以獨(dú)立的更新和管理，用戶無(wú)需擔(dān)心業(yè)務(wù)的中斷和重啟。

　　微服務(wù)、容器化、DevOps、持續(xù)交付是云原生的四大核心技術(shù)。其中：

　　微服務(wù)具有功能上線快、獨(dú)立擴(kuò)容和數(shù)據(jù)恢復(fù)快等特點(diǎn)。

　　容器化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是執(zhí)行運(yùn)維時(shí)不再需要關(guān)心每個(gè)服務(wù)所使用的技術(shù)，因?yàn)榉?wù)都被無(wú)差別的封裝在容器里進(jìn)行管理和維護(hù)。

　　DevOps則強(qiáng)調(diào)的是開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)成員之間通過(guò)自動(dòng)化工具協(xié)作和溝通，來(lái)完成軟件的生命周期管理，從而更快、更頻繁地交付項(xiàng)目。

　　持續(xù)交付是指不誤時(shí)的開(kāi)發(fā)、不停機(jī)熱更新，快速滿足用戶頻繁更新功能的需求。這與采用服務(wù)器托管，或以打包鏡像在云端部署虛擬機(jī)的方式來(lái)提供云計(jì)算服務(wù)有本質(zhì)的差別。

　　可適配“多云”及“混合云”的云原生應(yīng)用

　　基于云原生技術(shù)開(kāi)發(fā)的TVU  輕量化全棧制播云服務(wù)應(yīng)用，采用輕量級(jí)的容器化封裝，相較傳統(tǒng)的虛擬化技術(shù)，容器是更輕量化的虛擬化方案，更適合彈性的擴(kuò)展和縮放，可根據(jù)用戶的需求隨時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的在線規(guī)模;而且標(biāo)準(zhǔn)容器化的打包方式實(shí)現(xiàn)了真正的應(yīng)用可移植性，不依賴于特定的基礎(chǔ)架構(gòu)，因此可實(shí)現(xiàn)在“不同公有云”“公有云+私有云”架構(gòu)下的部署。

　　采用TVU IS+及RTIL雙協(xié)議實(shí)現(xiàn)低碼率實(shí)時(shí)交互預(yù)覽，高碼率傳輸及云端同步制作

　　TVU 全線云服務(wù)產(chǎn)品均考慮遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)交互預(yù)覽和云端高質(zhì)量信號(hào)傳輸及制作的需求，在信號(hào)編碼端采用雙編碼方式，可同時(shí)輸出RTIL低碼率低延時(shí)流信號(hào)以及TVU  IS+高碼率流信號(hào)(相對(duì)增加1-2秒的各通道同步延時(shí))，RTIL流用于遠(yuǎn)程多方在線互動(dòng)及制作界面的預(yù)覽，TVU  IS+流用于廣播級(jí)回傳及云端處理。

　　為保障“所見(jiàn)即所切”，在采用RTIL流低延時(shí)預(yù)覽時(shí)，云端高碼率IS+流信號(hào)需要同步切換，采用TVU  編碼傳輸設(shè)備采集直播信號(hào)時(shí)，設(shè)備輸出的兩個(gè)直播流信號(hào)可實(shí)現(xiàn)幀精確的對(duì)應(yīng)，使得在實(shí)時(shí)交互層的所有交互和操作都可以精確的對(duì)應(yīng)在高質(zhì)量的回傳信號(hào)或制作上。

　　使用TVU專(zhuān)利技術(shù)IS+技術(shù)進(jìn)行廣播級(jí)、高質(zhì)量信號(hào)傳輸

　　為了解決公共網(wǎng)絡(luò)和 4G/5G網(wǎng)絡(luò)中的帶寬問(wèn)題和 QoS(服務(wù)和質(zhì)量)障礙，TVU  開(kāi)發(fā)了Inverse StatMux(IS)專(zhuān)利技術(shù)。通過(guò) IS 將單路信號(hào)分成多路，并通過(guò)多路通道來(lái)傳輸。也就是說(shuō)，一個(gè)視頻流能被分隔成多個(gè)小的數(shù)據(jù)包，這些數(shù)據(jù)包能通過(guò)所有可用的連接來(lái)傳輸。在實(shí)際應(yīng)用中，IS 監(jiān)控每個(gè)連接的帶寬，并根據(jù)每個(gè)連接的可利用率來(lái)傳輸對(duì)應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)包，然后傳輸將在接收終端經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)后重新合并。

　　IS+包含且提升了IS 算法、Smart VBR 控制和先進(jìn)的 FEC 算法。通過(guò) Smart VBR(動(dòng)態(tài)編碼)，系統(tǒng)對(duì)一個(gè)定好的延時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地管理傳輸碼率。整合這 三個(gè)技術(shù)的結(jié)果就是為了保證所有傳輸連接能充分地使用，最終獲得次秒級(jí)延時(shí)、可靠、穩(wěn)定的高畫(huà)質(zhì)傳輸。

　　此外，IS 根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)條件變化，做修正調(diào)整來(lái)對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性。如果某個(gè)連接的表現(xiàn)變差了，IS 會(huì)將通過(guò)該連接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)重新分配到其他開(kāi)放的連接上去，從而防止丟包。

　　云導(dǎo)播制作使用TVU Timelock技術(shù)實(shí)現(xiàn)多路回傳信號(hào)幀同步

　　TVU 產(chǎn)品系統(tǒng)采用Timelock技術(shù)，保持系統(tǒng)時(shí)鐘與時(shí)鐘服務(wù)器同步時(shí)間更精確。它確定計(jì)算機(jī)增減時(shí)間的比率，并對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償。通過(guò)交換時(shí)間服務(wù)器和客戶端的時(shí)間戳，計(jì)算出客戶端相對(duì)于時(shí)間服務(wù)器的時(shí)延和偏差，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)間的同步。TVU Timelock 是指多個(gè)終端同步時(shí)間，利用時(shí)間戳校正保持同步，確保了多路信號(hào)回傳節(jié)目的效果表現(xiàn)，并改進(jìn)和簡(jiǎn)化了廣播團(tuán)隊(duì)節(jié)目制作過(guò)程。

　　總之，TVU 全棧制播云服務(wù)以輕量化、廣播級(jí)、全棧制播的云原生服務(wù)應(yīng)用，讓媒體機(jī)構(gòu)能夠采用更小的團(tuán)隊(duì)，更少的設(shè)備和更低的成本，覆蓋關(guān)鍵的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，包括：新聞直播采集、遠(yuǎn)程多人互動(dòng)制作、在線云導(dǎo)播制作、遠(yuǎn)程體育賽事解說(shuō)、云端自動(dòng)播出頻道等等，是一種先進(jìn)的制播業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新!

　　特別是在當(dāng)下疫情特殊時(shí)期，為適應(yīng)節(jié)目及新聞現(xiàn)場(chǎng)少派人不聚集，媒體人不得不居家辦公的現(xiàn)狀，TVU 全棧制播云服務(wù)為團(tuán)隊(duì)臺(tái)前幕后的各種角色遠(yuǎn)程協(xié)作、高效協(xié)同搭建了一套云上基礎(chǔ)設(shè)施，充分契合了這一工作模式，全面支撐了制播業(yè)務(wù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而確保媒體節(jié)目制作不斷，頻道播出不停!