流媒體技術(shù)及其在寬帶網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與發(fā)展 - 清華大

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1、流媒體技術(shù)及其在寬帶網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與發(fā)展(下)本文關(guān)鍵字:?　融合　IBM　微軟　骨干網(wǎng)　測(cè)試　有線電視　運(yùn)營(yíng)商　電子商務(wù)　VOD　多媒體　電信　服務(wù)器　互聯(lián)網(wǎng)　網(wǎng)絡(luò)　流媒體　增值業(yè)務(wù)　ATM　MPEG　視頻會(huì)議　局域網(wǎng)　機(jī)頂盒　QoS　寬帶　IP　　3.流媒體系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)　　流媒體系統(tǒng)中，影響流媒體播放質(zhì)量的3個(gè)最關(guān)鍵的因素是：編碼和壓縮的性能與效率、媒體服務(wù)器的性能、媒體流傳輸?shù)馁|(zhì)量控制?！　。?）編碼/壓縮　　流媒體系統(tǒng)中的編碼用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式。　　影響音/視頻流的

2、編碼性能的因素很多：首先是編碼效率，要求在保證一定音/視頻質(zhì)量的前提下，媒體流的碼流速率盡量低，以達(dá)到壓縮流媒體文件的目的。其次是編碼的冗余性和可靠性，與普通多媒體文件壓縮/編碼不同的是，流媒體文件需要在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)傳輸，因此必須考慮傳輸中數(shù)據(jù)丟失對(duì)解碼質(zhì)量的影響。在Internet環(huán)境下，最典型的方法是多描述編碼(MDC)。MDC把原始的視頻序列壓縮成多位流，每個(gè)流對(duì)應(yīng)一種描述，都可以提供可接受的視覺質(zhì)量，多個(gè)描述結(jié)合起來(lái)提供更好的質(zhì)量。最后需要考慮速率調(diào)節(jié)的能力，一種方法是采用可擴(kuò)展的層次編碼，生成

3、多個(gè)子位流（Substream），其中一個(gè)位流是基本位流，它可以獨(dú)立解碼，輸出粗糙質(zhì)量的視頻序列，其他的子位流則起質(zhì)量增強(qiáng)的作用，所有的子位流一起還原出最好質(zhì)量的視頻序列。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速率變化時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)流輸出的層次來(lái)控制碼流的速率，從而適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)速率的變化。　?。?）媒體服務(wù)器　　流媒體系統(tǒng)中的媒體服務(wù)器用于存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)。　　隨著流媒體規(guī)模的擴(kuò)大，流媒體服務(wù)器的性能成為制約流媒體服務(wù)擴(kuò)展能力的重要因素。流媒體服務(wù)器性能的關(guān)鍵指標(biāo)是流輸出能力和能同時(shí)支持的并發(fā)請(qǐng)求數(shù)量。影響流媒體服務(wù)器性能的因素

4、很多，包括CPU能力、I/O總線、存儲(chǔ)帶寬等。通常單個(gè)流媒體服務(wù)器的并發(fā)數(shù)都在幾百以內(nèi)，因此為了具有更好的性能，目前的高性能流媒體服務(wù)器都采用大規(guī)模并行處理的結(jié)構(gòu)，例如采用超立方體的結(jié)構(gòu)將各個(gè)流媒體服務(wù)單元連接起來(lái)。還有一種方法是采用簡(jiǎn)單的PC集群的方式，這種方式下多個(gè)PC流媒體服務(wù)器用局域網(wǎng)連接，前端采用內(nèi)容交換/負(fù)載均衡器將流媒體服務(wù)的請(qǐng)求分布到各個(gè)PC媒體服務(wù)單元。后一種方式的性能不如前一種方式，但是成本低，容易實(shí)現(xiàn)?！　。?）流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)　　流媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)是適合多媒體傳輸協(xié)議甚至是實(shí)時(shí)傳輸協(xié)

5、議的網(wǎng)絡(luò)。　　流媒體在因特網(wǎng)上的傳輸必然涉及到網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，這是制約流媒體性能的最重要的因素。為了保證對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞、時(shí)延和抖動(dòng)極其敏感的流媒體業(yè)務(wù)在面向無(wú)連接的IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量，必須采用合適的協(xié)議，其中包括Internet本身的多媒體傳輸協(xié)議，以及一些實(shí)時(shí)流式傳輸協(xié)議等?！　、買nternet本身的多媒體傳輸協(xié)議　　RSVP(ResourceReserveProtocol)協(xié)議預(yù)留一部分網(wǎng)絡(luò)帶寬，能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS。在某些試驗(yàn)性的系統(tǒng)如網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議工具VIC中就集成了RSVP。該

6、協(xié)議的兩個(gè)重要概念是流與預(yù)定。流是從發(fā)送者到一個(gè)或多個(gè)接收者的連接特征，通過IP包中"流標(biāo)記"來(lái)認(rèn)證。發(fā)送一個(gè)流之前，發(fā)送者傳輸一個(gè)路徑信息到目的接收方，這個(gè)信息包括源IP地址、目的IP地址和一個(gè)流規(guī)格。這個(gè)流規(guī)格是由流的速率和延遲組成的。接收者實(shí)現(xiàn)預(yù)定后，基于接收者的模式能夠?qū)崿F(xiàn)一種分布式解決方案?！　、趯?shí)時(shí)流式傳輸協(xié)議　　目前幾種支持流媒體傳輸?shù)膮f(xié)議主要有用于Internet上針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP（Real-TimeTransportProtocol）、與RTP一起提供流量控制和擁

7、塞控制服務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）、定義了一對(duì)多的應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP（Real-TimeStreamingProtocol）?！　?>>RTP　　RTP被定義在一對(duì)一或一對(duì)多的傳輸情況下工作，其目的是提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。RTP通常使用UDP來(lái)傳送數(shù)據(jù)，也可在TCP或ATM等其他協(xié)議上工作。RTP本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RT

8、CP提供這些服務(wù)?！　?>>RTCP　　在RTP會(huì)話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，因此服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬。通常采用兩個(gè)方法來(lái)調(diào)節(jié)：一是窗口法，通過逐漸增大傳送的碼率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了包的碰撞，也就是檢測(cè)到了丟包時(shí)，再減小發(fā)送的碼率；二是基于速率的方法，先估計(jì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，再調(diào)整編碼的目標(biāo)速率來(lái)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)?；诖?/p>