IP电视范文（精选9篇）
IP电视 第1篇
一直以来, 更好的节目声音和图像质量、音画效果, 更高的制作效率、节目发布速度、覆盖率都是广大电视工作者的理想。随着宽带IP网络技术的发展, 电视中心制作和播出系统正快速地从SDI电路交换系统向IP网络交换系统迁移, 这种变化深刻地影响了电视中心的节目采集、制作、播出、存储、分发和管理, 影响了节目生产的质量、效率、效果, 业务生产流程也出现了深刻的变化, 这无疑将使广大电视工作者距离他们的理想又近了一步。
IP化毕竟是成长中的事物, 应用和部署过程难免遇到困难。为此, 作者曾在本刊发表文章[1], 对电视中心IP化的可行性进行了深入讨论, 但是电视中心IP化过程是个复杂的工业化命题, 涉及到方方面面的问题。为了使广大电视工作者能够更好地理解电视中心IP化的原理和方法, 同时了解IP化所面临的困难, 本文首先对电视中心IP系统的结构特征进行分析, 然后对IP化过程中的标准化、数据封装传输、时钟同步和网络架构四个关键技术问题进行系统阐述。
1 电视中心IP系统结构特征
笔者认为电视中心IP化需要经历三个阶段:第一个阶段, 在电视中心内实现控制数据和压缩编码音视频数据点到点的IP化传输, 生产节点之间的互联通过IP网络实现;第二个阶段, 在电视中心的总控或节目信号调度系统内实现无压缩音视频数据的任意交换与精确同步, 用IP交换机代替SDI矩阵;第三个阶段, 在电视中心内实现无压缩音视频节目采集、制作、播出、存储、传输、分发的IP化。
第一个阶段虽已得到应用, 但未完美。图1展示的是该阶段电视中心的系统结构, 其中, IP系统成为最重要的基础设施, 音视频节目信息以文件或数据流的形式在IP系统上传输, 但在总控、播出、演播室和信号传输系统中, SDI仍旧发挥重要作用。
第二阶段, 在总控、播出、演播室和传输系统内实现无压缩音视频数据的IP交换, 是IP化研究与应用推广的重点阶段。
第三阶段需要强大的IT基础设施作为支撑, 按现有的技术条件, 还无法普及。在这个阶段, 制作和播出系统将不再需要复杂的编解码内核, 非编站点仅需配置高速数据接口、时间线处理、特效和合成等功能, 节目生产可以在无损环境下进行。图2展示的就是该阶段的电视中心系统结构, 核心是一套无阻塞的、延迟和可靠传输性能、时钟同步精度可媲美电路交换系统的IP交换系统, 边界是各类转换网关, 负责完成TS over IP、ASI、SDI与无压缩音视频数据之间的转换。
2 标准化
国际上有多个组织在推进音视频在IP网络上传输的标准化工作, 如国际电信联盟 (ITU) 、国际电气和电子工程师协会 (IEEE) 、美国电影电视工程师协会 (SMPTE) 、欧洲广播联盟 (EBU) 、视频服务论坛 (VSF) 、网络媒体联合工作小组 (JT-NM) 。
ITU是主管全球信息通信技术事务的联合国机构, 是信息领域最重要标准化组织, 主要机构由无线电通信部门 (ITU-R) 、电信标准化部门 (ITU-T) 和电信发展部门 (ITU-D) 组成。ITU-R的第6研究组 (SG6) 负责广播电视技术研究与标准化工作, 电视中心IP化工作由SG6下辖的WP 6B工作组负责。
2012年, WP 6B向ITU-R/SG6提交了课题申请并获得批准, 课题编号为137/6, 课题名称为“Internet Protocol (IP) interfaces for the transport of broadcast programmes”, 英国广播公司 (BBC) 和美国哥伦比亚广播公司 (CBS) 为课题报告起草人。
该课题主要研究广播电视节目经IP传输时的协议参数、网络性能要求、满足节目传输安全要求的条件、网络控制方式, 以及同步机制。自2012年3月起, 课题组收到了澳大利亚、日本、EBU提交的文稿。2013年4月, SG6正式发布BT.2268研究报告[2]。
IEEE是一个国际性协会, 专门设置了标准局, 负责管理和审查各个专业委员会提交的技术标准。电视中心IP化标准制订由IEEE 802.1标委会下的IEEE AVB任务组负责。IEEE AVB任务组制定了一系列用于音视频在IP网络上传输的标准, 目的是在局域网上提供时间同步和低时延的实时媒体流服务。
IEEE AVB已经发布了多项相关标准, 见表1。其中, 802.1Qat是一个基础性的标准, 用以保证源和目的之间的网络资源是可用的。802.1Qav规定了数据流队列及转发协议, 用于协调数据流量, 对音视频数据流量进行整形, 从而为时间敏感的数据流提供一种可靠的机制, 同时也解决了音视频流量与其他流量的带宽竞争问题。802.1AS在以太网上提供一种低延时、低抖动时钟, 用于对音视频的精确同步。802.1 BA规定AVB设备参数, 还有待完善。
上述这四个标准构成了IEEE AVB的基础, 再加上IEEE的音视频传输协议IEEE 1722和IEEE 1733, 就构成了完整的AVB协议栈, 如图3所示。
需要了解的是, 目前IEEE AVB任务组已经更名为TSN (Time-Sensitive Networking) , 继续对AVB标准体系进行完善。
SMPTE第32技术委员会 (TC-32NF) 下的WG60工作组负责研究电视中心IP化问题, 并制定了多项标准, 见表2。
其中, SMPTE ST 2022-1/2规定在IP网络上传输CBR MPEG-2 TS流的方法, SMPTE ST 2022-5/6规定在IP网络上传输无压缩YUV数据的方法, ST 2059-1/2规定时钟同步方法, SMPTE ST 2071规定媒体设备控制方法。
此外, 前述的其它标准化组织为电视中心IP化作出了重要的贡献, 它们的研究成果往往是国际标准的基础, 影响着行业的发展方向。
3 数据封装传输
数据封装的本质是解决如何将音视频数据变成IP载荷的问题, 编码或无压缩视音频数据经过不同网络协议层的封装后, 才能通过IP交换系统传到对端。不同标准或工业组织的数据封装规范可能略有不同, 本文以SMPTE 2022-6[3]为例, 阐述音视频信号在IP网络中的封装与传输过程。
图4是SMPTE 2022-6定义的封装格式示意图, 上层是音视频数据载荷, 中间是SMPTE 2022-6的封包头部字段, 用以描述载荷, 底层是RTP[4]协议包头。
图5形象描述了音视频数据封装进入IP系统后被逐层封装传递的过程, 左上角一系列向下的箭头表示封装了SMPTE 2022-6数据的RTP包由传输层的UDP协议封装后到达IP层, 再由IP层封装后交由更底层的MAC层和物理层才能以光电信号的形式进行传输。
为了传输高速媒体数据流, SMPTE2022-6对RTP包头数据段进行了定义, 如图6所示, V=2, P=0, X=0, CC=0。M为视频帧最后一个数据包标记位, 取0或1。PT为载荷类型, 取98或99。
SMPTE2022-6封包头部字段则完整地描述了所封装的音视频数据结构, 是用以恢复音视频数据流的元数据, 例如映射方式、帧率、取样方式等, 其结构如图7所示。
为了保证音视频数据在IP网络可靠传输, SMPTE 2022-7提出了一种无缝数据保护机制。基本思想是在传输RTP包时, 经双路由向接收端发送数据流拷贝。接收端接收双路数据, 但仅保存主链路收到的数据。一旦检测到主链路数据丢失, 接收端自动保存从备链路收到的数据。如图8所示, 发送端经链路1和链路2同时向接收端发送数据, 但接收端仅保存其中一份拷贝, 另一份起到冗余备份的作用。
4 时钟同步
在电视中心中, 无论是SDI还是IP系统, 均应部署时钟同步系统, 确保不同设备间具备帧同步能力。在IP系统中, 这就需要有一套精密时钟系统, 确保网络上的任何节点间能保持同步。通过时钟系统, 使网络节点间的相对延时可被精确测量并以此修正时钟偏移。
在以太网时钟与同步应用中, 主要使用“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准” (IEEE 1588) [5], 通过硬件和软件的方式将网络中的设备保持同步。IEEE1588在工业系统中有重要用途, 电信、移动通信、电力等工业自动化系统都广泛采用该协议。当在视频系统中需要精确定时以确保视音频系统中的设备帧/场同步时, IEEE 1588也是定时的基础协议, IEEE802.1AS、SMPTE 2059-1协议均是以IEEE 1588为基础的。IEEE 1588相对于GPS、北斗、原子钟等高精定时系统, 精度稍微低, 但从与以太网的兼容性、部署成本、可控性、安全性以及可靠性方面来考虑, 它却最适合于以太局域网应用。高精度的GPS、北斗、原子钟并不适合在局域网同步中应用, 而实现简单的网络时间协议NTP其精度又足。通过表3, 可看到不同定时系统间的性能差异。
IEEE 1588的计时器为64位, 在硬件辅助下, 精度可达ns级, 最长具有136年的计时跨度, 它具有主从结构, 利用主从时延做时间补偿, 一主可带多从。
IEEE 1588的有普通时钟和边界时钟模式, 采用最优主时钟算法实现同步。在同步过程中, 同步报文的过程如图9所示。由图9可见, 在同步前, 主从时钟均有自己的本地时间, 同步的基本过程如下:
第一步, 定时开始后, 主时钟在第100s (主时钟的本地时间) 向从时钟发送syn同步命令, 命令在网络中传输花了2s的时间 (“主→从”时延值) 。从时钟接收到的主时钟发来的同步命令, 并注明在第82s (从时钟的本地时间) 收到的。在这一步中, 主时钟还应向从时钟传送同步命令发出的时间 (该时间为主时钟的时间, 第100s) , 方法有两种:一是将该时间 (100s) 嵌在同步命令中, 这需要硬件配合, 可得到很高的精度;二是如图9所示, 在Follow_Up数据包中嵌入该时间 (从时钟在第83s收到Follow_Up数据包) 。第一步完成后, 从时钟发现自己的本地时间比主时钟的慢18s (100-82) , 为了保持同步, 从时钟加18s进行调整。至此从时钟的本地时间变为101s。
第二步, 测量主时钟到从时钟的传输时延, 取“主→从”、“从→主”延时值之和的二分之一。因从时钟已初步纠偏, “主→从”时延测量值必然为0 (主时钟于本地时间第105s发出的数据包, 从时钟于本地时间第105s收到该数据包) 。再测量“从→主”延时值。从时钟于本地时间第108s发出测量数据包, 经过2s的传输, 主时钟于本地时间第112s接收到该测量数据包。主时钟将接收时间打成时间戳发给从时钟, 于是从时钟就知道了“从→主”时延值为-4s (108-112) 。[0- (-4) ]/2得到主时钟到从时钟的传输时间为2s, 从时钟以该值纠正本地时钟, 即在第115s纠偏, 本地时钟调整为117s。
至此主从时钟的时间从时空上已保持同步, 同步精度只受本地时钟精度及网络传输稳定性的影响, 而在非重负载环境下, 高速以太局域网的传输稳定性相当好。
IEEE 1588还可以实现频率同步。在从时钟本地时钟的初始频率下, 从时钟同步到主时钟。经过一段时间后, 从时钟在初始频率下再次同步到主时钟, 记录时间误差, 并根据误差量微调本地时钟频率。经多次反复同步及频率微调后, 主从时钟频率趋于一致。
IEEE 1588既可以软件方式实现定时, 也可以硬件方式实现定时。软件定时的精度取决于CPU速度、系统开销、软件架构等因素, 可达到us级, 硬件定时的精度则可达到ns级。
5 网络架构
高分辨率高质量视频的压缩、编码流或无压缩高清视频的数据量非常庞大, 以我国采用的高清标准1920×1080/50i10bit高清无压缩视频为例, 嵌入音频后的最高数据速率可达1.485Gbps, 4:2:2格式下每帧数据量约为5.2MB, 在IP以太局域网上传完一帧图像需要3502个IP包, 传完一秒视频需要8.8万个IP包, 也就是约每11.4μs都要发送一个IP包。对于万兆链路, 传完一个IP包耗时1.2μs, 因此一条万兆链路最多可同时传送5个无压缩的高清视频。超高清的数据量更是惊人, 国内常用的4k超高清格式, 其数据速率约为高清的8倍, 对网络提出了更高的要求。
从表4可以看到, 3840×2160/50Hz超高清视频在10bit量化深度及4:2:2采样结构下的数据率为8.3Gbps, 10G以太网才能传输, 7680×6320/120Hz 12bit在4:4:4采样结构下的数据率为143.3Gbps, 增加了17.3倍。虽然通过压缩手段可以降低码率, 但是现有技术条件下, 最先进的无损压缩算法也只能将数据压缩到原来的四分之一, 其数据量仍是个天文数字。电视中心IP化, 绕不开基础网络架构设计这一话题, 尤其当单台中低端交换机满足不了业务要求, 而高端交换机的价格又过于昂贵时, 更要重视基础网络的架构设计。
在小业务量、低端口密度需求的场景下, 可采用单核心交换机结构就能满足生产要求。在大业务量、高端口密度的场景下, 单核心交换机结构系统将面临两个问题, 一是可用端口和性能不足, 二是高性能交换机的价格昂贵, 三是链路中断会引起丢帧问题。为解决这个问题, 文献[2]提出了的一种无阻塞的IP交换网络架构, 支持多源多点实时高清视频流的连续传输, 具备快速路径选择和全台时钟同步能力, 其原理如图10所示。该架构采用了PNT Clos-switch无阻塞交换结构 (PNT Clos-switch是一种多段交换结构, 由贝尔实验室的Charles Clos在1953年提出) , 增加唯一路径选择算法, 解决了clos-switch系统在多源、多播环境下的数据流的连续性问题。PNT Clos-switch可以用多台低端口密度的小型交换机搭建, 实现n×n矩阵需2r+m台交换机。
可见, 受限于IP网络“尽力而为”的设计思想, 在通用IP网络上传输有低延时、高可靠、精准定时需求的专业音视频信号的方法, 一是采用高性能冗余度系统, 二是采用专用结构。为了解决这个问题, IEEE的AVB方案使用了专用IP交换机, 在系统中部署AVB交换机, 即可在不增加系统复杂度的情况下, 确保音视频信号传输的质量, 缺点是AVB交换机市场尚未形成规模。
6 高码率视频IP化应用案例
关于高码率视频在IP网络上传送的问题, 作者专门查阅了相关资料, 发现国际上已经有一些研究与应用案例。例如2004年, 日本NTT通过i-Visto系统, 通过10Gb E传送日本高中棒球赛的无压缩高清信号, 2005年又试验在10Gb E上同时传送5路爱知世博会的高清视频信号。德国广播研究所以SMPTE 2022-6为基础设计了一套使SDI与IP可以互相转换、并以IP为交换核心的验证系统。2012年, 日本富士电视台搭建了BT.2268原型系统。2014年, 欧洲广播联盟在40Gb E网络上对无压缩超高清视频信号在IP网络上的传输进行了更为深入的研究与实验。此外, 美国的ESPN、我国中央电视台, 在电视中心IP化的研究与应用方面, 也是走在世界前列的。
7 结束语
从SDI到IP的转变, 除上文谈到了几个方面以外, 还存在用户操作习惯、运维团队培养、生产业务流程再造、设备投资保护或资源利旧、标准选择、标准融合等一系列问题。这些问题, 有些可以在管理层面解决, 有的可以在技术层面解决, 有些必须上升到经济政治层面才能妥善解决。关于电视中心IP化的未来, 让我们拭目以待。
(仅计算视频部分的数据)
参考文献
[1]韦安明.电视中心基础架构IP化探讨[J].广播与电视技术, 2015, Vol.42 (4) :18-21.
[2]ITU-R BT.2268.Integration of an SDI infrastructure with anIP-based infrastructure[R].2013.http://www.itu.int.
[3]SMPTE 2022-6.Transport of High Bit Rate Media Signals overIP Networks (HBRMT) .2012.http://www.smpte.org.
[4]RFC 3550.RTP:A Transport Protocol for Real-TimeApplications.2003.http://www.ietf.org.
网游IP改编电视剧可行性研究论文 第2篇
关键词：网游IP；电视剧；改编；剧情
在国家新闻出版广电总局公布的2015年8月份电视剧拍摄制作备案中，根据网易代理网络游戏《天下3》改编的电视剧《天下之倚剑听雨》名列其中，且将由湖南芒果娱乐有限公司拍摄，欲打造为一部古代传奇剧。这意味着在热门网络文学的IP（IntellectualProperty，意为“知识产权”“版权”）被疯抢至所剩无几后，内地另外一个受众庞大的领域——网络游戏，也面临着被影视圈开发成IP的局面。据相关统计，中国人的阅读习惯在全球倒数，年均阅读纸质书仅0.7本，即便加上电子书和网络文学也超不过5本。《盗墓笔记》最后一部的销量仅为1000万册；目前仍在起点中文连载的最热门小说，其累计阅读量也仅在1000万出头而已。而我国玩游戏的人数超过了6亿，其中网络游戏用户接近4亿。排名前15位的产品用户规模都在1000万以上。网络游戏的用户群显然比网络小说的读者群还要庞大。况且近年来国家大力支持动漫产业，网络游戏领域不仅储备着技术人才，也储备着这些人才的想象力。然而，有个天然的屏障也许会阻碍网络游戏IP的开发——网络游戏并不基于剧情而存在。缺少剧情的支撑，导致看上去被热捧的网游IP在改编工作上存在着巨大的未知。本文从过往案例、大众需求、游戏改编电影的成败等多个方面，对网游IP改编电视剧的可行性予以分析。
一、回顾历史：“仙剑”现象的特殊性
提到游戏改编电视剧，《仙剑奇侠传》系列是无论如何都绕不开的。“仙剑”系列的第一部游戏作品发售于1995年，其完备的世界观和充满宿命感的故事，使其成为80后一代的永恒经典。由于其过于经典，直到近10年后，才有了续集和改编电视剧的问世。作为中国第一部由电子游戏改编的电视剧，《仙剑奇侠传》取得了巨大的成功，地方台平均收视率11.3%，卫视独家播出时平均3.8的收视份额，超往常收视近130%，并在两个月内于同一黄金时间段重复播放三次。“仙剑”被作为IP大规模开发，不仅游戏的续集、前传、外传接二连三地发售，第二部电视剧也很快提上日程。2010年，根据《仙剑奇侠传三》改编的同名电视剧再度收获了良好的收视和口碑。不过此时，游戏改编电视剧的问题也开始浮现。首先，制作方跳过了游戏系列中的第二部，而是直接改编了第三部。因为他们发现《仙剑奇侠传二》的故事性太弱，无法撑起电视剧的量级。其次，由于此次改编人物性格的变动较大，遭到了粉丝的吐槽。游戏画质的大幅提升，令游戏中角色形象的华丽难以还原到真人拍摄之中，游戏场景的磅礴气势在剧集中也有明显的降级。这都使得该剧没能如前作般给观众带来惊喜。2012年，运作了前两部“仙剑”改编电视剧的上海唐人电影制作有限公司再度出手，改编了与“仙剑”齐名的另一经典RPG（角色扮演类游戏）——“轩辕剑”系列。他们改编的是该系列中剧情最受好评的《轩辕剑叁外传：天之痕》。这部《轩辕剑之天之痕》尽管再度收获高收视率，但是其影响力和关注度却已经触及游戏改编的极限。从此之后，内地游戏改编电视剧的热度降了下来。毕竟，华语游戏圈内因为剧情而被奉为经典的，也就这么两部了。如何把一部剧情本就不被盛赞的游戏改编成一部引人入胜的电视剧，成了首当其冲的难题。
二、平行对比：游戏改编电影难接班
与游戏改编电视剧的状况相似，外国的游戏改编电影在曾经的惊喜后也迅速遇冷。2001年，根据冒险类电子游戏《古墓丽影》改编的同名电影取得全球2.74亿美元票房。然而两年后的续作，全球票房就几近腰斩——只有1.56亿。尽管“古墓丽影”系列游戏还在不停地推出新作，但是改编电影却再也没了消息。根据游戏界剧情最受好评的《波斯王子：时之沙》改编的电影，拍摄成本达2亿美元，却只在全球收回3.36亿美元的票房。加上宣发投入和分成比例等因素，该片不赚反赔。近两年，魔幻小说改编电影风潮已过，超级英雄漫画改编电影即将饱和，好莱坞开始寄望于游戏改编电影来接班。在已经公布的计划中，能顺利推进的项目并不多，主创人员经常发生变动。可见，即便是对于工业化程度最高的好莱坞而言，游戏改编都是一项棘手的工作。
三、现状分析：小众狂热与大众需求的矛盾
虽然我国玩游戏的总人数庞大，但是绝大多数都是在利用其消磨碎片时间。内地几款最火爆的网络游戏，其同时在线人数往往也只能达到二三十万。换言之，虽然网络游戏的用户总数很庞大，但是真正对其狂热的依然是小众人群。尤其是和电视剧这种大众娱乐的受众相比，对网路游戏有着情怀性依赖的人少到可以忽略。网络游戏用户的年龄分布主要集中于19～30岁，其中19～25岁用户占55%以上。尽管这几年电视剧的用户年龄层在逐渐降低，但是其主力军依然停留在25～35岁。除非网游IP改编电视剧能做到像《甄嬛传》和《琅琊榜》那样涌现大量的“路人转粉”，否则仅靠原始用户的迁移是不够的。于是，每一个有意对网游IP进行开发的投资人都面临一个矛盾——小众狂热与大众需求间的偏差。在已经播出的国产电视剧中，唯有《剑侠情缘之藏剑山庄》勉强可以算得上是由网游IP开发而来，毕竟在该剧推出之前《剑侠情缘》已经推出了网络版。由于网络版中没有剧情，所以《剑侠情缘之藏剑山庄》并不涉及对原著剧情的还原，仅人物和门派的名称取自于游戏。可惜漏洞百出的剧情、肤浅的人物塑造、粗糙的造型置景，令游戏粉丝和电视观众均感失望。口碑和收视的双重失利，给经典游戏的招牌抹了黑，也让网游IP的改编前景蒙上了灰。
四、未来展望：先行者有可能尴尬收场
浅谈IP技术在广电网络电视中应用 第3篇
关键词：IP技术；网络电视；应用
【作者简介】樊磊（1989--）江西南昌人，浙江传媒学院电子信息学院广播电视工程专业本科学生；研究方向：IP
技术在广电中的运用
随着多媒体计算机技术和通信技术的发展,现阶段产生了一项新的技术——多媒体通信技术,它是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物,兼收了计算机的交互性、多媒体的复合性、通信的分布性以及电视的真实性等特点,具有十分显著的优越性。
目前很多业内外人士不约而同地将网络电视的“网络”默认为数字网络或IP网络，于是就产生了网络电视（IPTV）的说法。网络电视是数字化的产物，数字技术使得各种网络终端都具有不同程度的视频播放能力。到目前为止一个由宽带内容制作商、网上播出单位、内容整合商/分发商、宽带网络运营商和技术设备提供商构成的网络电视产业链已经基本形成。
从总体上讲，网络电视可以根据终端大致分为三种表现形式，即PC平台、TV（机顶盒）平台和手机平台（移动网络）。
通过PC机收看网络电视是当前网络电视收视最主要的方式，因为互联网和计算机之间的关系最为紧密。目前已经商业化运营的系统基本上属于此类。基于PC平台的系统解决方案和产品已经比较成熟，并逐步形成了部分产业标准，各厂商的产品和解决方案都能获得较好的互通性和替代性。
基于TV（机顶盒）平台的网络电视以IP机顶盒为上网设备，利用电视作为显示终端。虽然电视用户的数量大大多于PC用户，但由于电视机的分辩率低、体积大（不适宜近距离收看）等因素，这种网络电视目前还处于推广阶段。
严格地说，手机电视是PC网络的子集和延伸，它通过移动网络传输视频内容。由于它可以随时随地收看，且用户数量巨大，所以可以自成一体。
而网络电视的基本形态是视频数字化、传输IP化、播放流媒体化。另外网络电视的承载网络主要有三种：（1）IP网（窄带、宽带、城域网、局域网）（2）同轴电缆网（3）移动网（第二、三代移动、无线局域网）
IP技术是实现语音、图像、数据等综合业务的最佳方案。下面就网络电视中运用到IP技术知识方面简单的谈谈我的看法。
视频编码技术是网络电视发展的最初条件。只有高效的视频编码才能保证在现实的互联网环境下提供视频服务。H.264或称为MPEG-4第十部分（高级视频编码部分）是由ITU-T和ISO/IEC再次联手开发的最新一代视频编码标准。由于它比以前的标准在设计结构、实现功能上作了进一步改进，使得在同等视频质量条件下，能够节省50%的码率，且提高了视频传输质量的可控性，并具有较强的差错处理能力，适用范围更广。在低码率情况下，32kbps的H.264图像质量相当于128kbps的MPEG-4图像质量。H.264可应用于网络电视、广播电视、数字影院、远程教育、会议电视等多个行业。除了ITU-T和ISO/IEC两个国际标准化组织制定的视频编码标准以外，美国微软公司和RealNetwork公司都有自己的视频编码标准。
流媒体技术是采用流式传输方式使音视频（A/V）及三维（3D）动画等多媒体能在互联网上进行播放的技术。流媒体技术的核心是将整个A/V等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户终端连续地传送，因而用户不必像下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需要经过几秒或几十秒的启动延时，即可在用户终端上利用解压缩设备（或软件），对压缩的A/V文件解压缩后进行播放和观看。多媒体文件的剩余的部分可在播放前面内容的同时，在后台的服务器内继续下载，这与单纯的下载方式相比，不仅使启动延时大幅度缩短，而且对系统的缓存容量需求也大大降低。流媒体技术的发明使得用户在互联网上获得了类似于广播和电视的体验，它是网络电视中的关键技术。流媒体系统由前端的编码器和发布服务器以及客户端的播放器构成。
网络电视要实现产业化发展，必须要具备类似于电视条件接收（CA）那样的技术，实现有偿服务。数字版权管理（DRM）就是类似的授权和认证技术，它可以防止视频内容的非法使用。DRM主要采用数据加密、版权保护、数字水印和签名技术。
（1）数据加密：它采用一定的数字模型，对原始信息进行重新加工，使用者必须提供密码；
（2）版权保护：先将可以合法使用作品内容的条款和场所进行编码，嵌入到文件中，只有当条件满足时，作品才可以被允许使用；
（3）数字水印：把代表著作权人身份的特定信息、发行商的信息和使用条款嵌入到数据中。即使数据被破坏，只要破坏不严重，水印都有效，它能给作品打上水印记，防止使用者非法传播。
而我们在将IP技术用于网络电视的过程当中难免也会存在一些问题：
缺乏统一的编解码标准。
自流媒体应用出现以来，这一直是困扰各运营商的主要问题，格式的不同给节目的生产、制作、存储、传输、管理等各个环节都产生了巨大的影响，也对投入、服务等带来了巨大的影响。
缺乏良好的网络QoS保证。
网络电视的核心是流媒体传输，它要求基础IP网络具备良好的稳定性，在带宽、时延、抖动和误码等方面都有不同于以往IP业务的特殊要求；尽管目前的宽带接入发展非常迅速，但如何提高网络的QoS是一个长期的课题。
缺乏系统之间的互通性。
现有的各厂商系统之间，特别是不同编码格式之间，以及PC平台和TV平台之间缺乏良好的互通性，节目内容很难平滑地跨系统传输，从而导致投入成本的增加。
尽管还存在不完善的地方，但技术进步对网络和终端的改善以及IP技术的不断发展，网络电视将借助IP技术的翅膀，不仅可以走进千家万户，而且可以飞到任何已经数字化、网络化且视频化的终端上。
该文原载于“中国社会科学院文献信息中心主办《环球市场信息导报》（理论）杂志2011年4月28 日出版，转载请注明出处
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026田茹现代经济时代管理会计的创新与发展
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037陈冬梅 关于企业开展节约挖潜工作的认识
038付霁野 风力发电机的可维护性设计研究
040马力 自然伽马能谱测井及在川东北地区应用实例分析
041刘宇斌 闫丽芳油气管道工程标准体系建设的浅谈
042倪雪宝 高升油田漏失井挤灰技术研究
043刘中学 关于稠油井空心杆掺药成功率的探讨
045李真 张建鹏 浅谈路基路面的排水设计
046卢杰 路希伟井下巷道过围岩破碎区超前预注化学浆液加固技术应用
047段星昊 浅谈膨胀土填心路基施工技术
049郭栋 浅析国外特种混凝土的发展应用
052贾晓宁 段星昊 浅谈现代廊桥的设计
053王凡 南阳市旅游交通规划浅析
054龚鹏 高速铁路在快递业应用的可行性分析
056李敬标 李华威 浅谈高速公路养护管理
060李峰 探讨分类分级管理在地方海事管理中的应用
技术与科教创新
057夏晓华刘宾 崔利宏 生活垃圾厌氧处理底物降解率与产气量研究
058柳耀斌 隆德县菊芋高产栽培技术
059付锡美 玉米育苗移栽与直播栽培初探
060马春江 田霞浅谈宁南山区集体林权制度改革工作的“四权”和“四效
060白荣刚葛庆遥 杨立东联合收割机的保养
062钱洪良家蚕农药中毒的发生与防治对策
档案与图书文博
063苏群英 谈高职院校图书馆的管理服务和理念
064周庆 高校档案工作中的马太效应
065王荣 崔宜庆 我国社区和乡镇图书馆近况与对策
067左雅梅 高职院校科研档案管理存在的问题与对策
068李石运 关于高职学生档案问题的几点思考
070李兰芹 医学图书馆与社区健康促进路向的设想
071张光兰 现代档案工作者应具备的素养之我见
经济与法制社会
072沈明瑞 晚清幕府的特点及其对清朝政权的影响
074郭燕 浅议中国传统诚信思想的现代价值
076李付良 影响中西部地区农村劳动力就业的因素及对策研究
077董京龙 尚秀雪李艳宾 加强信访监督工作的思考
078楊建平 寓爱于教
079刘忠文 贷款新规的意义
党建与思想教育
080卢志高 高职院校毕业生党员现状调查和大学生党员教育对策研究
083肖炳才 创建党务服务中心的理性思考与实践探索
085李爱平 论信息化视域下统筹城乡基层党建的工作创新
087喻璐骅 红色影视在大学生思想政治教育中的独特价值
088宋江照 以“军工情”文艺演出为载体创新大学生思想政治教育工作新方法
089周少四 大学生媒介素养教育初探
090杨平 女大学生职业价值观探讨
092王俊梅 必须树立大学生“就业高于一切”的理念
093陈秀娟 以科学发展观为统领发挥工人文化宫“大学校”作用
094刘东雄 试论大学生就业心理问题的表现与调适
096仇凡 杨友田 王 宁高职学生管理工作的启示
097邢国钢 论新时期国有企业基层党组织建设
教学与教育管理
098石运礼 地理活动课中研究性学习的探讨与实践
099李秀艳 良好习惯会使幼儿终身受益
100蒋兴茂 物理教学中的师生契合关系
101陈怀元 就业导向下学前教育专业课程体系的嬗变与重构
103王菲 袁枚的“沙弥思老虎”与薄伽丘的“绿鹅”故事之比较
105李善峰 音乐教育与学生综合素质的培养
107陈洁浅议高校教师绩效考核管理
108袁杰 英语教学中听与说的教学体会
109孟学军 新时代教师教与学的矛盾反思
111邹同喜 湘西州旅游职业教育发展探析
112陈碧蓉 如何提高学生学习英语的兴趣
114王奭媛 多媒体教材制作之浅见
115付晓云CALL环境下的综合式英语教学实践探索
117张正伟青海畜牧兽医职业技术学院试行学生体质健康标准的现状分析
传播与文艺评论
118张莉 浅观数字出版
120宋兴明 后民生新闻的受众心理观照向度构建
121薛雯 浅析娱乐新闻报道的弊端及对策
122侯树金 浅析虚假报道对新闻职业道德的损害
123潘虎 浅论校园传媒的经营策略
124阎菲 刘 洋 浅谈形体语言的形象及其功能
125刘倩从顺应论角度看汉语词义的变化及应用以“同志”“小姐”“农民”三个词为例
126郝卓 对接续助词“から”句末表达的考察
127贠旭 性恶与行善：浅论亚当•斯密的人性哲学
128卜存亮 以《魅力乡村》视角谈对农节目的定位与策划
广播电视IP化——从理论到实践 第4篇
传统广播电视产业正面临许多挑战, 很多技术都是来自于IP领域。IP技术的最大特点是“无处不在”, 因此用户可以随时随地获取到视频、音频以及其他媒体信息, 随之而来的便是VOD、OTT的挑战。我们自身还面临着新的视频格式的挑战比如UHD-1、UHD-2 (4K、8K) 等, 这类信号的传输和制作给系统带来了很大的负担。同时我们要考虑全新的广告模式, 以面对TV Everywhere以及OTT业务对广告销售带来新的变化, 从而产生新的收益。如何利用云和虚拟化技术帮助我们把传统的电视业务向多屏OTT、VOD的方向扩展, 如何用软件定义的网络管理未来虚拟化以及云化的系统, 这是我们需要解决的问题。畅想一下未来的电视系统, 其最终的目的就是把制作好的优良的内容、优良的节目如何快速有效地通过各种渠道传递给消费者。消费者的使用习惯正快速改变, 电视机已经不是唯一进行视频消费的途径, 只有适应这种变化并做出改变才能让消费者无缝地、随时随刻看到他们想看的节目。
与通信和IT这两个产业相比, 我们所在的广播电视的产业规模其实很小, 最大的是IT产业。广播电视这些年从模拟信号发展到数字信号、高清信号直至目前的UHD-1信号, 数据率仅仅从270Mbps增加到12Gbps。然而IP世界的带宽从原来的1Mbps、10Mbps发展到现在的10GE、40GE甚至100GE, 速度之快令人乍舌。一方面摩尔定律能够帮助他们实现信号带宽和计算能力的快速增长, 同时成本快速下降;另一方面市场规模和投资体量也是远远大于广播电视产业。我们如何将他们巨大的投资以及巨大的市场优势为我们所用, 把它的技术嵌入到广电里面, 是所有广播电视从业者需要考虑的问题。
我们的观点是广电的IP化一定要采用IT产业的商业产品 (COTS) , 而不是广电传统的“私有化”产品。商用产品的开放性特点形成了巨大的IT市场体量以及遵循摩尔定律的性能价格变化趋势。IT产业有众多的产品和品牌, 每10GBE端口成本快速下降, 而且还看不到结束的迹象。相同的趋势也体现在计算平台和存储平台上。同时用户可以根据自身的需求选择适合自己的品牌, 不论是信号交换、计算处理还是存储领域都有大量选择。
用一个简单的例子比较一下我们所熟识的传统矩阵和IP交换机的处理能力。在相近的带宽吞吐量下一台256×256的矩阵要占用15RU左右的空间和大量的功耗, 而IP交换机仅仅需要1RU的体积和更少的功耗即可实现。这种差距是显而易见的。但是我们如何利用IT产业里的交换机来进行视频信号的管理呢?
要做到这一点, 必须得引用SDN技术。通过SDN管理第三方商用设备, 确保其信号传输的可靠性、低延时、带宽的预留与释放、端口的管理等等。同时, 我们相信在很长一段时间内IP和SDI信号将会共存, 因此SDN管理系统必须要支持这种混合式的架构。不论系统里流动的是基带信号还是IP信号, 操作人员都能按照传统的矩阵式切换和管理将能够让系统的IP化变得更加顺畅。而SDN则能够将基带矩阵和IP矩阵统一管理, 让它们看上去“如同一个矩阵系统”, 并沿用现有的矩阵路由协议, 将极大帮助广电系统能够顺利向IP过渡。因此用户可以根据自身情况逐步向IP发展。
以下是三种可能会出现的未来电视台的信号拓扑方案:
第一种, 仍然以传统矩阵为核心。通过增加IP和SDI的转换设备解决两种信号的交换。这个方案起点低, 入门容易, 但是随着IP信号越来越多, 会逐步大量增加IP和SDI的转换设备, 直到某一天当绝大多数系统内的设备都已经支持IP接口时, 不得不考虑更换掉基带矩阵为IP矩阵 (交换机) 以简化系统。然而之前所购置的大量IP和SDI转换设备就被浪费掉了——入门容易但后续工作较困难。
第二种, 一步到位, 直接以IP交换机为核心。但是现实是还有大量的基带信号存在, 还是需要很多SDI和IP的转换。但是随着IP信号越来越多, 需要转换的情况越来越少, 直到所有IP信号直接进交换机——初期投资可能会较高, 但后续工作将变得简单。
第三种, 可能比较适合绝大部分用户的双核心方案。仍然保留基带矩阵为基带核心, 同时增加IP交换机作为IP核心。他们分工非常明确:IP核心解决IP信号交换, 基带核心解决基带信号交换。中间需要SDI和IP的转换, 需要多少路就加多少路, 按需配置。这样的架构比较清晰, 各做各的事情, 通过Tie-Line形式进行信号间交互, 仍然可以实现不同信号类型的相互转换——是前两种方案的折中方案。
当然, Imagine Communications这三种方案都支持。
接下来再简单回顾一下SMPTE 2022这个协议。我们所关注的是-5、-6和-7这三个协议子集。分别定义了FEC、无压缩SDI进行IP封装、主备路无损 (hitless) 切换。有了这三个协议, 基本上解决了SDI在IP通道进行传输应用的需求。比如演播室到主控, 主控到播出, 台内台外的信号传输都可以。
另外, 在制作域内, AES67格式可以支持分离音频的IP传输。因此IP域内的分离视频和音频传输的问题得到解决, 也将会有设备支持SMPTE2022和AES67格式的信号处理。
接下来我们再看一下IP化后信号流的倒换与切换。
信号传输的可靠性是广电从业人员一直所关注的问题。在一些重点信号的传输设计上, 主备路是典型的方案。通过无损切换技术, 利用SMPTE2022-7标准即可以实现。我们的SDI-IP的封装/解封装卡支持2022-7标准, 即同时在两个10GE端口输出主备信号, 可通过主备两个交换机甚至主备网络进行传输, 在接收端的解封装卡可同时接收这两路信号。当其中一路出现问题时, 解封装卡都能够实现无缝切换到另一路 (利用另一路将输出信号进行正确恢复) , 实现信号在显示端没有任何影响的效果, 从而保证信号传输的可靠性。
信号内容的切换同样可以实现净切换效果。在我们切换的时候, SDN控制器会把转换设备+交换机当作一个矩阵系统, 通过传统的矩阵遥控面板透过SDN控制器里的控制协议接口去控制解封装卡, 在进行信号切换时, 新的信号流和旧的信号流会在一个时间内同时被解封装卡接收到, 在板卡内完成信号的净切换处理后, 再断开旧的信号流, 从而实现信号内容层面上的净切换效果。
以上内容主要是针对传输和切换层面, 也就是信号调度部分。接下来我们讨论一下大容量计算能力能给我们在信号处理方面带来怎样的革新。
我们用传统的播出系统来举例, 通常一个典型的播出系统需要播出服务器、自动控制系统、切换台 (或净切换矩阵) 、键控器等。在发展到云播出之前, 中间的一个重要步骤是all-in-one播出服务器, 即一体化播出服务器产品。其技术核心是将信号播出、信号切换、包装键控等功能软件化, 运行在通用计算平台上。虽然接口是SDI, 但内部处理已经完全IP化。这是走向云播出的技术基础。
很早以前我们预见到云处理计算能力给我们系统来巨大的变化。但是我们会一步一步来。很多年前就发布过一体化播出方案, 那时候开始用软件的方式把切换、键控、控制等等用一台设备来完成, 你的系统会变成前面是矩阵, 后面是一个一体化播出的盒子, 然后可能还会有自己的存储, 用来存这些内容, 然后再输出基带信号。这是发展过程中的一步。
接下来, 当系统中的信号可以被完全IP化, 不论是压缩的还是非压缩的, 不论是实时流还是文件, 都可以通过通用网络进行交换, 通过通用计算处理平台进行运算。而传统的那些自动控制、信号播出 (解码、转码) 、图文包装 (键控) 都以软件或应用的形式存在于计算平台内, 配合云计算平台和云处理软件完成资源的分配以及整个工作流程。
这将给我们的运营带来一种革命:过去我们新开播一个频道, 需要数周、数月、数年计划、制图、购买设备、接线, 安装、调试, 需要非常长的时间。如果需要增加一个频道, 则重复上述过程。然而未来我们可以通过虚拟化技术, 用软件定义工作流程技术去完成上述工作。当然开启第一个工作流程由软件定义的频道, 同样需要很多准备工作, 周详的计划、测试, 但是这个频道系统完成的时候, 现在要开播第二个、第三个, 甚至第十个, 就可以把这个流程复制、设置好并启动就可以了。对于某些大型活动, 这种频道播出的弹性将有利于扩大影响力、增加广告收入并减少运营成本和准备周期。这就是新的运营模式上给我们带来的很大好处。挑战就是哪些应用或流程设计工具帮助我们实现这样的模式呢?
我们开发了一个服务框架, 名叫Zenium。通过Zenium架构, 我们可以实现机房里面所有硬件功能变成其中一个个功能模块, 在这个架构上面把这些模块搭起来, 用软件模块的方式代替原来的硬件产品, 原有的硬件系统会变成一个虚拟化的流程界面, 这个界面都是运行在通用IT平台上, 用大量计算能力解决硬件处理的东西。目前Zenium功能库已经可以提供400多种功能模块, 基本上完全覆盖所有需要硬件处理功能, 并且正在不断扩展中。继续上面所提到的播出系统这个例子, 通过软件流程即可搭建出一个完整的虚拟化播出系统。用户可以随时对流程进行修改, 比如增加Dolby的编解码处理、响度控制、图文的控制等等。而输出的信号格式, 也可以根据需求进行配置, 如输出不同码率、不同分辨率、不同封装的信号流给不同的接收端如电视、平板、手机等等。当然, 随之而来的是更多的用户量和更好的效益。
当然, 信号的同步是我们非常关心的一个技术。现在同步的分发系统都包括了主备信号发生器以及之后的各种分配分配再分配来实现的, 或者主从同步系统。黑场、时码、DARS都可以这样分配。但每种信号都需要类似的系统, 也就是有多个同步信号分发系统平行地运行在我们现有的系统中。在IP世界是否能解决这个问题?
IEEE 1588协议定义了通过IP网络将时间精确分发的方式。SMPTE2059对IEEE 1588协议进行优化, 使其能够应用在广播电视系统中。它能够精准地恢复出相位和时钟, 从而得到同步并锁定的信号。
最后, 超高清 (UHD) 是一个非常热门的话题, 我们认为它会加快IP化进程。现在超高清有多重格式, 如4分屏画面格式以及4隔行画面格式, 随之带来的是4倍于3G的信号数据率 (12Gbps) 。目前的典型方案都是4根同轴电缆进行传输, 当然也在出现如6Gbps、12Gbps的标准, 但可以预见传输距离将是一个重要的问题。目前我们看到市场上有一些比较不错的解决方案如TICO浅压缩格式等。不论未来哪种格式成为标准或主流, Imagine Communications都会开发出相应的产品 (目前已经实现对TICO格式的支持) 。
地铁全IP高清电视监控解决方案 第5篇
当前很多城市都在轰轰烈烈建设地铁, 然而地铁从运营管理、治安管理都需要高清监控图像, 但现在地铁电视监控基本上还是模拟监控, 看不清细节。而高清电视监控技术已日益成熟, 高清监控设备的成本也在逐渐下降, 高清监控尤其适合在地铁人流密集的地方, 既能看清宏观又能看清细节, 将在今后的地铁监控中广泛应用。
2 高清电视监控标准
现在安全防范的高清电视监控参考我国广播电视标准, 规定清晰度电视 (SDTV) 的分辨率为720576像素 (D1分辨率) , 而高清晰度电视 (HDTV) 的分辨率为19201080像素, 准高清1280720像素。
传统监控系统多以模拟摄像机及监视器的可分辨线数 (TV Line) 来表示, 水平分辨率为480线、540线或580线的摄像机就宣称为高清, 它是指摄像机在拍摄垂直黑白线条时, 在水平方向相应垂直屏高的区间内所能分辨出的黑白线条数, 在传统数模结合的监控系统里, 模拟图像经数字编码CIF分辨率352288=10.14万像素, 4CIF分辨率704576=40.55万像素, D1分辨率720576=41.47万像素。
高清晰度电视 (HDTV) 的分辨率为19201080=207.36万像素, 准高清1280720=92.16万像素。
从上述可以看出, 如果是100多万像素的数字摄像机是准高清, 如果200多万像素的数字摄像机是高清数字摄像机, 那么一台准高清数字摄像机相当于两台模拟标清摄像机, 一台高清数字摄像机就相当于五台模拟标清摄像机。
能达到200万像素的摄像机, 配套以1080p分辨率的显示设备及相应的传输通道, 就可以形成一套可称之为高清的电视监控系统。
3 地铁高清电视监控架构
地铁电视监控特点:每个车站平均配置有60台左右监控摄像机, 运营车站综合控制室和公安值班室由于空间小, 运营控制室一般配置两台监视器, 一台监控终端, 公安值班室一般配置四台监视器, 一台监控终端。每条地铁线路控制中心有12块左右大屏拼接电视墙, 但常用显示监控图像有4块左右, 剩余监视器显示其他信号, 有3台监控终端, 线路派出所12块监视器基本上显示监控图像, 有3台监控终端。在每个车站进行图像存储, 而运营控制室和公安值班人员也不是时时刻刻盯着监视器监控图像, 还要做其他工作, 所以监控图像主要起到的作用是事后调看监控录像, 因此基本不需要无延时的监控图像, 而且图像传输和控制延迟约200ms～300ms, 对地铁运营和公安电视监控功能没有影响。但面对恐怖袭击, 需要高清监控录像, 系统有高可靠性、可用性、可维护性。监控终端通过软解码调看监控图像和录像回放, 录像需要采用H.264编码压缩。所以面对上述特点, 监控系统采用全IP监控方案是性价比最高的。如图1所示。
4 高清摄像机
现在前端数字摄像机有两种, 一种是采用HD-SDI高清摄像机;另一种是IP高清摄像机, SDI接口是一种“数字分量串行接口”, 而HD-SDI接口是一种广播级的高清数字输入和输出端口。其中HD表示高清信号, 这个标准主要针对分辨率为1080p, 帧率为25或者30, 模数转换后的数据量为1.485Gbps。视频模数转换后不经过压缩的原始数据量是很大的, 如果不经过压缩, 如此大的数据量是IP网络根本无法承载的, 同时如果直接存储这些数据, 存储容量十分惊人。HD-SDI接口采用同轴电缆, 以BNC接口作为线揽标准, 有效距离为100m, 但需要高级别的同轴电缆和BNC头才能基本保证视频效果。
IP就是网际协议, IP高清摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外, 机内还内置了数字化H.264压缩控制器和基于Web的操作系统, 通过局域网、Internet或无线网络送至终端用户, IP高清摄像机只需一根网线便可以直接接入到TCP/IP的数字化网络中, 通过互联网或者内部局域网进行视频和音频的传输, 组网简单, 系统开放性好, 扩容方便, 但图像和控制延迟约200ms～300ms, 更为经济。而HD-SDI高清摄像机的优势在于实时性好, 本地电视墙和监视器图像清晰度高, 但组网稍微复杂, 成本稍高。
5 IP高清传输
IP高清摄像机视频流到交换机, 交换机到控制终端, 交换机到视频解码器, 传输接口为RJ45, 满足100M的以太网传输, IP高清摄像机通过以太网POE供电, 所有的连接线缆只要一根超5类4对UTP即可, 但超过100m需要配置光纤收发器。交换机到IP SAN存储采用RJ45接口, 满足1000M以太网传输。
高清视频解码器接口输出支持HDMI、DVI、高清监视器带有HDMI/DVI的接口。
HDMI/DVI支持5Gbps的数据传输率, HDMI/DVI线最远可传输15m。超过15m采用带有HDMI/DVI接口光端机通过光纤传输。
DVI接口:全称Digital Visual Interface, 即数字视频接口, 目前常见的DVI接口有两种, 分别是DVI-Digital (DVI-D) 与DVI-Integrated (DVI-I) 。DVI-D只能接收数字信号, 而DVI-I可以同时兼容模拟信号和数字信号, 也就是说DVI-I的兼容性更强。通常我们在显卡的接口部分, 看到的是DVI-I接口, 在显示器处看到的则是DVI-D接口。
HDMI接口:是“High Definition Multimedia Interface”的缩写, 意思是高清晰度多媒体接口。它是一种全数位化影像和声音传送接口, 可以传送无压缩的音频信号及视频信号, 最新的HDMI1.3规定最高带宽可以达到4.95Gbps, 实际视频信号传输带宽接近4Gbps, 而现在最高规格的高清视频格式1080p所需的带宽仅仅为2.2Gbps, HDMI源于DVI接口技术, 这是为何HDMI接口和DVI接口能够通过转接头相互转换的原因, 与DVI相比, HDMI可以传输数字音频信号, HDMI完全向下兼容DVI, 它只需要一条HDMI线, HDMI最远可传输15m。
6 高清图像存储
车站采用IP SAN存储阵列, 配置一台存储数据管理服务器, 采用i SCSI协议, 直接对IP SAN进行数据块写入操作, 从而实现音视频数据文件的集中存储和管理, 通过i SCSI块存储, 可以实现对紧急事件的即时回放, 大大提高了事件的应急响应能力, 通过交换机的组播技术来满足大量用户同时观看视频流的需求。
在控制中心备份一套IP SAN存储阵列, 当某个车站的IP SAN存储阵列瘫痪, 由控制中心IP SAN存储阵列接管或储存报警。
控制中心和车站配置一台存储数据管理服务器, 实现对控制中心和车站IP SAN存储阵列的管理, 有效地解决了因大规模监控所面临的视频海量存储管理问题, 完成存储计划管理, 可对所有监控点制定存储计划, 实现前端监控点视频存储的自动管理。完成存储策略管理, 可针对不同的监控区域采用不同的管理策略, 包括存储时长、RAID等级、是否支持快照等, 实现对存储空间的运营。完成存储数据管理, 支持视频数据高效存储、检索、下载、重要信息的归档备份等功能。
独立磁盘冗余阵列:RAID5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案, 通过奇偶校验信息提供冗余的存储能力。它不对存储的数据进行备份, 而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到RAID5的各个磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后, 利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
在地铁线路控制中心中, 一般是音视频图像由交换机和高清音视频解码器通过大屏幕图像拼接处理器上电视墙, 高清音视频解码器可以带HDMI/DVI输出接口, 大屏幕图像拼接处理器可以带HDMI、DVI输入输出接口, 全高清LED液晶电视输入接口有HDMI、DVI, 交换机到高清音视频解码器采用超5类线缆, 高清音视频解码器到大屏幕图像拼接处理器采用HDMI/DVI线缆, 不超过15m, 如果超过15m, 采用带有HDMI、DVI接口的高清光端机。
7 视频综合平台设计
视频综合平台集IP高清摄像机、存储管理服务器、交换机、监控终端, 实现了高清视频监控从采集、编码、传输、切换控制到显示应用。采用IP矩阵, 所谓IP矩阵是指控制终端控制软件根据IP高清摄像机和视频编解码器及储存服务器的IP地址节点显示矩阵内容, 调用、切换视频监控图像, 由于矩阵类型选择的是IP, 所以矩阵中的节点全是IP地址节点, 即显示的是IP地址之间的通信。IP摄像机对高清实时音视频信号进行H.264编码压缩, 支持高清视频格式19201080p@25fps和19201080p@30fps, 并封装为IP数据包, 通过IP网络传送到指定的目的地址。车站交换机和中心流媒体服务器支持点对点的单播和点对多点的组播传输方式。
8 车站客户端设计
车站运营一般配置一台PC监控控制终端, 至少两台监视器, 高清标准要求电视屏幕比例为16:9, 而不是传统电视4:3的比例, 这样增加了观看者的临场感, 更符合人眼观看的习惯。车站公安值班室一般配置一台PC监控控制终端和至少四台监视器, 采用高清监视器19201080p, 具有HD-SDI、HDMI、DVI-D、Y/Pb/Pr高清视频输入接口。如果系统采用全IP视频监控, 高清监视器通过HDMI或DVI-D接口与视频解码器相连, 通过客户端软件界面和网络视频控制键盘, 灵活地调用、切换、控制多路监控视频图像到高清监视器, PC监控控制终端内置软件解码, 支持多路视音频信号的软解码, 使用户可以直接在PC上对监控内容进行实时查看、控制或历史回放监控图像, 实现了IP矩阵功能。
在控制中心配置视频管理服务器, 其功能是监控平台的管理中心和控制中心, 授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成全网的设备管理、资源调度、云台控制和硬解码输出控制, 所有的控制指令由视频管理服务器集中处理和发送, 而视频流则可以不经过视频管理服务器单独传输。把视频管理服务器作为整个系统的控制和管理核心, 所有监控的控制流都由视频管理服务器处理。
在站台上下行首, 为司机各配置一台监视器, 监控本侧站台2～4台的摄像机合成监控图像, 观察上下旅客和安全门工作状况。
9 线路控制中心终端设计
调度大厅设置12～16块大屏监视器组成拼接墙, 通过大屏拼接器接入各个子系统信号, 共用电视墙, 上传H.264编码压缩19201080p@30 fps监控图像通过视频解码器输入大屏拼接器。
调度大厅设置3～6块20寸左右的高清监视器和三台PC控制终端组成电视监控分控。视频解码器接收网络上的媒体流数据, 并通过解码转换成视频数据, 通过VGA或者HDMI接口输出到电视墙和高清监视器, 通过客户端软件界面和视频控制键盘调用、切换、控制多路监控视频图像到高清监视器, PC控制终端通过软解码, 直接在PC上对监控内容进行实时查看、控制或历史回放监控图像。
控制中心监控终端稍多, 还有其他系统终端可能同时调用同一路图像, 需配置流媒体服务器为本地或其他系统服务, 本地或其他系统视频调用由本地流媒体服务器进行图像获取及转发。
1 0 控制中心网管设计
一般小的监控系统的维护缺乏智能化管理, 如果出现了问题, 只能通过人工依次逐段去排查, 但对于地铁大规模的监控系统, 如果系统不具有系统智能管理手段则是不可行的, 其中系统可维护性是不符合要求的。
可通过视频管理服务器和存储数据管理服务器构成的管理平台对所有监控设备进行统一管理, 可管理带网管功能的设备, 如视频编解码器、光端机、交换机、服务器、IP SAN磁盘阵列等, 支持对设备的配置、故障、性能、告警等多方面的管理。将视频管理服务器和存储数据管理服务器提供给标准接口和SDK开发包, 集成在网管服务器, 通过一台PC网管终端的友好软件界面显示全线设备运行状况。
网管服务器将电视监控系统告警信息向线路集中告警服务器上报。网管服务器接收时钟系统中心母钟提供的标准时间信息, 校准本系统内所有需要时间信息的设备。系统针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制优先级管理等。
1 1 结束语
基于OTN的IP数字电视广播网 第6篇
一、基于OTN的IP数字电视广播网技术实现模式探究
本文在对OTN技术基础下, IP数字电视广播网实现模式研究过程中, 主要以XX广播电视公司为例。随着互联网信息技术的发展和进步, XX广播电视公司注重利用IP传输网实现数据业务办理, 以IP化的发展模式, 更好地促进自身的业务发展和进步。在利用IP数据业务传输过程中, XX广播电视台业务能力得到了显著增强。但同时, 如何解决该广播电视台IP网络承载对称性较差、资源浪费现象较为严重的问题, 成为XX广播电视台必须考虑的一个关键问题[1]。
XX广播电视台发展过程中, 建立了40×40Gbit/s的OTN系统, 并在这一系统基础上进行IP数据承载网建设。该电视台的IP数字电视广播网建设主要由数字电视前端设备、交换机、基础干线网络传输设备等构成, 以组播的方式构成单项IP数据传输网络。该电视台发展IP数字电视广播网过程中, 利用OTN波分干线系统, 将前端有线电视IP数据信号利用“OTN+光分路器”的方式进行信息传输。信号在传输到XX广播电视分公司过程中, 利用组播协议对信号进行接收, 在很大程度上提升了信息传输的安全性和可靠性。在数据信息传输时, 涉及到了IPQAM业务终端设备的应用, 实现了IP数字电视广播网的功能[2]。
二、基于OTN的IP数字电视广播网的创新发展
基于OTN的IP数字电视广播网创新发展过程中, 必须要注重立足于OTN技术的基本, 能够对该技术手段进行有效把握, 并将OTN技术与IP技术进行有机结合, 从而更好发挥OTN技术优势。OTN的IP数字电视广播网创新发展, 主要涉及到了以下几点内容:
第一, 在应用OTN技术进行IP数字电视广播网创新发展过程中, 注重应用“无源光分路器+OTN网络”的模式, 更好地实现信息传输, 保证IP数字电视广播网具有较高的稳定性, 提升信息传输和接收效率[3]。
第二, 注重把握OTN技术的分插复用和电交叉能力。OTN技术在应用过程中, 能够更好地解决IP数据传输过程中遇到的问题, 保证数据信息能够有效落地。在应用OTN技术过程中, OTN具有较强的保护功能, 能够通过SNCP双发选收的模式, 保证信息有效传输。
第三, 以“OTN单向网络+光分路器”模式, 提升IP数字电视广播网性能, 对数据相互之间的影响问题进行有效解决。在进行广播电视业务发展过程中, 信号之间存在一定的干扰性, 这样一来, 信号之间的干扰势必会对信号传输质量带来较为不利的影响。将OTN技术与IP技术进行有机结合, 能够有效地避免信号干扰, 增强系统运维能力[4]。
第四, OTN系统的环路保护功能应用, 是提升IP数字电视广播网抗干扰能力的关键。OTN系统中, 在进行双向业务处理时, 一个接收端需要占用一个双向通道, 环网中设置N个接收端, 就需要对N个通道进行占用。利用这一特征, XX广播电视台通过改变SNCP选收机制, 可以有效地节约资源, 并能够提升数据信息接收效果。
三、结束语
总之, 基于OTN的IP数字广播电视网在应用过程中, 能够帮助电视台更好地解决信息接收和传输问题, 保证系统运行处于一个相对稳定的环境下。同时, 利用OTN技术手段进行IP数字广播电视网建设, 能够更好地提升资源利用效率, 并且保证IP信号传输具有更高的安全性和可靠性。在数字广播电视网发展过程中, 如何将OTN技术与IP技术进行结合应用, 成为数字广播电视发展必须考虑的一个关键议题。
摘要：在对IP数字电视广播网分析过程中, OTN技术手段的应用, 对于促进IP数字电视广播网发展起到了十分重要的作用。本文在对这一问题分析过程中, 针对OTN基础干线网问题进行了分析, 并就IP数字电视广播网实现方法进行了相关研究。
关键词：OTN技术,IP数字电视,广播网
参考文献
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[2]赵记吉, 曹立宾.论新型有线电视全光网络应用技术[J].有线电视技术, 2015, 01:57-62.
[3]本刊专题报道.我国下一代网络关键技术与服务水平显著提高[J].科技促进发展, 2015, 04:476-482.
电视剧IP热的原因及未来发展趋势 第7篇
现如今电视剧IP如火如荼, 我们更应追根溯源, 思考其原因, 预测其未来的发展方向。
1 电视剧IP热的原因
万物发展皆有始源。IP剧火热现象的产生是无数双隐形的手推动着他生产发展的, 既有政策推动, 也彰显着年轻一代的思想、欣赏口味的变化。我们不能逐一说出其全部原因, 只能从大环境中略写其中几个可能会产生影响的主要因素。
1.1 一剧两星, 政治推动
随着电视剧由传统的四星加视频网站的发行模式在今年变成“一剧两星”的发展模式, 电视剧在播制上也发生了改变。这让制作公司不得不增加投入来满足电视剧在各大电视台和网络的播出。为拥有稳定的收视群体、更多的收回成本以及获得更好的收视, 拥有众多粉丝的IP改编剧就成了首选。
1.2 群众创制, 固有粉丝
新一代的青年伴随着互联网时代的发展成长起来, 他们的审美趣味、欣赏水平发生了巨大改变。从小说改编而来的电视剧, 其人物、情节、写法、风格等大多来自读者的建议或者启发, 他们拥有自己的论坛、贴吧进行讨论、投票。从某种意义上说, 这是一种群体性质的创意共享式创作, 是集体智慧的结晶, 自然也就符合大多数人的主流价值观和审美倾向。很多从小说改编而来的热门IP在小说出版时就早已拥有众多粉丝群, 为电视剧IP的收视率打下了稳定基础。
1.3 全屏输出, 渠道共享
以前输出的渠道相对单一, 无非是通过电视台、电影院两种途径播出。但是, 如今很多IP内容, 一旦制作完成播出后以其全屏输出, 渠道共享到多种终端上得以播放扩散, 迅速成为符合观众口味的爆款。电视、手机以及多种播放器的分发和输出必然加大IP剧的扩散, 同时也使收视率得到提高。
1.4 娱乐为王, 原创不足
与百千万的网络作家和网络小说相比, 专业编剧和职业作家的作品出产时间长且数量少, 无法应对如此严峻的电视产业收视率的强压。而改编网络小说则成为最高效的策略。对创作者来说, 这不仅意味着拥有颇丰的经济回报, 还有机会出名并享受百万粉丝的敬仰、膜拜, 是物质与精神的双丰收。这也使很多“草根作家”开始进行创作。在娱乐至上的时代里, 只有符合观众口味的、新颖的IP内容才会在大浪淘沙中脱颖而出, 拥有越多内容生产的人无疑为此提供了保障。
2 IP电视剧的未来发展
IP电视剧如此火热, 其背后的原因主要是影视作品的剧荒。影视公司因“一剧两星”政策带来风险的提加而盲目购入热门IP, 其实只是买了一个热门的话题, 在改编成影视作品时仍会出现很大问题, 这样下去将导致整个行业虚空。我们有必要对电视剧IP的未来发展进行展望。
2.1 进行IP的孵化
在当今环境下我们要做的不仅仅是拥有IP, 而对于IP内容进行更加精良优质的孵化、打造。当代年轻人对美剧的追求说明了他们对于故事情节的连贯性、逻辑性以及精良的制作有很大需求, 也正因为此, 只有内容新颖的精品IP才能在众多作品中脱颖而出。
真正的IP孵化, 需要作者投入大量精力进行开发、创造, 只有这样才能进行下一步IP运营。原创IP对于市场的价值潜力是巨大的, 需要我们对其付出较长的时间、精力和足够的耐心进行“孵化”。
2.2 开展全产业链开发
在IP剧火热狂潮的背后, 我们更应生产出一条完整的产业链, 使其带来利益的最大化。这条产业链包含上游, 中游和下游。上游主要包括网络文学以及漫画, 而电视剧、网络剧则为中游, 下游则真正意义上实现了IP发展, 市场规模扩大:包括主题公园、玩具、游戏等。
与国外相比, 我国的产业链开发仍有相当大差距, 国内企业应努力借鉴外国IP产业链的运营方式, 在今后全产业链的开发战略中, 改变过去以版权交易为主的盈利模式, 转而成为IP对外授权, 发展粉丝经济、开发衍生品市场等新销售模式, 将影视IP向各类娱乐领域渠道渗透, 真正做到把一个IP的全部价值榨干、吃透, 带来更多利益及发展。
参考文献
[1]刘莉娜.解剖如火如荼的“IP抢夺战”[J].上海采风, 2015 (10) .
[2]吴学安.影视IP热背后更需冷思考[J].中国知识产权报, 2015-7-8 (第004版) .
IP电视 第8篇
关键词：RRPP环网,IP直播网,CFD,连通错误检测
1 需求背景
1.1 网络情况
福建广电网络集团采用三层交换机, 通过有环网保护的OTN (Optical Transport Network, 光传送网) 网络组建IP环网, 采用组播方式实现全省电视信号稳定传输。
根据以太网环网技术, 经多次技术探讨, 各方专家和领导均建议采用三层方式, 加载RRPP (Rapid Ring Protection Protocol, 快速环网保护协议) 环网技术, 实现IP直播网的建设工作。
RRPP是一个专门应用于以太网环的链路层协议。它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴, 而当以太网环上一条链路断开时能迅速恢复环网上各个节点之间的通信通路, 具备较高的收敛速度。
福建广电网络集团IP直播网实际链路图如下所示:
如上图所示, 福建广电网络集团省干OTN网络是IP直播网的底层基础, 在某种程度上, 可以理解为交换机就是裸纤对接的。OTN环网本身有其保护倒换功能, 如果某路纤芯中断, 则该路由会通过其他通道实现倒换, 确保在一定时间内完成保护倒换, 但是这个时间精度较大, 不满足直播电视中断率要求。每台直播网交换机都与本地OTN设备进行对接, 双方向进行连接, 即泉州OTN设备与泉州直播网交换机对接, 实际上就是泉州直播网交换机通过泉州OTN设备, 一路连往莆田OTN到达莆田直播网交换机, 一路连往厦门OTN到达厦门直播网交换机。
福建广电网络集团IP直播网络拓扑结构如下所示:
如上图所示, 省中心配置两台直播网交换机, 与主备节目源对接, 然后省中心1与莆田对接, 省中心2与南平对接, 考虑到现网情况, 在南平、宁德和省中心间建立另外一个保护环。同时引进RRPP主节点的概念, 设置漳州直播网交换机为RRPP主环的主节点, IP直播网环网的流量往两个方向, 即顺时针方向, 从省中心——莆田——泉州——厦门——漳州, 逆时针方向从省中心——南平——三明——龙岩。采用破环建设方案, 可以降低单点故障对网络的影响程度, 即如果厦门到泉州故障, RRPP环网保护倒换, 只会造成厦门和漳州瞬断, 而如果不采用破环, 将会影响到南平、三明和龙岩等。
1.2 故障现象
在配合厂家安装调试的过程中, 结合之前运行的福建广电高清直播网的维护经验, 发现存在一个问题无法解决:
这个拓扑中存在三个保护机制, 分别是OSPF保护倒换、RRPP保护倒换、OTN保护倒换, 其中倒换时间情况为RRPP保护倒换最快、OTN保护倒换最慢。为确保直播网正常稳定运行, 需要在故障发生时, 能启动RRPP环网保护。但是正常网络存在一个故障隐患, 即在OTN单纤中断或者割接修复时候, 暂时仅恢复一芯的情况下, OTN设备可能会反馈给交换机错误信号, 从而造成不应该的发生的RRPP保护倒换发生, 从而影响业务正常运行。
例如:泉州到厦门断缆, RRPP环网保护发生, OTN的环网保护也发生了, 直播网跟OTN设备间的链路一直正常, 工程部在修复断缆的时候, 首先接通泉州发厦门的光钎, 因为厦门的光模块收光正常, 他误以为链路已经修复, 在OTN保护倒换还没有恢复的情况下, 他首先会通告直播网交换机, 厦门收泉州已经正常了。而交换机收到这个信号后, 觉得厦门到泉州的链路已经通了, 所以他取消RRPP保护倒换, 恢复到原来的情况, 但是实际情况是, 厦门到泉州暂时不通, 所以RRPP环网保护倒换取消不成功, 然后RRPP又再次激活保护倒换, 业务暂时恢复, 然后又收到厦门OTN设备通告过来的信号, 交换机设备再次想取消保护倒换, 反反复复, 从而造成厦门直播网信号中断。
2 CFD简介
CFD是Connectivity Fault Detection (连通错误检测) 的简称, 遵循IEEE 802.1ag的CFM (Connectivity Fault Management, 连通错误管理) 协议和ITU-T的Y.1731协议。它是一种二层链路上基于VLAN的端到端OAM (Operations, Administration and Maintenance, 操作、管理和维护) 机制, 主要用于在二层网络中检测链路连通性, 确认故障并确定故障发生的位置。
2.1 维护域 (Maintenance Domain, MD)
维护域 (Maintenance Domain, MD) 指明了连通错误检测所覆盖的网络, 其边界是由配置在端口上的一系列维护端点所定义的。
维护域以“维护域名”来标识。为了准确定位故障点, 在维护域中引入了级别 (层次) 的概念。维护域共分为八级, 用整数0~7来表示, 数字越大级别越高, 维护域的范围也就越大。不同维护域之间可以相邻或嵌套, 但不能交叉, 且嵌套时只能由高级别维护域向低级别维护域嵌套, 即低级别维护域必须包含在高级别维护域内部。维护域的分级使得故障定位更加便利和准确。
CFD协议报文的交互以及相关处理都是基于维护域的, 合理的维护域规划可以帮助网络管理员迅速定位故障点。
2.2 维护集 (Maintenance Association, MA)
在维护域内, 根据需要可以配置多个维护集 (Maintenance Association, MA) , 每个维护集是维护域内一些维护点的集合。维护集以“维护域名+维护集名”来标识。维护集服务于一个VLAN, 维护集中的维护点所发送的报文都带有该VLAN的标签, 同时维护集中的维护点可以接收由本维护集中其它维护点发来的报文。
2.3 维护端点 (Maintenance association End Point, MEP)
维护端点以称为MEP ID的整数来标识, 它属于维护点 (Maintenance Point, MP) 的一种, 配置在端口上, 属于某个维护集。它确定了维护域的范围和边界。维护端点所属的维护集和维护域确定了该维护端点所发出报文的VLAN属性和级别。维护端点的级别决定了其所能处理的报文的级别, 维护端点所发出报文的级别就是该维护端点的级别。当维护端点收到高于自己级别的报文时, 不会进行处理, 而是将其按原有路径转发;而当维护端点收到小于等于自己级别的报文时, 才会进行处理。
2.4 连续性检测功能 (Continuity Check, CC)
连续性检测功能用来检测维护端点之间的连通状态。连通失败可能由设备故障或配置错误造成。该功能的实现方式是:由维护端点周期性地发送CCM报文, 该报文是组播报文, 相同维护集的其它维护端点接收该报文, 并由此获知远端状态。若维护端点在3.5个CCM报文发送周期内未收到远端维护端点发来的CCM报文, 则认为链路有问题, 会输出日志报告。当维护域内的多个维护端点在发送CCM报文时, 就实现了多点到多点之间的链路检测。
3 可行性报告
经过理论和实践的技术分析, 单纤调通的情况下, 引起交换机设备判断错误在不做优化前是无法规避的。根据故障现象的特殊性, 决定引起CFD检测技术, 避免反反复复的触发RRPP保护倒换, 从而提高网络运行的稳定性和可靠性, 确保业务正常运行。
即在每条直连线路的两侧, 均引进CFD连通错误检测机制, 由交换机设备触发内部机制去判断是否为单通状态, 如果线路侧两边检测到为单通状态, 则通知这两台交换机设备, 此链路不通, 从而再触发OSPF和RRPP保护倒换机制, 从而避免两台设备因单通状态存在而出现紊乱, 造成设备判断故障, 进而引发链路故障, 影响业务正常运行。
根据现网运行情况, 决定在整个环网中创建一个维护域, 并引进一个维护集, 在维护集下, 每台设备与相邻设备的直连端口设置为维护端点, 其中省中心两台设备间不做CFD检测。根据CFD的连续性检测功能, 检测维护端点间的连通状态。即每相邻设备间的直连线路上, 维护端点周期性地发送CCM报文, 相邻的维护端点接收该报文, 并由此获知远端状态。若维护端点在3.5个CCM报文发送周期内未收到远端维护端点发来的CCM报文, 则认为链路有问题, 会输出日志报告。交换机设备内部机制会引用这个输出日志报告, 根据报告的具体内容, 判断链路是否正常, 从而进一步决定是否触发OSPF或者RRPP等。
4 实施方案
4.1 新拓扑图
如图所示, 网络拓扑和实际链路均未改变, 仅仅是增加了CFD的配置, 在环网中引入CFD检测机制, 判断链路是否正常, 从而决定是否启动RRPP环网保护倒换。
因为原设计方案中, 采用相切环和破环设计理念, 即正常情况下, 省中心1、莆田、泉州、厦门和漳州组建一个业务流, 省中心2、南平、三明、龙岩组建一个业务流, 省中心2、宁德、南平再组建一个业务流。同样的, 在引进MEP的情况下, 也采用相同的划分, 因为这个网络相对较为稳定和简单, 所以暂时把所有的交换机都划分在一个维护集内, 同属于一个维护域。
4.2 测试
在完成设备配置后, 在业务切换至备用线路后, 联合交换机原厂工程师、数通工程师、传输工程师和测试工程师, 实施功能测试。
(1) 增加CFD功能后, 是否影响现网设备运行情况, 是否影响网络品质。经测试, 网络运维稳定, ping包等网络质量稳定, 节目传输质量无下滑。
(2) 节点双纤中断测试, 是否可以快速触发保护倒换。经测试, RRPP环网保护倒换依旧可以在50ms内完成, 不影响网络正常保护倒换。
(3) 节点单纤中断测试, 看是否可以解决环网瑕疵, 可以正常判断故障, 触发保护倒换。以泉州至厦门为例, 进行多次测试, 确认引进CFD后, 网络可以正常保护倒换, 彻底解决网络瑕疵, 使得环网更加稳定。中断厦门收泉州的纤芯, 保护倒换可以正常启用RRPP保护倒换;中断厦门发泉州的纤芯, 保护倒换可以正常启用RRPP保护倒换;毫秒级的反复中断厦门收 (发) 泉州, 均可以正常启用RRPP保护倒换。
4.3 结论
经多次测试, 多种测试环境内, 引进CFD, 原网络品质没有劣化, 同时解决了原先单纤反复中断, 引发的网络故障。经过近一年的稳定运行, 证实了CFD彻底了解决了之前的故障, 从而也说明CFD在电视IP直播环网的是必须的。
5 结语
IP电视 第9篇
随着网络技术的快速发展,IP流媒体技术已成为信息网络中的一项重要应用,因其快速组网、简单易用、形式灵活的特点,该技术在多种环境和解决方案中被采用。某省级企业因工作需要,要求在省会总部能够收看到省内所有18个地市级电视台播出的电视新闻。为实现这一需求,需要在省内建立一套电视转播系统。
目前省内各地市电视台基本都没有进行卫星转播,只能在当地通过有线电视网收看,利用卫星接收信号的方式显然不现实。
若利用在各地市安装电视光端机,采集各地市有线电视信号后,送至省公司总部统一接收的方式,则需要占用各地市至省公司的光通信网资源,一个地市占用一条独立的光纤,18个地市就要占用18条省网光纤。该方案占用大量的光纤资源,建设成本高,造成投资的极大浪费。
鉴于上述情况,进行综合比较,为节约投资,保证电视转播图像质量,快速搭建采集、转播、点播平台,该项目确定采用IP流媒体技术来组建这套系统。
2 IP流媒体技术
所谓IP流媒体是指采用流式传输的方式在Internet或Intranet播放的媒体格式,如音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件,只将开始部分内容存入内存,流式媒体的数据流随时传送、随时播放,因为数据缓存的关系,在开始时会有一些延迟。
流媒体实现的关键技术是流式传输,流式传输定义很广泛,现在主要指通过网络传送多媒体的技术总称,其特定含义为通过Internet或Intranet将影视节目传送到PC机。实现流式传输有两种方法:顺序流式传输(progressive streaming)和实时流式传输(Realtime streaming)。一般说来,如使用HTTP服务器,文件即通过顺序流发送;如视频为实时广播,就要求使用流式传输媒体服务器,也是这个项目所使用的技术。
实时流式传输要保证视频信号比特率与网络带宽相匹配,使视频可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同,需要专用的流媒体服务器与传输协议。因为它是实时传送,特别适合用来进行实时的电视转播。实时流式传输需要特定服务器,以便对视频传送进行更多级别的控制,因而系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议,如:RTSP(Realtime Streaming Protocol)或MMS(Microsoft Media Server)。
在流式传输中,流媒体要被分解为许多包,由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等,甚至先发的数据包还有可能后到。为此要使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大,因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据,通过丢弃已经播放的内容,流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。流式传输的协议,由于TCP需要较多的开销,故不太适合传输实时数据,所以一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据。
3 方案实施
3.1 信息网质量分析
该系统的成功实施要依托已建成的全省公司IP信息网为传输平台,所以信息网质量的好坏是该项目成功的关键。为保证视频质量,计划在视频采集服务器上以764Kbps比特率、320*240分辨率采集当地有线电视信号,所以信息网络质量必须能满足这一基本要求。首先测试了省公司网络机房的网络速度,使用客户端连接的速度为7.2Mbps。然后选择了2个地市公司网络机房作为抽样点,测试了到省公司网络的网速均在4Mbps以上,证明现有的网络速度完全能够满足需要。
3.2 总体方案
在省公司端使用Media Services系统建立电视点播服务器,在各地市使用Media编码器建立电视采集服务器实现高质量、高速度的数据信号传输,客户端使用安装Windows XP及以上版本的标准的计算机,利用省公司IP信息网络为传输平台构建省公司地方电视台点播系统。
系统总体接入示意图如图1所示。
3.3 电视转播协议
现在使用最广泛的两个流媒体协议是MMS和RTSP,考虑到若使用RTSP协议,Windows客户端还需要再额外安装realplay播放软件,而使用MMS协议,播放电视的media play软件已经由Windows主机自带。对于用户使用更简单,对于管理员系统维护更方便,所以该项目决定采用MMS协议来进行转播。
MMS是(Multimedia Messaging Service)的缩写,中文意思为多媒体信息服务,是微软的私有流媒体协议,它可以很好地传输文本、数据、图像、音频、视频等多媒体信息。MMS协议是以包和数据块的形式从服务器向使用者发送数据到计算机上。服务器上的媒体文件是以ASF或WMA形式存在。直播通过流媒体服务器组装成数据包。如果是TV/视频的话,一个包可能会由多个流组成,但是语音广播就只有一个流。可以认为多个流是被混合到了一个实际的包中,包中发送的流取决于媒体类型。
3.4 建立电视采集服务器
硬件系统由标准服务器加装有线电视信号采集卡组成。详细的硬件安装和基础软件的调试过程不再累述。
电视采集服务器核心软件是Windows Media编码器,Media编码器具体视频采集接口,可以采集到电视卡接收到的有线电视信号,并对电视实况信息源进行编码运算,就是指通过将声卡和电视卡采集到的音频、视频源信息进行编码运算,以将它们转换为IP流媒体的过程。对实况源进行编码的过程与对已存储信息源的编码过程类似,具体原理不再累述,下面仅对具体配置调试过程进行叙述。
Windows Media编码器启动后,因为电视转播属于实况信息,所以要将事件类型选择成“广播实况事件”。在下一步的设备选择中,会显示除系统当前可以使用的视频和音频设备,按照实际情况选择要使用的声卡和电视卡。声卡正确选择后,使用默认配置即可,一般不用再进行配置。电视卡选择后,要进一步配置后方可正确运行。进入配置选项,根据电视源选择有线或者无线,为保证信号质量一般使用有线电视信号,在频道后面输入要转播的电视台的频道号,可输入数字后点击应用进行选台测试,找到需要的频道后点击确定完成。下一步进行运行方式的配置,要选择为自编码器拉传递。最后进行网络广播的配置,http端口可使用系统默认的8080,用于Internet的url地址一般不用改动,使用系统自动生成的即可。
视频比特率的设定,是视频采集配置中比较关键的一步,设置的合适与否决定了视频传播的画面质量和数据流的连贯性,要根据网络的带宽情况进行相应的配置。在网络质量比较好的情况下,就可以把比特率和分辨率调高些,可是如果在网络质量一般或者较差的环境中,使用较高质量的设置,用户端在观看电视时首次显示出画面的等待时间会比较长,并且在观看的过程中,会频繁地进行缓冲,即中断正在观看的节目,非常影响观看的效果。根据前面对现信息网运行质量分析的基础上,将视频和音频都定义为“多比特率CBR”,比特率定义为764Kbps,输出大小为320*240。
在上述的配置都完成后,点击开始编码,即可实现流媒体信号的采集、编码和广播。电视采集服务器采集界面如图2所示。
3.5 建立电视点播服务器
硬件系统由标准服务器组成。详细的硬件安装和基础软件的调试过程不再累述。
对于传统的Web服务器,同样也可以实现流媒体的播放,但它与专业的流媒体服务软件相比,有着明显的差距,(1)系统安全控制功能较少;(2)不具备广播现场媒体流的功能;(3)不能对进程进行管理;(4)不能为独立用户分配带宽;(5)不能监控系统运行状况。基于以上原因,采用传统的Web服务器来组建该点播系统。
电视采集服务器核心软件是Windows Media Server服务软件,它是Windows Server 2003系统的组件之一,在默认情况下没有安装,使用“Windows组件向导”手动添加即可。它使用服务器端的播放列表和广告对内容分发加以定制,既可以提供实时的流媒体,也可以提供例如数字媒体文件等内容,利用缓存技术将其发布到Internet上。
Media Server的点播要建立播放列表,点播发布点通过服务器上的播放列表以流媒体形式播放内容。播放列表包含了实况或者预先制作完毕的内容,可以利用单播或多播传输至客户端。运行Media Server后,使用向导可以使用新建发布点,在传输类型里选择编码器实况流,在编码器URL输入框里填入电视采集服务器的地址,即可完成基本的配置。基本的配置即可满足本系统功能的需要,所以更多高级的功能在此不做累述。
Media Server高级功能简介:(1)可以随时中断节目内容,或者在节目开始、结束时,播放视频公告或者紧急通知;(2)可以使用ASP、ASP.NET或CGI脚本在播放列表每次发生循环时动态显示视频公告;(3)可以在客户端感觉不到延迟的情况下,在实况和已存储的媒体文件之间切换。
电视点播服务器视频点播画面如图3所示。
3.6 建立Web页面服务器
Web页面服务器只是该电视点播系统的一个辅助部分,为节约投资,Web页面服务器不用专门架设一台设备,它可以与其他Web服务器共用,为其新建一个Web页面即可。它的作用是将Media Server的点播列表以网页的形式进行集合,在这个用HTTP协议编写的网页上,每个视频发布点都有中文名字和一个URL链接,方便用户在一个直观的界面上进行点播。
电视点播客户端只要使用Winodows XP及以上操作系统,通过网络登录到该Web页面,点击需要观看地方台名字的链接,该系统就会自动调用客户端系统自带的Media Play播放器,播放出远端地方电视台实时的节目,完成整个点播过程。
4 结语
IP流媒体作为IP网络的一个新技术,因为它高自由度、互动性强、组网简单、成本较低等显著优点,近来越来越多地被应用在视频传递和广播领域。可是它在统一的编解码标准、良好的网络平台保证、不同系统之间的互通性方面还是有它的不足之处,怎样解决这些不足,或者怎样在工程中避免和弱化这些不足,是今后研究的方向和工作的重点。
参考文献
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