YD T 3941-2021 内容分发网络技术要求 VR音视频服务.pdf
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1、ICS 33.160.60 M 73 YD 中华人民共和国通信行业标准 YD/TXXXX-XXXX 内容分发网络技术要求 VR 音视频服务 CDN technical specification for virtual reality media service 报批稿 (本稿完成日期: 2020 年 11 月) XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布 YD/T XXXXX2018 I 目 录 前 言 .III 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 缩略语 .1 4 业务概述 .2 5 总体
2、要求 .3 5.1 功能体系架构 .3 5.2 功能模块 .3 5.2.1 CDN 系统 .3 5.2.2 周边系统 .4 5.3 接口要求 .4 5.3.1 客户端与 CDN 节点 VR 媒体服务接口( E) .6 5.3.1.1 接口定义 .6 5.3.1.2 接口流程( HTTP1.1 协议) .6 5.3.1.3 接口流程( HTTP2.0 协议) .6 6 VR 视频传输模式 .8 6.1 概述 .8 6.2 视窗独立传输模式 .9 6.3 视窗依赖传输模式 .10 6.3.1 基于区域封装的视窗依赖传输 .10 6.3.2 基于分块的视窗依赖传输 .12 7 VR 媒体服务要求 .
3、13 7.1 概述 .13 7.2 VR 媒体服务实施要求 .14 7.3 VR 媒体封装格式要求 .14 7.3.1 视频封装要求 .14 YD/T XXXXX2018 II 7.3.2 音频封装要求 .15 7.4 VR 媒体传输协议要求 .15 7.4.1 DASH 协议信令扩展 .15 7.4.2 HLS 协议信令扩展 .18 8 VR 媒体服务流程 .19 8.1 视窗独立 VR 媒体服务流程 .19 8.2 视窗依赖 VR 媒体服务流程 .20 8.2.1 基本视角切换流程 .20 8.2.2 快速视角切换流程 .21 附录 A(资料性) DASH 协议 VR 媒体服务索引文件样例
4、 .23 A.1 视窗独立模式 DASH 协议样例 .23 A.2 视窗依赖模式 DASH 协议样例 .23 附录 B(资料性) HLS 协议 VR 媒体服务索引文件样例 .27 B.1 视窗独立模式 HLS 协议样例 .27 B.1 视窗依赖模式 HLS 协议样例 .27 YD/T XXXXX2018 III 前 言 本标准是内容分发网络技术要求系列标准之一。该系列标准的结构和名称预计如下: 内容分发网络技术要求 应用场景与需求 内容分发网络技术要求 体系架构 内容分发网络技术要求 内容路由 内容分发网络技术要求 功能性框架 内容分发网络技术要求 边缘服务节点 内容分发网络技术要求 内容中心
5、 内容分发网络技术要求 业务流程 内容分发网络技术要求 接口 内容分发网络技术要求 VR音视频服务 本标准按照 GB/T 1.1-2020给出的规则起草。 请注意本标准的某些内容可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通信标准化协会提出并归口。 本标准起草单位:中国电信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、中国移动通信集团有限公司 、 中国信息通信研究院 本标准主要起草人 : 陈戈、黄成、白雅贤、尹之帆、朱方、聂秀英、缪川扬、陈淑、许静、江平 YD/T XXXXX2018 1 内容分发网络技术要求 -VR音视频服务 1 范围 本文件规定了内容分发网络 VR音视频服务
6、功能、编码格式、接口定义及相关的业务流程。 本文件适用于基于内容分发网络的 VR音视频业务 , 包括网络流媒体及网络电视中的虚拟现实直播 、 点播等应用。 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。 ISO/IEC 23090-2 全方向媒体格式 Information technology Coded representation of immersive media (MPEG-I) Part2: Omnidirectional media fo
7、rmat 3 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 CDN 内容分发网络 Content Delivery Network CMS 内容管理系统 Content Management System DASH 基于 HTTP 的动态自适应流媒体 Dynamic Adaptive Streaming over HTTP DNS 域名系统 Domain Name System EPG 电子节目指南 Electrical Program Guide FOV 视野 Field of view HTTP 超文本传送协议 Hyper Text Transfer Protocol OMAF 全方向媒体格式 Omn
8、idirectional media format RTSP 实时流媒体协议 Real-Time Streaming Protocol SOAP 简单对象访问协议 Simple Object Access Protocol SP 业务提供者 Service Provider YD/T XXXXX2018 2 URL 统一资源定位符 Uniform Resource Locator UDP 用户数据报协议 User Datagram Protocol VR 虚拟现实 Virtual Reality 4 业务概述 CDN-VR音视频媒体服务是指根据终端用户请求 , 依靠内容分发网络提供虚拟现实音视
9、频内容服务 。 其中虚拟现实指通过展现 360度的视频为终端用户提供沉浸式体验的技术,应?支持全景视频内容,也 称 360度全景视频或沉浸式视频,应?支持用户交互性地切换观看视角,终端能够根据用户的观看视角 动态渲染图像、视频及其相关联的音频。 图 1 VR 媒体内容传输流程 如图 1所示 , VR音视频媒体服务的整体技术架构主要由视频拼接与映射 、 视频编解码 、 存储与传输 等技术构成 。 VR媒体内容由源站提供 , 在现实场景中采集到的视频等媒体数据经过 VR源站拼接服务器 进行拼接、投影、旋转等,成为完整视频画面,继而经过编码器编码得到 VR媒体内容源,利用内容分 发网络完成系统层封装
10、和媒体内容的分发 ; 用户通过 VR终端向 CDN节点请求 VR媒体服务,其中传输协 议访问模块完成 VR媒体索引文件的解析,终端根据传感器获取到的视窗元数据(如用户头动信息、观 看方向等)向 CDN节点请求相应的 VR媒体内容分片,并完成解封装、解码,最终根据视窗元数据完成 视频画面的渲染和音频等其他媒体资源的播放。 YD/T XXXXX2018 3 其中 VR音视频媒体内容的封装及分发服务通过内容分发网络提供,即 CDN-VR。内容分发网络中 提供 VR音视频媒体服务所需要支持的逻辑功能架构、接口要求、协议要求以及其他相关技术的参考引 用或者可能的扩展等属于本标准的规范性范畴,对应的章节组
11、织如下: -CDN-VR功能体系架构定义在第 5章,包括总体架构、功能模块定义、接口要求和流程。 -CDN-VR传输模式要求定义在第 6章 , 包括基于全景传输的虚拟现实基本传输模式 , 以及基于主视 场或者辅助视场的多码流切换的虚拟现实视点自适应传输模式。 -CDN-VR媒体服务要求定义在第 7章,包括 VR媒体内容封装格式要求、 VR媒体传输协议要求等 。 -CDN-VR媒体服务流程定义在第 8章 , 包括视窗独立 VR媒体服务流程 、 视窗依赖 VR媒体服务流程 等。 5 总体要求 5.1 功能体系架构 CDN-VR功能体系架构图及相关接口如图 2所示。 图 2 CDN-VR 总体逻辑架
12、构 5.2 功能模块 5.2.1 CDN 系统 内容中心节点:负责业务系统对接实现 CDN内容接入、管理、存储和主动分发,其中内容处理模 块增加 VR内容处理功能 , 完成 VR直播媒体流和点播内容的切片 、 转码 、 转封装等预处理 , 为服务节点 提供 VR媒体内容。内容中心节点具体包含以下功能: YD/T XXXXX2018 4 a) 内容接入:根据 CMS的内容注入指令获取指定内容,注入到内容存储上,并在内容管理模块 进行登记;或者不通过 CMS注入内容,而是使用回源方式接入内容源; b) 内容分发:根据内容管理模块的调度策略进行内容的分发传送; c) 内容路由 : 接收下级节点的内容
13、定位与请求,根据负载均衡策略分配合适的设备提供服务,对 节点内设备进行负载均衡; d) 内容存储 : 根据内容管理模块中的策略存放在线媒体内容,并可根据缓存策略存放、更新媒体 内容; e) 内容处理 : 对注入的内容进行预处理 , 如切片 、 转码 、 转封装等处理 , 针对 VR媒体服务增加 VR 内容转码、转封装功能。 边缘服务 节点 :作为 CDN服务的主要实体,负责接收终端请求,校验并向用户提供本地缓存的 VR 内容服务 , 如果内容未命中则向上级节点获取或重定向 , 为各业务终端提供包括视窗独立传输 、 视窗依 赖传输在内的多种格式 VR媒体服务; 全局内容路由 :作为 CDN入口,
14、主要负责根据调度策略对用户请求进行统一调度,管理所辖区域 内 CDN各节点内容的分布情况,根据用户请求,查询和管理 CDN各节点的负载情况,对节点内设备进 行负载均衡,选择合适的设备提供服务; 运维管理 : 负责对 CDN的 业务质量监控、故障分析定界、内容管理等功能,实现对 CDN-VR业务的 监控和管理。 运营管理及适配 :负责接收适配统一运营管理系统指令转换成 CDN内部的网络管理操作,并且负 责 CDN内部网络管理、业务管理、报表统计等功能。 5.2.2 周边系统 CDN-VR周边系统主要包括业务系统、 VR源站、终端。 a) 业务系统:与 CDN对接的 SP系统,主要实现业务认证鉴权
15、计费等业务管理的功能; b) VR源站:提供 VR内容源,提供回源服务、 DNS Cname服务等, VR内容源主要依靠拼接服务器及 编码器生成 , 拼接服务器实现原始全景视频内容的旋转 、 投影等格式转换 , 编码器负责视频 、 音频 等媒体内容的编码功能。 c) VR终端 : 向 CDN请求获取媒体内容服务,实现 VR媒体内容播放,终端系统主要包括接入引擎、解 封装器 、 解码器 、 渲染器 、 传感器几个模块 , 完成用户运动信号 、 视窗元数据获取 , 负责媒体传输 协议解析,以及 VR媒体内容解封装、解码、渲染等功能。 5.3 接口要求 根据 CDN-VR逻辑架构 , 接口基本功能要
16、求参见 2015-1634T-YD内容分发网络技术要求 功能体 系架构,其中接口 B、接口 E在基本功能基础上针对 VR媒体服务进行功能扩展,以适应 VR媒体传输 模式,除接口 B、接口 E外的其他接口都复用了原有的功能要求。 YD/T XXXXX2018 5 外部接口要求如表 1所示,接口 B、接口 E增加 VR扩展功能。 表 1 外部接口要求 接口 接口名称 接口协议 接口功能及 VR相关扩展功能 A 外部业务系统与源站系统间接口 SOAP+XML 该接口把 VR媒体相关元数据信息引入 CDN; B 源站系统与 CDN接口 SOAP+XML、 FTP、 HTTP、 UDP、 RTSP 该接
17、口功能为把 VR媒体内容 源及相关元数据引入 CDN,包 括直播源引入与点播内容注入 两种方式; 针对 VR媒体服务新增多版本 VR内容源支持, 包括 : 全方向 视频、分块编码视频、多版本 非均匀映射全方向视频等。 C 外部业务系统与 CDN管理接口 SOAP+XML 该接口功能为管理配置、资源上报、 VR业务管理信息 D CDN管理系统与 CDN媒体服务模块间接口 SOAP+XML 该接口负责管理 VR媒体服务状态信息; E 客户端与边缘服务节点媒体服务功能模块间接口 RTSP HTTP1.1 HTTP2.0 负责 VR媒体的服务与传输; 针对 VR媒体服务新增视窗依 赖传输模式、视窗独立
18、传输模 式。 F 客户端与全局路由间接口 DNS、 HTTP、RTSP VR媒体服务定向信息交互 、 客户端对媒体控制请求信息交互 ; 内部接口要求如表 2所示。 表 2 内部接口要求 接口 接口名称 接口协议 接口功能及 VR相关扩展功能 a 节点管理与内容中心节点之间的接口 HTTP 该接口功能为节点资源信息、 网络拓扑信息、注册认证信息 管理及交互; b 媒体存储与媒体服务功能模块之间的接口 RTSP、 HTTP 该接口功能为 VR媒体服务所 需数据的读取 , 支持视窗依赖 、 视窗独立两种模式下的媒体内 YD/T XXXXX2018 6 容读取。 5.3.1 客户端与 CDN 节点 V
19、R 媒体服务接口( E) 5.3.1.1 接口定义 客户端与 CDN节点 VR媒体服务接口定义如表 3所示: 表 3 接口定义 接口名称 客户端与 CDN节点 VR媒体服务接口( E) 接口描述 客户端与 CDN之间用于 VR媒体服务的接口 , 支持 VR视频视窗独立 传输模式以及 VR视频视窗依赖传输模式 接口协议 HTTP1.1和 HTTP 2.0 接口方向 CDN - 客户端 5.3.1.2 接口流程 ( HTTP1.1 协议) 客户端与 CDN间基于 HTTP 1.1协议 VR媒体服务接口流程如图 3所示: 图 3 E 接口示意图( HTTP1.1 协议) 5.3.1.3 接口流程(
20、HTTP2.0 协议) YD/T XXXXX2018 7 客户端与 CDN间基于 HTTP 2.0协议 VR媒体服务接口应支持 HTTP2.0协议 , 基于 HTTP2.0协议的服务 器推送流程如图 4所示: 图 4 E 接口服务器推送流程示意图( HTTP2.0 协议) 基于 HTTP2.0协议的客户端请求流程如图 5所示: 客户端 1 . 分块文件 1 请求消息 Stream ID = 1 推送指令 : 分块文件 2 , , 分块文件 N CDN 边缘节点 2 . 分块文件 2 . N 推送承诺 Stream ID = 1 推送承诺 : 分块文件 2 , Stream ID 2 推送承诺
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