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摘 要：多校区办学模式提升了高校的竞争力，但同时也带来资源共享问题。本文以中山大学为例，介绍了如何利用校园网资源和流媒体技术构建基于MEPG-2的高清教学节目直播系统，使多个在地理位置上互不相连的校区成为一个虚拟校园，提高学校各类优质资源的共享度。
关键词：节目直播系统 流媒体技术 多校区办学 资源共享
中图分类号：TP311 文献标识码：B 文章编号：1673-8454（2008）15-0075-02
近年来，随着高等教育的快速发展，很多高校都在进行着一校多区的办学实践。多校区办学模式开拓了新的教育发展空间，弥补了教育资源的不足，增加了高校的竞争优势，缓解了我国高等教育从精英教育阶段走向大众化教育阶段的一些矛盾，但与此同时也带来一些诸如如何平等地共享学校资源的问题，如优质师资共享、校园文化共享、学术研究共享、行政会议共享等等。因此，探讨如何利用校园网络资源和流媒体传输技术，构建高校教学节目直播系统对于解决校区间资源共享问题具有现实意义。
教学节目直播系统涉及视音频压缩技术、传输技术和实际应用需求等多个方面的问题。
一、流媒体技术
数字视频和声音传输所涉及的一个重要概念就是“流媒体”。所谓流媒体是指视频、声音和数据从源端同时向目的地传输，它可以作为连续实时流在目的地被接收。流媒体的一个重要特征是对时间的敏感性，这对于实时性要求高的应用是必需的。流媒体的实现主要取决于网络带宽和压缩算法的提高。
1．常见的视频编解码标准和实现技术
目前已发展和正在发展的数字视频和音频压缩技术有很多种，不同的压缩技术有不同的侧重点，适应不同的应用。常见的视音频编码标准有VCEG（Video Code Expert Group，国际电信联合会ITU下的视频编码专家组）制定的主要应用于实时视频通信领域的H.261、H.263、H.264，以及由ISO/IEC针对运动图像而设计的MPEG系列标准MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21。MPEG系列主要应用于视频存储、广播电视、因特网或无线网上的流媒体等。其中MPEG-1用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码；MPEG-2主要针对高清晰度电视(HDTV)的需要，传输速率为10Mbps，与 MPEG-1兼容，适用于高要求的广播和娱乐应用程序；MPEG-4标准是超低码率运动图像和语言的压缩标准，用于速率低于64Mbps 的实时图像传输。此外还有Real Networks公司的Real Media、微软公司的Windows Media以及苹果公司的QuickTime等互不兼容的视音频格式。
就目前而言，基于校园网的节目实时传送，MEPG-2编解码技术是不错的选择。它可以在网络带宽足够的情况下提供广播电视级图像质量乃至高清晰度电视的图像质量，而且符合MPEG-2标准的视频压缩编码器已形成商品化产品，产品成熟，兼容性好。
2．流媒体的网络传输方式
流媒体的传输技术主要有三种：单播（Unicast）、组播 （Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ，也叫多播）和广播（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）。单播的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的，即流媒体从一个源发送出去后只能到达一个目的地。单播一般用于广域网的流媒体传输。组播是一种基于“组”的广播，其源和目的地是建立在同一组内的一对多的关系，即流媒体从一个源发送出去后，任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地均可以接收到。组播一般只能用于局域网或专用网段内传播。广播的源和目的地也是一对多的关系，但这种一对多的关系并不局限于组，也就是说，流媒体从一个源发送出去后，同一网段上的所有目的地均可以接收到，广播可以看作组播的一个特例。
由于流媒体的数据量往往都很庞大，需要占用很大的网络带宽，为减少校园网中的数据传输量，高校节目直播系统应充分利用组播技术。
二、高校节目直播系统的解决方案
下面以中山大学为例，谈谈高校教学节目直播系统的建设。中山大学现有四个校区，分别是广州南校区、广州北校区、广州东校区以及珠海校区，校区之间相隔都比较远，尤其是珠海校区，更是跨了不同的城市，因此需要利用校园网络资源、有线电视网资源和流媒体传输技术，建设中山大学综合节目直播系统，使在地理位置上不相连的多个校区变成一个虚拟校园，共享学校各类优质资源。
1．应用需求
各校区均能高质量直播在本校区举办的重要会议，学术讲座、远程授课、大型文艺活动等到其它校区。
校本部（南校区）设有学校自办的电视台，每天都有固定的学校新闻和专题节目播出，需通过直播系统实时把电视台的节目直播到其它三个校区；各校区也可直播自办节目到校本部和其它校区。
各校区固定的大型接收场地、校园网用户和有线电视网用户均可实时接收直播节目。
2．已有基础
四校区之间已经实现IP网万兆互连，带宽有充分的保证。
广州南校区和珠海校区已经具有可插播自办节目的模拟有线电视网，广州东校区则有数字有线电视网，建设一套数字电视小前端设备，可实现自办节目的插播。
3．技术路线
MPEG-2适用于高带宽的能够提供高质量低延迟的视频和音频应用。我校各校区之间已实现IP网万兆互连，带宽有充分的保证，为高质量传输节目，采用MPEG1/2算法对运动图像和声音进行压缩，并通过MEPG-2 OVER IP技术实现在IP网络上传输DVD质量的活动图像。
编码设备采用性能稳定、视音频质量高的嵌入式专用硬件设备；而接收节目则采用软硬件两种方式混合使用，对于固定的大型接收场地以及送入有线电视网的前端信号采用硬件解码器；对于上网的PC终端，则安装相应的播放软件（如VLC Media Player ）来接收。
压缩后的视音频数字信号在校园网以组播方式传送。
4．系统结构
节目直播系统结构如图1所示。每个校区均能将节目信号（模拟视音频信号）通过MPEG-2编码器处理成基于IP的TS流（数字信号）并通过校园网实现校区间的实时传送，校园网用户通过专用解码器或安装播放软件接收节目，而连接到各校区有线电视网的信号接收处理则略有差别。具体描述如下：
东校区采用数字方式，将其他校区送来的IP TS流通过适配器转换成ASI信号，与本地经过编码压缩后的ASI信号通过复用器复用成一路码流，送至QAM调制器调制成数字射频信号，再通过混合器与市有线电视信号混合后发射到校区的数字有线电视网内，这种方式要用数字电视机顶盒方可接收。
南校区和珠海校区采用模拟方式，将其它校区传送过来的IP TS流通过解码器或者IP机顶盒解码成模拟视音频信号，再经过模拟调制器调制成模拟射频信号，与本地调制后的模拟射频信号以及省市有线电视信号一起混入校区有线电视网内，用普通的电视机即可接收。
北校区目前不能在有线电视网内插播自办节目，但可以将北校区的自办节目经编码器编码后通过校园网传送至其它校区。
三、结束语
节目直播系统对高校多校区办学模式的资源共享起着重要作用。中山大学的节目直播系统已应用于日常的跨校区大型会议、每年的新生军训理论培训、就业指导、每周的中外文化优秀讲座、医学讲座、各类的学术讲座、文艺汇演等行政、教学、科研和校园文化方面，使用效果理想。节目直播系统将在构建虚拟校区、营造浓厚的学术气氛、传承优良的校园文化传统中继续扮演重要角色。
参考文献：
[1]祖晟.常见的视频编码技术和标准(I)[J].记录媒体技术,2006(9
关键词：节目直播系统 流媒体技术 多校区办学 资源共享
中图分类号：TP311 文献标识码：B 文章编号：1673-8454（2008）15-0075-02
近年来，随着高等教育的快速发展，很多高校都在进行着一校多区的办学实践。多校区办学模式开拓了新的教育发展空间，弥补了教育资源的不足，增加了高校的竞争优势，缓解了我国高等教育从精英教育阶段走向大众化教育阶段的一些矛盾，但与此同时也带来一些诸如如何平等地共享学校资源的问题，如优质师资共享、校园文化共享、学术研究共享、行政会议共享等等。因此，探讨如何利用校园网络资源和流媒体传输技术，构建高校教学节目直播系统对于解决校区间资源共享问题具有现实意义。
教学节目直播系统涉及视音频压缩技术、传输技术和实际应用需求等多个方面的问题。
一、流媒体技术
数字视频和声音传输所涉及的一个重要概念就是“流媒体”。所谓流媒体是指视频、声音和数据从源端同时向目的地传输，它可以作为连续实时流在目的地被接收。流媒体的一个重要特征是对时间的敏感性，这对于实时性要求高的应用是必需的。流媒体的实现主要取决于网络带宽和压缩算法的提高。
1．常见的视频编解码标准和实现技术
目前已发展和正在发展的数字视频和音频压缩技术有很多种，不同的压缩技术有不同的侧重点，适应不同的应用。常见的视音频编码标准有VCEG（Video Code Expert Group，国际电信联合会ITU下的视频编码专家组）制定的主要应用于实时视频通信领域的H.261、H.263、H.264，以及由ISO/IEC针对运动图像而设计的MPEG系列标准MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21。MPEG系列主要应用于视频存储、广播电视、因特网或无线网上的流媒体等。其中MPEG-1用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码；MPEG-2主要针对高清晰度电视(HDTV)的需要，传输速率为10Mbps，与 MPEG-1兼容，适用于高要求的广播和娱乐应用程序；MPEG-4标准是超低码率运动图像和语言的压缩标准，用于速率低于64Mbps 的实时图像传输。此外还有Real Networks公司的Real Media、微软公司的Windows Media以及苹果公司的QuickTime等互不兼容的视音频格式。
就目前而言，基于校园网的节目实时传送，MEPG-2编解码技术是不错的选择。它可以在网络带宽足够的情况下提供广播电视级图像质量乃至高清晰度电视的图像质量，而且符合MPEG-2标准的视频压缩编码器已形成商品化产品，产品成熟，兼容性好。
2．流媒体的网络传输方式
流媒体的传输技术主要有三种：单播（Unicast）、组播 （Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ，也叫多播）和广播（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）。单播的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的，即流媒体从一个源发送出去后只能到达一个目的地。单播一般用于广域网的流媒体传输。组播是一种基于“组”的广播，其源和目的地是建立在同一组内的一对多的关系，即流媒体从一个源发送出去后，任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地均可以接收到。组播一般只能用于局域网或专用网段内传播。广播的源和目的地也是一对多的关系，但这种一对多的关系并不局限于组，也就是说，流媒体从一个源发送出去后，同一网段上的所有目的地均可以接收到，广播可以看作组播的一个特例。
由于流媒体的数据量往往都很庞大，需要占用很大的网络带宽，为减少校园网中的数据传输量，高校节目直播系统应充分利用组播技术。
二、高校节目直播系统的解决方案
下面以中山大学为例，谈谈高校教学节目直播系统的建设。中山大学现有四个校区，分别是广州南校区、广州北校区、广州东校区以及珠海校区，校区之间相隔都比较远，尤其是珠海校区，更是跨了不同的城市，因此需要利用校园网络资源、有线电视网资源和流媒体传输技术，建设中山大学综合节目直播系统，使在地理位置上不相连的多个校区变成一个虚拟校园，共享学校各类优质资源。
1．应用需求
各校区均能高质量直播在本校区举办的重要会议，学术讲座、远程授课、大型文艺活动等到其它校区。
校本部（南校区）设有学校自办的电视台，每天都有固定的学校新闻和专题节目播出，需通过直播系统实时把电视台的节目直播到其它三个校区；各校区也可直播自办节目到校本部和其它校区。
各校区固定的大型接收场地、校园网用户和有线电视网用户均可实时接收直播节目。
2．已有基础
四校区之间已经实现IP网万兆互连，带宽有充分的保证。
广州南校区和珠海校区已经具有可插播自办节目的模拟有线电视网，广州东校区则有数字有线电视网，建设一套数字电视小前端设备，可实现自办节目的插播。
3．技术路线
MPEG-2适用于高带宽的能够提供高质量低延迟的视频和音频应用。我校各校区之间已实现IP网万兆互连，带宽有充分的保证，为高质量传输节目，采用MPEG1/2算法对运动图像和声音进行压缩，并通过MEPG-2 OVER IP技术实现在IP网络上传输DVD质量的活动图像。
编码设备采用性能稳定、视音频质量高的嵌入式专用硬件设备；而接收节目则采用软硬件两种方式混合使用，对于固定的大型接收场地以及送入有线电视网的前端信号采用硬件解码器；对于上网的PC终端，则安装相应的播放软件（如VLC Media Player ）来接收。
压缩后的视音频数字信号在校园网以组播方式传送。
4．系统结构
节目直播系统结构如图1所示。每个校区均能将节目信号（模拟视音频信号）通过MPEG-2编码器处理成基于IP的TS流（数字信号）并通过校园网实现校区间的实时传送，校园网用户通过专用解码器或安装播放软件接收节目，而连接到各校区有线电视网的信号接收处理则略有差别。具体描述如下：
东校区采用数字方式，将其他校区送来的IP TS流通过适配器转换成ASI信号，与本地经过编码压缩后的ASI信号通过复用器复用成一路码流，送至QAM调制器调制成数字射频信号，再通过混合器与市有线电视信号混合后发射到校区的数字有线电视网内，这种方式要用数字电视机顶盒方可接收。
南校区和珠海校区采用模拟方式，将其它校区传送过来的IP TS流通过解码器或者IP机顶盒解码成模拟视音频信号，再经过模拟调制器调制成模拟射频信号，与本地调制后的模拟射频信号以及省市有线电视信号一起混入校区有线电视网内，用普通的电视机即可接收。
北校区目前不能在有线电视网内插播自办节目，但可以将北校区的自办节目经编码器编码后通过校园网传送至其它校区。
三、结束语
节目直播系统对高校多校区办学模式的资源共享起着重要作用。中山大学的节目直播系统已应用于日常的跨校区大型会议、每年的新生军训理论培训、就业指导、每周的中外文化优秀讲座、医学讲座、各类的学术讲座、文艺汇演等行政、教学、科研和校园文化方面，使用效果理想。节目直播系统将在构建虚拟校区、营造浓厚的学术气氛、传承优良的校园文化传统中继续扮演重要角色。
参考文献：
[1]祖晟.常见的视频编码技术和标准(I)[J].记录媒体技术,2006(9