宽带流媒体技术及其在有线电视网络中的实现（1）

2019-11-04 23:05:35

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　　宽带流媒体技术及其在有线电视网络中的实现（1）

摘要：本文从流媒体技术的原理、流媒体的传输方式、流媒体三种主流格式及其比较、流媒体的解决方案、宽带流媒体在有线电视网络中的具体实现等方面，具体地阐述了宽带流媒体技术及其在有线电视网络中的实现。

要害词：宽带流媒体，有线电视网络。

在网络上传输音/视频(A/V)等多媒体信息,目前主要有下载和流式传输两种方案。一是采用下载方式,用户必须考虑两个因素；即对客户端的存储需求和播放启动延时。因为A/V文件一般都较大,所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制,下载经常要花数十分钟甚至数小时,所以这种处理方法延迟也很大。二是流式传输表示声音、影像或动画等时基媒体由视频服务器向用户计算机的连续、实时传送。在采用流式传输的系统中,用户不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时。文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式传输不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短,而且不需要太大的缓存容量。

所谓流媒体(Streaming Media)指的是在Internet /Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体,显然,流媒体实现的要害技术就是流式传输。通过流式技术进行传输，即使在网络非常拥挤或很差的拨号连接条件下，也能提供清楚、不中断的音影给观众，从而使窄带互联网传输多媒体视音频内容成为可能。

“流媒体”不同于传统的多媒体，它的主要特点就是运用可变带宽技术，以“流”（Stream）的形式进行数字媒体的传送，使人们在从28K到1200K的带宽环境下都可以在线欣赏到连续不断的高品质的音频和视频节目。在互联网大发展的时代，流媒体技术的产生和发展必然会给我们的日常生活和工作带来深远的影响。

早期的流媒体主要是在窄带互联网上应用，因为受带宽条件的制约，1999年，人们在网上仅仅可以看到一个很小的视频播放窗口。在具备一定带宽的局域网上，人们也很难欣赏到高画质的影音节目，原因很简单：网络带宽不足，音视频编码压缩算法不够先进，客户端计算机解码运算速度不够高。

随着宽带化成为建设信息高速网络架构的重点，许多城市的城域网从接入到核心各个部分都实现了宽带化，架构了以ip为基础的无阻塞数据承载平台。网络的宽带化不仅是为了使人们在宽广的信息高速路上更顺畅地进行交流，使网络上的信息不再只是文本、图像或简单的声音文件，而且人们越来越希望宽带网络带来更直观更丰富的新一代的媒体信息表现。于是流媒体传输问题得以解决。

一、流媒体技术的原理

流式传输使用缓存系统来弥补数据包到达客户端的延迟和抖动的影响，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。一般流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP／TCP来传输控制信息，用RTP／UDP来传输实时声音图像数据。

流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，Web 浏览器与Web服务器之间使用H99vP／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；然后客户机上的Web 浏览器启动A／V Helper 程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A／V（音频/视频）数据的编码类型或与A／V检索相关的服务器地址。

A／V Helper程序及 A／V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A／V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A／V服务器使用RTP／UDP协议将A／V数据传输给A／V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A／V数据抵达客户端，A／V客户程序即可播放输出。

二、流媒体的传输方式

实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Realtimestreaming）和顺序流式传输（PRogressive Streaming）。具体如下：

1．实时流式传输

实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接配匹，使媒体可被实时观看到。实时流与HT－TP流式传输不同，他需要专用的流媒体服务器与传输协议。

实时流式传输总是实时传送，非凡适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就不可停止，但实际上，可能发生周期暂停。

实时流式传输必须配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图像质量较差。而且，由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频质量很差。如欲保证视频质量，顺序流式传输也许更好。实时流式传输需要特定服务器，如Quick Time Streamine Server、Real Server与 Windows Media Server。这些服务器答应你对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、治理比标准HTTP服务器更复杂。实时流式传输还需要非凡网络协议，如：RTSP(Realtime Streaming Protocol)或MMS（Microsoft Media Server）。

2．顺序流式传输

顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他非凡协议，它经常被称作HTTP流式传输。

顺序流式文件是放在标准H99vP或FTP服务器上，易于治理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如：讲座、演说与演示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。

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