YDT 3941-2021 内容分发网络技术要求 VR音视频服务.docx

ICS 33.160.60中华人民共和国通信行业标准YD/T 3941-2021内容分发网络技术要求VR音视频服务CDN technical specification for virtual reality media service2021 - 08 - 21 发布2021 - 11 - 01 实施中华人民共和国工业和信息化部 发布前 言III1范围12规范性引用文件13缩略语14业务概述25总体要求35. 1功能体系架构35.2功能模块35 . 2. 1 CDN 系统36 .2.2周边系统45. 3接口要求45. 3. 1客户端与CDN节点VR媒体服务接口（E） 65. 3. 1. 1 接口定义65. 3. 1. 2 接口流程（HTTPl.1 协议）65. 3. 1. 3 接口流程（HTTP2.0 协议）66 VR视频传输模式86. 1概述86.2视窗独立传输模式96 . 3视窗依赖传输模式106.1.1 基于区域封装的视窗依赖传输106.1.2 基于分块的视窗依赖传输127 VR媒体服务要求137 . 1概述138 .2 VR媒体服务实施要求149 .3 VR媒体封装格式要求147 . 3. 1视频封装要求148 .3.2音频封装要求157.4 VR媒体传输协议要求157. 4. 1 DASH协议信令扩展 158. 4. 2 HLS协议信令扩展188 VR媒体服务流程199. 1视窗独立VR媒体服务流程1910. 视窗依赖VR媒体服务流程2010.2 1基本视角切换流程2010.3 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23A.1视窗独立模式DASH协议样例23A.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27B.1视窗独立模式HLS协议样例 27B.1视窗依赖模式HLS协议样例 27-LX- 刖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:-日内容分发网络技术要求应用场景与需求- 日内容分发网络技术要求体系架构- 日内容分发网络技术要求内容路由- 日内容分发网络技术要求功能性框架- 日内容分发网络技术要求边缘服务节点- 日内容分发网络技术要求 内容中心- 日内容分发网络技术要求业务流程- 日内容分发网络技术要求接口- 日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 format3缩略语下列缩略语适用于本文件。CDN内容分发网络Content Delivery NetworkCMS内容管理系统Content Management SystemDASH基于HTTP的动态自适应流媒体Dynamic Adaptive Streaming overHTTPDNS域名系统Domain Name SystemEPG电子节目指南Electrical Program GuideFOV视野Field of viewHTTP超文本传送协议Hyper Text Transfer ProtocolOMAF全方向媒体格式Omnidirectional media formatRTSP实时流媒体协议Real-Time Streaming ProtocolSOAP简单对象访问协议Simple Object Access ProtocolSP业务提供者Service ProviderURL统一资源定位符Uniform Resource LocatorUDP用户数据报协议User Datagram ProtocolVirtual RealityVR虚拟现实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。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。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。VR业务系统内弼路由全内 容CS由图2 CDN-VR总体逻辑架构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：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，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、DNSCname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，接口基本功能要求参见2015-1634T-YD内容分发网络技术要求一功能体 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。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DCDN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RTSPHTTPl. 1HTTP2.0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、视窗独立传输模 式。F客户端与全局路由间接口DNS、HTTP、RTSPVR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