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摘要: 随着广播电视和因特网的结合,视音频信息的频繁交换,多媒体广播已成必然,并逐渐成为人们信息交流的主要载体。从流媒体的概念、流媒体技术、流媒体应用、流媒体在广电行业应用前景等方面对流媒体技术进行全面的介绍。
关键词: 应用前景；流媒体；流式传输； 组播
Abstract: With the combination of broadcast TV and the Internet, audio-visual information exchange between, multimedia broadcasting has become inevitable, and gradually become the main carrier of information exchange. This paper starts from the concept of streaming media technology, the application of streaming media the streaming media introduced the broadcasting industry application of streaming media technology in detail,.
Key words: application prospect; streaming media; streaming; multicast
中图分类号：TN711文献标识码：A 文章编号：
1 流媒体技术在广电行业的应用前景
宽带的核心是内容, 从宽带的价值来看, 随着带宽成本的下降, 内容服务将成为未来网络服务最大的收入来源。宽带接入社区后, 必然要有丰富的服务内容、多样化的服务种类, 也会有更具个性化的服务需求。流媒体应用作为未来高速网络的主流应用的趋势已经越来越明显, 现在人们已经越来越习惯在网络上收听在线音乐、收看在线电视和视频节目, 甚至通过网络进行视频聊天等。
广电行业在宽带内容服务方面具有得天独厚的优势, 一方面广电拥有自己独立的传输网络, 宽带接入网络覆蓋千家万户; 另一方面, 广电拥有丰富的节目资源和人才资源优势, 为此, 广电系统应充分发挥节目上具有制播经营权与技术上具有宽带视讯网的多媒体资源优势, 充分利用流媒体技术为用户提供丰富多彩的视频娱乐节目。
目前, 流媒体技术在广播电视行业的主要应用:
( 1)网上直播、突破时间和空间的限制
众所周知, 目前电台、电视台传送节目一般通过卫星或有线传送实现, 其所能覆盖的收看范围是有限的,而对一些异地举行的大型活动, 除非具备卫星传输和接收能力, 一些地方电台、电视台根本没有办法实现现场直播。建立网上直播系统后, 能够开展网上广播, 使广播收听的范围突破时间和空间的限制, 从理论上让全世界有互联网存在的地方都可以听到美妙动听的广播声音; 也可以把节目发布工作站移到异地, 使技术人员可通过计算机设备和互联网, 对远地信号进行现场直播, 同时也可通过电台总控中心的信号切换, 由发射机进行广播发送。同样, 电台网站可以使用视频图像进行网络播出, 争夺媒体阵地。
( 2)节目点播
拥有强大的音频节目库是广播、电视台的一大优势, 而目前国内有很多广播电视台已将音视频工作站系统用于日常播出中, 音频工作站系统的全面使用, 使电台具备了内容丰富的数字音频节目库, 电台建立网站后, 通过技术处理可以把电台的精彩节目搬上网络,以弥补电台节目稍纵即逝的不足。
( 3)网络广告、电子商务
同时, 也可以尝试到一定时期进行有偿服务, 开展有偿节目点播; 电台网站可以向社会推出有偿网络广告服务, 利用网络资源, 拓展广告业务, 进行广告宣传和招商引资, 在有条件的前提下, 提供电子商务活动。随着宽带的普及、流媒体内容的增加以及电视和电脑互通性的增加等, 预计3年内, 网络的声音和影像品质将达到目前电视媒体的影音水准。因此图像的质量和内容是流媒体人最终追求的。在新技术的推动下, 广电行业正在兴起迈向数字化、网络化的热潮。为了满足日益增长的互动娱乐需求, 用最少的人力、物力, 将电视台、电台庞大的视音频资源整合到互联网, 实现视音频网上直播和按需点播, 才能在网络时代立于不败之地, 发挥内容优势, 盘活视音频资源, 抢占互联网多媒体制高点,数字媒体改变着传统信息的传播方式, 迅速成为人们生活中实实在在不可或缺的第四媒体, 从而成为未来网络发展的全新推动力。
2 流媒体技术
2.1 系统结构
一般来说, 流媒体系统大致包括: ( 1)压缩编码工具, 用于创建、捕捉和编辑多媒体数据; ( 2 ) 服务器( Server) , 管理并传送流媒体的数据; ( 3) 宽带网络;( 4)播放器, 供客户端浏览流媒体文件。
2.2 缓存技术
流式传输的实现需要缓存, 因为一个实时音视频源或存储的音视频文件在传输中被分解为许多数据包, 而网络又是动态变化的, 各个包选择的路由可能不相同, 故到达客户端的时延也就不同, 甚至先发的数据包有可能后到。为此, 需要使用缓存系统来消除时延和抖动的影响, 以保证数据包顺序正确, 从而使媒体数据能够连续输出。通常高速缓存所需容量并不大, 因为通过丢弃已经播放的内容可以重新利用空出的空间来缓存后续尚未播放的内容。
2. 3 流式传输
实现流媒体的关键技术是流式传输, 流式传输把声音、影像或动画等信息通过音视频服务器同用户计算机相连, 进行实时传送, 用户只需经过几秒或十几秒的启动延时即可观看, 这不仅使启动延时大大缩短, 而且还不需要太大的缓存容量。目前有两种方法: 顺序流式传输和定时流式传输。顺序流式传输。它是按前后次序下载, 即用户只能看到下载的部分。这种方式很适合标准的HTTP服务器(包括FTP服务器) , 不需要特殊的传输协议, 故也称为HTTP流式传输。其优点是播放质量高, 传输途中无损耗, 适合影视片的片头、广告或细节内容等高质量的短片段采用, 但用户等待的时间稍长, 尤其是连接速度慢的时候。
实时流式传输。它采用流媒体服务器和专用的传输协议, 保证媒体信号带宽与网络连接相匹配, 实时传送节目, 用户还可以像录像机那样用快进键或后退键重复观看前后的内容。实时流式传输很适合实况转播, 它对带宽有一定要求, 网络拥挤时视频质量难以得到保证。实时流式传输不但需要专用服务器, 还需要特殊的网络传输协议。
2.4 流媒体的网络协议
流式传输需要缓冲, 以弥补Internet在包传输时带来的延时和抖动的影响, 保证数据包的顺序正确, 使媒体数据能够连续输出, 不会因网络阻塞而使播放停顿。流媒体都需要采用高效的压缩算法, 将庞大的多媒体文件压缩成适于流式传输的短小文件, 经过流媒体服务器, 修改MIME ( Multipurpose Internet M ailEstension, 通用电子邮件扩展)标识, 通过各种网络实时协议传送。RTP( Realtime T ranspo rt Protoco,l 实时传输协议)和RTCP ( Realtime Transport Contro l Pro toco,l实时传输控制协议)配合使用可有效地提供流量控制和阻塞控制服务, 特别适合传送网上的实时数据。RTSP(Real Time Stream ing Protoco,l 实时流协议)使多媒体数据能有效地通过IP网络传送。RSVP( ResourceReservation Protoco,l 资源预留协议)是预留一部分网络资源(即带宽), 以减少音视频对网络延时的敏感度, 从而为流媒体的传送提供一定的服务质量保证。
2. 5 流媒体传输流程
流媒体的具体传输流程如下:
(1)W eb浏览器与W eb 服务器之间使用HTTP /TCP交换控制信息, 以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;
(2)用HTTP从W eb服务器检索相关数据, A /V播放器进行初始化;
(3)从W eb服务器检索出来的相关服务器的地址定位A /V 服务器;
(4) A /V 播放器与A /V 服务器之间交换A /V 传输所需要的实时控制协议;
(5)一旦A /V数据抵达客户端, A /V 播放器就可以播放了。
3 流媒体技术的应用
流媒体应用可以根据传输模式、实时性、交互性粗略地分为多种类型。传输模式主要是指流媒体传输是点到点的方式还是点到多点的方式。点到点的模式一般是采用单播(U nicast)传输来实现。点到多点的模式一般采用组播(Mu lticast)传输来实现, 在网络不支持组播的时候,也可以用多个单播传输来实现。实时性是指视频内容源是否实时产生、采集和播放, 实时内容主要包括实况( L ive)内容、视频会议节目内容等, 而非实时内容指预先制作并存储好的媒体内容。交互性是指应用是否需要交互, 即流媒体的传输是单向的还是双向的。
根据上述分类, 常见的流媒体的应用主要有:
( 1)视频点播( VOD) : 这是最常见、最流行的流媒体应用类型, 通常视频点播是对存储的非实时性内容以单播传输方式实现, 充分利用广播电视行业的节目资源优势, 建立VOD视频服务器, 为广电网络的用户提供个性化、专业化的视频点播服务。
( 2)音视频广播: 视频广播可以看作是视频点播的扩展, 它把节目源组织成频道, 以广播的方式提供,用户通过加入频道收看预定好的节目。通过音视频广播, 可以实现广播电视节目的网上实时播出, 宽带网络用户也可以在互联网上收看各种体育比赛和其他重要新闻。
( 3)视频监视: 通过安装在不同地点并且与网络连接的摄像头, 视频监视系统可以实现远程的监测。与传统的基于电视系统的监测不同, 视频监测信息可以通过网络以流媒体的形式传输, 因此, 更为方便灵活。视频监视也可以应用在个人领域, 例如可以遠程地监控家里的情况。
( 4)视频会议: 视频会议可以是双方的, 也可以是多方的。前者可以作为视频电话, 视频流媒体信息可以以点到点的方式传送。多方的视频会议需要多点控制单元, 需要以广播的方式传输。视频会议是典型的具有交互性的流媒体应用。
( 5)远程教育: 远程教学目前应用也比较广泛, 而且具有很好的市场应用前景。远程教学可以看作是前面多种应用类型的综合, 在远程教学中, 可以采用多种模式甚至混合的方式实现, 例如可以采用点播的方式传送教学节目, 以广播的方式实况广播教师上课, 以会议的方式进行课堂交流等。远程教学以应用对象明确、内容丰富实用、运营模式成熟而成为目前商业上较为成功的流媒体应用。
总之, 目前基于流媒体的应用非常多, 发展非常快。丰富的流媒体应用对用户有很强的吸引力, 在解决了制约流媒体的关键技术问题后, 可以预料, 流媒体应用必然会成为未来网络的主流应用。
关键词: 应用前景；流媒体；流式传输； 组播
Abstract: With the combination of broadcast TV and the Internet, audio-visual information exchange between, multimedia broadcasting has become inevitable, and gradually become the main carrier of information exchange. This paper starts from the concept of streaming media technology, the application of streaming media the streaming media introduced the broadcasting industry application of streaming media technology in detail,.
Key words: application prospect; streaming media; streaming; multicast
中图分类号：TN711文献标识码：A 文章编号：
1 流媒体技术在广电行业的应用前景
宽带的核心是内容, 从宽带的价值来看, 随着带宽成本的下降, 内容服务将成为未来网络服务最大的收入来源。宽带接入社区后, 必然要有丰富的服务内容、多样化的服务种类, 也会有更具个性化的服务需求。流媒体应用作为未来高速网络的主流应用的趋势已经越来越明显, 现在人们已经越来越习惯在网络上收听在线音乐、收看在线电视和视频节目, 甚至通过网络进行视频聊天等。
广电行业在宽带内容服务方面具有得天独厚的优势, 一方面广电拥有自己独立的传输网络, 宽带接入网络覆蓋千家万户; 另一方面, 广电拥有丰富的节目资源和人才资源优势, 为此, 广电系统应充分发挥节目上具有制播经营权与技术上具有宽带视讯网的多媒体资源优势, 充分利用流媒体技术为用户提供丰富多彩的视频娱乐节目。
目前, 流媒体技术在广播电视行业的主要应用:
( 1)网上直播、突破时间和空间的限制
众所周知, 目前电台、电视台传送节目一般通过卫星或有线传送实现, 其所能覆盖的收看范围是有限的,而对一些异地举行的大型活动, 除非具备卫星传输和接收能力, 一些地方电台、电视台根本没有办法实现现场直播。建立网上直播系统后, 能够开展网上广播, 使广播收听的范围突破时间和空间的限制, 从理论上让全世界有互联网存在的地方都可以听到美妙动听的广播声音; 也可以把节目发布工作站移到异地, 使技术人员可通过计算机设备和互联网, 对远地信号进行现场直播, 同时也可通过电台总控中心的信号切换, 由发射机进行广播发送。同样, 电台网站可以使用视频图像进行网络播出, 争夺媒体阵地。
( 2)节目点播
拥有强大的音频节目库是广播、电视台的一大优势, 而目前国内有很多广播电视台已将音视频工作站系统用于日常播出中, 音频工作站系统的全面使用, 使电台具备了内容丰富的数字音频节目库, 电台建立网站后, 通过技术处理可以把电台的精彩节目搬上网络,以弥补电台节目稍纵即逝的不足。
( 3)网络广告、电子商务
同时, 也可以尝试到一定时期进行有偿服务, 开展有偿节目点播; 电台网站可以向社会推出有偿网络广告服务, 利用网络资源, 拓展广告业务, 进行广告宣传和招商引资, 在有条件的前提下, 提供电子商务活动。随着宽带的普及、流媒体内容的增加以及电视和电脑互通性的增加等, 预计3年内, 网络的声音和影像品质将达到目前电视媒体的影音水准。因此图像的质量和内容是流媒体人最终追求的。在新技术的推动下, 广电行业正在兴起迈向数字化、网络化的热潮。为了满足日益增长的互动娱乐需求, 用最少的人力、物力, 将电视台、电台庞大的视音频资源整合到互联网, 实现视音频网上直播和按需点播, 才能在网络时代立于不败之地, 发挥内容优势, 盘活视音频资源, 抢占互联网多媒体制高点,数字媒体改变着传统信息的传播方式, 迅速成为人们生活中实实在在不可或缺的第四媒体, 从而成为未来网络发展的全新推动力。
2 流媒体技术
2.1 系统结构
一般来说, 流媒体系统大致包括: ( 1)压缩编码工具, 用于创建、捕捉和编辑多媒体数据; ( 2 ) 服务器( Server) , 管理并传送流媒体的数据; ( 3) 宽带网络;( 4)播放器, 供客户端浏览流媒体文件。
2.2 缓存技术
流式传输的实现需要缓存, 因为一个实时音视频源或存储的音视频文件在传输中被分解为许多数据包, 而网络又是动态变化的, 各个包选择的路由可能不相同, 故到达客户端的时延也就不同, 甚至先发的数据包有可能后到。为此, 需要使用缓存系统来消除时延和抖动的影响, 以保证数据包顺序正确, 从而使媒体数据能够连续输出。通常高速缓存所需容量并不大, 因为通过丢弃已经播放的内容可以重新利用空出的空间来缓存后续尚未播放的内容。
2. 3 流式传输
实现流媒体的关键技术是流式传输, 流式传输把声音、影像或动画等信息通过音视频服务器同用户计算机相连, 进行实时传送, 用户只需经过几秒或十几秒的启动延时即可观看, 这不仅使启动延时大大缩短, 而且还不需要太大的缓存容量。目前有两种方法: 顺序流式传输和定时流式传输。顺序流式传输。它是按前后次序下载, 即用户只能看到下载的部分。这种方式很适合标准的HTTP服务器(包括FTP服务器) , 不需要特殊的传输协议, 故也称为HTTP流式传输。其优点是播放质量高, 传输途中无损耗, 适合影视片的片头、广告或细节内容等高质量的短片段采用, 但用户等待的时间稍长, 尤其是连接速度慢的时候。
实时流式传输。它采用流媒体服务器和专用的传输协议, 保证媒体信号带宽与网络连接相匹配, 实时传送节目, 用户还可以像录像机那样用快进键或后退键重复观看前后的内容。实时流式传输很适合实况转播, 它对带宽有一定要求, 网络拥挤时视频质量难以得到保证。实时流式传输不但需要专用服务器, 还需要特殊的网络传输协议。
2.4 流媒体的网络协议
流式传输需要缓冲, 以弥补Internet在包传输时带来的延时和抖动的影响, 保证数据包的顺序正确, 使媒体数据能够连续输出, 不会因网络阻塞而使播放停顿。流媒体都需要采用高效的压缩算法, 将庞大的多媒体文件压缩成适于流式传输的短小文件, 经过流媒体服务器, 修改MIME ( Multipurpose Internet M ailEstension, 通用电子邮件扩展)标识, 通过各种网络实时协议传送。RTP( Realtime T ranspo rt Protoco,l 实时传输协议)和RTCP ( Realtime Transport Contro l Pro toco,l实时传输控制协议)配合使用可有效地提供流量控制和阻塞控制服务, 特别适合传送网上的实时数据。RTSP(Real Time Stream ing Protoco,l 实时流协议)使多媒体数据能有效地通过IP网络传送。RSVP( ResourceReservation Protoco,l 资源预留协议)是预留一部分网络资源(即带宽), 以减少音视频对网络延时的敏感度, 从而为流媒体的传送提供一定的服务质量保证。
2. 5 流媒体传输流程
流媒体的具体传输流程如下:
(1)W eb浏览器与W eb 服务器之间使用HTTP /TCP交换控制信息, 以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;
(2)用HTTP从W eb服务器检索相关数据, A /V播放器进行初始化;
(3)从W eb服务器检索出来的相关服务器的地址定位A /V 服务器;
(4) A /V 播放器与A /V 服务器之间交换A /V 传输所需要的实时控制协议;
(5)一旦A /V数据抵达客户端, A /V 播放器就可以播放了。
3 流媒体技术的应用
流媒体应用可以根据传输模式、实时性、交互性粗略地分为多种类型。传输模式主要是指流媒体传输是点到点的方式还是点到多点的方式。点到点的模式一般是采用单播(U nicast)传输来实现。点到多点的模式一般采用组播(Mu lticast)传输来实现, 在网络不支持组播的时候,也可以用多个单播传输来实现。实时性是指视频内容源是否实时产生、采集和播放, 实时内容主要包括实况( L ive)内容、视频会议节目内容等, 而非实时内容指预先制作并存储好的媒体内容。交互性是指应用是否需要交互, 即流媒体的传输是单向的还是双向的。
根据上述分类, 常见的流媒体的应用主要有:
( 1)视频点播( VOD) : 这是最常见、最流行的流媒体应用类型, 通常视频点播是对存储的非实时性内容以单播传输方式实现, 充分利用广播电视行业的节目资源优势, 建立VOD视频服务器, 为广电网络的用户提供个性化、专业化的视频点播服务。
( 2)音视频广播: 视频广播可以看作是视频点播的扩展, 它把节目源组织成频道, 以广播的方式提供,用户通过加入频道收看预定好的节目。通过音视频广播, 可以实现广播电视节目的网上实时播出, 宽带网络用户也可以在互联网上收看各种体育比赛和其他重要新闻。
( 3)视频监视: 通过安装在不同地点并且与网络连接的摄像头, 视频监视系统可以实现远程的监测。与传统的基于电视系统的监测不同, 视频监测信息可以通过网络以流媒体的形式传输, 因此, 更为方便灵活。视频监视也可以应用在个人领域, 例如可以遠程地监控家里的情况。
( 4)视频会议: 视频会议可以是双方的, 也可以是多方的。前者可以作为视频电话, 视频流媒体信息可以以点到点的方式传送。多方的视频会议需要多点控制单元, 需要以广播的方式传输。视频会议是典型的具有交互性的流媒体应用。
( 5)远程教育: 远程教学目前应用也比较广泛, 而且具有很好的市场应用前景。远程教学可以看作是前面多种应用类型的综合, 在远程教学中, 可以采用多种模式甚至混合的方式实现, 例如可以采用点播的方式传送教学节目, 以广播的方式实况广播教师上课, 以会议的方式进行课堂交流等。远程教学以应用对象明确、内容丰富实用、运营模式成熟而成为目前商业上较为成功的流媒体应用。
总之, 目前基于流媒体的应用非常多, 发展非常快。丰富的流媒体应用对用户有很强的吸引力, 在解决了制约流媒体的关键技术问题后, 可以预料, 流媒体应用必然会成为未来网络的主流应用。