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流媒體范文第1篇

關鍵詞：流媒體；傳輸協(xié)議；系統(tǒng)結構

流媒體（Streaming Media）是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的多媒體格式。在流媒體出現之前，人們在互聯(lián)網上獲取音視頻信息的唯一方式就是將音視頻文件下載到本地計算機進行觀看。而流媒體技術把連續(xù)的影像和聲音信息以數據流的方式實時，即邊下邊播的方式，使得用戶無需等待下載或只需少量時間緩沖即可觀看，大大提高了音視頻信息的可觀賞性，節(jié)約用戶時間及系統(tǒng)資源。

自從1995年progressive Network公司（即RealNetwork公司）第一個流產品以來，流媒體得到巨大的發(fā)展，已經成為目前互聯(lián)網上呈現音、視頻信息的主要方式。

1. 流媒體傳輸的方法

流媒體傳輸技術分為兩類：:順序流傳輸(Progressive streaming )和實時流傳輸(Realtime streaming)。

順序流方式又叫漸進式下載，其傳輸方式是順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線內容，用戶只能觀看已下載的部分，而不能跳到還未下載的部分。由于標準的HTTP服務器可發(fā)送順序流式傳輸的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，所以順序流式傳輸經常被稱作HTTP流式傳輸。

實時流方式：實時流式傳輸使媒體可被實時觀看到，特別適合現場廣播并提供VCR 功能，具備交互性，可以在播放的過程中響應用戶的快進或后退等操作。實時流式傳輸必須匹配網絡帶寬，其出錯的部分一般被忽略，傳輸質量特別時低帶寬時的質量要比順序傳輸的差。實時流傳輸需要專門的流媒體服務器和流傳輸協(xié)議。

2. 流媒體技術原理

流式傳輸方式是指通過特定算法將音頻和視頻等多媒體文件分解成多個小的數據包，由服務器向客戶端連續(xù)傳送，用戶可播放已經接收到的數據包，而不需要將整個文件下載到客戶端。由于TCP協(xié)議不太適合傳輸多媒體數據，故在實時流媒體方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時數據。

3. 流媒體技術的系統(tǒng)結構

目前不同公司的流媒體解決方案各不相同。但就其本質來說，一個完整的流媒體系統(tǒng)至少包括三個組件:編碼工具、服務器及播放器。這三個組件間通過特定的通信協(xié)議相互聯(lián)系，按特定的格式相互交換數據。

4. 傳輸協(xié)議

流媒體系統(tǒng)各組件通過傳輸協(xié)議相互通信。對于順序流傳輸，可采用HTTP協(xié)議進行傳輸。但HTTP協(xié)議并不適合傳輸實時流數據。在流式傳輸的實現方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時多媒體數據。傳輸協(xié)議是流媒體技術的一個重要組成部分，也是基礎組成部分。它包括"RSVP(資源預留協(xié)議)"、"RTP(實時傳輸協(xié)議)"、"R T C P (實時傳輸控制協(xié)議)" 和"RTSP(實時流協(xié)議)"，這四種協(xié)議構成了"rea1-time"服務的基礎。

4.1 資源預留協(xié)議RSVP (Resource Reserve Protocol)

RSVP是Internet上的資源預訂協(xié)議，使用RSVP可以讓流數據的接收者主動請求流數據上的路由器，為該數據流預留一分網絡資源（即帶寬），在一定程度上為流媒體的傳輸提供服務質量。

4.2  實時傳輸協(xié)議RTP與RTCP

RTP是用于Internet/Intranet針對多媒體數據流的一種傳輸協(xié)議。RTP被定義為在一對一或一對多傳輸的情況下工作，其目的是提供時間信息和實現流同步。RTP通常使用UDP來傳送數據，但它本身并不能為按順序傳送數據包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，特別適合傳送網上的實時數據。

4.3  實時流協(xié)議RTSP

RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的，該協(xié)議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數據傳輸。RTSP 是應用級協(xié)議，它以底層的RTP和RSVP為依托，控制實時數據的發(fā)送，它提供了可擴展框架，使實時數據的受控、點播成為可能。在客戶端應用程序中對流式多媒體內容的播放、暫停等操作都是通過RTSP協(xié)議實現的。

4.4 MMS協(xié)議（Microsoft Media Server Protocol）

與QuickTime和Realsystem流媒體技術采用RTSP協(xié)議進行傳輸不同，微軟采用專用協(xié)議MMS進行流式傳輸。

MMS協(xié)議是用來訪問并且流式接收Windows Media服務器中流媒體文件（asf或 wmv）的一種協(xié)議。MMS協(xié)議是訪問Windows Media點上的單播內容的默認方法。觀眾在 Windows Media Player 中必須使用 MMS 協(xié)議才能引用該流。

5. 主要的流媒體技術

5.1 四大流媒體技術

目前，互聯(lián)網上流媒體主要流媒體技術方案有Real Networks公司的Real System方案，微軟公司的Windows Media流式媒體解決方案，Apple公司的QuickTime流式媒體解決方案及Adobe公司的Flash流媒體解決方案。

5.1.1 Real System

Real Networks是Internet上流媒體傳輸的先驅者和領導者。其流媒體文件包括RealAudio，Real Video，Real Presentation和RealFlash4類文件。

5.1.2 Windows Media

Windows Media的前身是微軟公司的Netshow產品，隨著流媒體的廣泛應用，微軟推出了整套的流媒體制作、和播放產品。由于Windows Media的成本較低且簡單易學，支持屏幕錄制等功能，故在教育方面應用較廣。其流媒體文件包括視頻文件WMV/ASF，音頻文件WMA等。

5.1.3 QuickTime流式媒體解決方案

Apple的QuickTime是一個跨平臺的解決方法，同時支持蘋果系統(tǒng)及Windows，其播放器支持多達40種的格式，交互性較強。由于大部分QuickTime編碼器和服務器軟件均運行在蘋果操作系統(tǒng)中，故QuickTime流式媒體在PC機上應用較少。

5.2 新型流媒體技術

5.2.1 HTTP流式媒體

傳統(tǒng)的順序流傳輸(Progressive streaming )由于采用傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議傳輸，并不支持現場直播等實時流傳輸。而隨著網絡技術的發(fā)展，最新的流媒體技術已經支持采用HTTP協(xié)議傳輸流媒體文件和進行實時流傳輸。HTTP流式媒體的代表有Microsoft公司 IIS平滑流式媒體（IIS Smooth St reaming）、APPLE公司HTTP流媒體直播（HTTP Live streaming），Adobe公司最新的Flash Media Server 4.5也支持HTTP流式媒體傳輸。

5.2.2 P2P流媒體

P2P流媒體技術并不是一個嶄新的流媒體技術。他是P2P技術同流媒體技術結合的產物?；赑2P 的流媒體服務系統(tǒng)并不改變現有的流媒體服務架構, 只是在現有系統(tǒng)的基礎上, 改變傳統(tǒng)模式下的服務方式和數據傳輸路徑, 使請求同一媒體流的客戶端組成一個P2P 網絡, 使服務器只須向這個P2P 網絡中的少數節(jié)點發(fā)送數據, 而這些節(jié)點可以把得到的數據共享給其余的節(jié)點。

6．總結

截至2011年6月，我國的網民人數已經達到4.85億，其中中國家庭電腦寬帶上網網民規(guī)模達到3.90億人。如此巨大的網民數量，為流媒體的發(fā)展帶來了前所未有的機遇發(fā)展機遇。隨著互聯(lián)網的飛速發(fā)展，人們對互聯(lián)網內容多樣化的需求也越來越強烈，流媒體業(yè)務的需求與只俱增。目前，流媒體已經廣泛應用于網絡電視，遠程教育，移動設備，數字電視，安防監(jiān)控，視頻會議等多個領域。今后流媒體的發(fā)展趨勢是：①隨著流媒體技術的進步、網絡帶寬的增加及新型高質量編碼方式的出現，流媒體的質量進一步提高，高清流媒體將成為主流。②流媒體技術的應用更加廣泛?；诹髅襟w技術的數字電視將取代傳統(tǒng)有線電視成為主流；同時隨著3G網絡基礎設施的完善和移動終端功能的增強，融合語音、文字、圖像等多種形態(tài)的移動實時流媒體業(yè)務，如手機流媒體直播、移動網絡會議等，將使流媒體的應用達到一個新的高度。

參考文獻：

[1]莊捷.流媒體原理與應用 [M].北京：中國廣播電視出版社，2007：21-41.

[2]齊俊杰，胡潔，麻信洛.流媒體技術入門與提高[M].2.北京：國防工業(yè)出版社，2009:1-30.

流媒體范文第2篇

流媒體于移動網絡的技術優(yōu)勢

就在移動通信業(yè)務正以空前的發(fā)展速度迅速普及的情況下,人們很地會聯(lián)想到在移動網絡中開展視頻業(yè)務,人們可以不受位置的限制,隨時隨地利用手機進行視頻點播、可視通話、召開視頻會議和觀看球賽直播等。然而,為什么這種基于無線網絡的視頻業(yè)務卻遲遲沒有進展?因為它正受無線網絡帶寬、時延、抖動、誤碼以及手持終端體積、耗電等限制。

隨著2.5G移動通信GPRS和CDMA-1X(PDSN)成功商用,使移動網絡數據傳輸速率成倍增長,再加上固網移動流媒體技術的不斷成熟為移動網絡中開展視頻業(yè)務創(chuàng)造了條件。

流媒體是指在分組網絡中使用流式傳輸技術的時基媒體,這些時基媒體系指實時音頻、視頻或多媒體。流媒體技術是將連續(xù)的影像和聲音信息經壓縮編碼后,放到網絡服務器上,讓用戶終端能夠一邊下載、一邊播放,而不是將整個多媒體文件下載完畢后才開始播放的“下載”播放技術。流媒體技術是從互聯(lián)網上發(fā)展起來的一種在線多媒體技術,具有以下三大特點:(1)能夠實時播放音視頻和多媒體,即“邊下載、邊播放”;(2)與“先下載,后播放”的“下載”方式相比較,所播放的流媒體文件只需在客戶端作少量的緩沖保存,降低了客戶端對存儲空間的要求;(3)不在客戶端保存整個媒體文件,有利于媒體文件的版權保護。

由于流媒體技術的上述特點,決定了流媒體在移動通信網絡中應用的廣闊前景。首先流媒體技術在客戶端所提供的緩沖存儲,有效的降低了對傳輸帶寬、時延和抖動的要求,使得在無線環(huán)境下實現實時媒體播放業(yè)務成為可能。其次,移動終端體積小、低能耗的要求,決定了終端有限的存儲空間,而整個媒體文件無需在終端中保存,避免了過大的終端存儲空間。再加上有效的保護版權,能夠確保移

動流媒體應用的商用模式。

移動流媒體的技術特點

在我國3G移動通信網尚處于試驗階段,當前的移動流媒體業(yè)務承載在GPRS和CDMA-1X的中速數據通道上。因為GPRS和CDMA-1X已解決了承載層的移動性,故剩下來需要解決的問題是如何在帶寬窄、干擾大,傳輸不穩(wěn)定的無線環(huán)境中以及在體積小、低耗電的終端中完成流媒體的傳送與回放。由此移動流媒體技術相對于固網流媒體技術而言,還需要解決以下問題:

1.高壓縮比及低運算量

與有線信道相比較,無線信道所能提供的帶寬是受限的,且移動用戶所付費用與該用戶在無線鏈路中所傳送的總數據量成正比。要想在有限的帶寬情況下傳送海量的數字視頻信號,這就要求流媒體傳輸系統(tǒng)對流媒體編碼時,需要采用某種極低比特率的視頻壓縮編碼算法,即要求有很高的壓縮比。在選擇視頻編碼標準時,不僅要考慮髙壓縮比,還需要考慮該標準壓縮、解壓縮運算的復雜程度。采用較高復雜度的編解碼標準,不僅會提高移動終端的硬件成本,而且增加了終端的功耗。一般情況下壓縮比越高,運算越復雜,故往往選擇一種折衷的方案。

2.高容錯性

相對于有線信道,移動通信所使用的無線傳輸信道的環(huán)境要惡劣得多,數據包的接收誤碼率比有線信道要高幾個數量級,且隨著基站和終端的位置、方向的變化,誤碼率會發(fā)生很大的變化。而壓縮的視頻流對誤碼十分敏感,即使是不髙的誤碼率,也會嚴重終端回放的圖像質量。為了盡可能地減少誤碼對視頻質量的影響程度,需要提髙信道的容錯能力,即通過增強信源編碼算法的容錯性、使用強有力的信道編碼方式和采用最佳接收檢測技術來滿足視頻傳輸的要求。此外,承載流媒體業(yè)務的網絡傳輸層及底層移動通信系統(tǒng)也可以進一步改善流媒體傳輸的抗誤碼性能。

3.實時適應帶寬的變化

在移動通信系統(tǒng)中,受環(huán)境的網絡傳輸速率變化很大,要想在移動網絡上開展流媒體業(yè)務,必須使流媒體系統(tǒng)能實時適應網絡傳輸帶寬的變化。其中至關重要的一點是應盡量減少在播放過程中的中斷,以保證終端用戶有良好的感受。要想滿足以上要求,媒體服務器首先需要知道網絡帶寬的情況。為了判斷每個終端的帶寬,可以使用實時傳輸控制協(xié)議(RTCP)中擴展的接收方報告(RR)。移動終端通過RR向服務器報告。媒體服務器根據報告中的平均丟包率(FR)、最近一小段時間的累計丟包率(CNPL)和終端緩沖區(qū)內的流媒體數據存儲時間(BF),三個參數可以確定每個終端的可用帶寬和當前可提供的服務水平。由此服務器對傳送給終端的音視頻流進行相應的調整。

事實上,目前不少系統(tǒng)將以上兩種技術混合使用。在網絡情況正常時,系統(tǒng)可根據網絡情況靈活的在多種速率中進行選擇與切換。當網絡阻塞,系統(tǒng)無法采用可選擇的最低的速率傳送時,系統(tǒng)會采用關鍵幀技術,只傳輸I類型的視頻幀。

4.終端適配與耗電

移動用戶數量龐大,用戶終端種類繁多,且它們之間的差異很大。例如:終端對文件格式的支持能力、圖形與字符的顯示能力(屏幕大小、比例、分辨率、色彩域)、音頻能力(單聲道、立體聲)等方面存在很大差異。這些差異造成了同一個節(jié)目在不同終端上回放的效果不一樣,甚至在某些終端中無法回放。因此,在移動流媒體解決方案中,媒體服務器必須與終端設備進行交互,要根據終端設備的特點,傳送相應的節(jié)目類型。

5.的版權管理問題

隨著版權意識的增強,為了保護內容提供商的利益,要求終端用戶下載的節(jié)目內容無法進行錄制或將節(jié)目內容轉發(fā)給其他用戶;即使轉發(fā)給了其它用戶,其他用戶在沒有通過版權認證情況下亦無法觀看。因此在流媒體系統(tǒng)設計中,需加入OMADRM2.0的管理規(guī)范,提供對內容版權管理的支持,保障節(jié)目的版權,最大程度地保障節(jié)目制作者的權益。

移動流媒體的

流媒體范文第3篇

一、流媒體的概念與特點

流媒體是指運用可變帶寬技術，在數據網絡上按時間先后順序傳輸和播放連續(xù)音／視頻數據的一種格式。流媒體在播放前只將部分內容緩存，并不下載整個文件，在數據流傳送的同時，用戶可在計算機上利用相應的播放器或其它的硬件、軟件對壓縮的視音頻等流式多媒體文件解壓后進行播放，這樣就節(jié)省了下載等待時間和存儲空間，延時大大減少，而多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內繼續(xù)下載。

二、流媒體系統(tǒng)及其關鍵技術

流媒體數據流具有連續(xù)性、實時性、時序性三大特點，具有嚴格的前后時序關系。

流媒體系統(tǒng)的組成

流媒體系統(tǒng)包括音視頻信號編解碼、存儲、流媒體服務器、流傳輸網絡、用戶端播放器五個部分，原始音視頻流經過編碼和壓縮后，形成媒體文件存儲，媒體服務器根據用戶的請求把媒體文件傳遞到用戶端的媒體播放器。

流媒體文件格式

流媒體文件是將一個視頻分段傳送，用戶不必等待整個內容傳送完畢，就可以觀看到即時、連續(xù)的內容，甚至可以隨時暫停、快進、快倒。由于不同公司的文件格式不同，傳送的方式也有所差異，以下是目前流行的幾種流媒體文件格式。

(1)Microsoft公司的WMV格式

(2)Adobe公司的FLASH格式

(3)蘋果公司的QuickTime格式

流媒體系統(tǒng)的關鍵技術

流媒體系統(tǒng)中，影響流媒體播放質量的三個最關鍵的因素是：編碼和壓縮的性能與效率、媒體服務器的性能、媒體流傳輸的質量控制。

(1)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據，形成流媒體格式。

(2)流媒體服務器

流媒體服務器是流媒體應用的核心系統(tǒng)，是運營商向用戶提供視頻服務的關鍵平臺。其主要功能是對媒體內容進行采集、緩存、調度和傳輸播放。服務器性能的關鍵指標是流輸出能力和能同時支持的并發(fā)請求數量。

(3)流媒體傳輸網絡

流媒體傳輸網絡是適合多媒體傳輸協(xié)議甚至是實時傳輸協(xié)議的網絡。

流媒體在因特網上的傳輸必然涉及到網絡傳輸協(xié)議，這是制約流媒體性能的最重要的因素。為了保證對網絡擁塞、時延和抖動極其敏感的流媒體業(yè)務在面向無線網絡中的服務質量，必須采用HTTP、RTP、RTC P、RTSP、RTMP等合適的協(xié)議。

三、流媒體在寬帶網絡的應用及在國內外的發(fā)展

流媒體范文第4篇

三網融合時代，流媒體業(yè)務已經逐漸成為趨勢，音樂下載、數字視頻、圖像下載、智能應用、按需點播等，呈現出一種非?？斓陌l(fā)展趨勢。但在目前的網絡帶寬的限制下，為了達到在網絡上流式傳播文件的目的，視音頻文件必須經過壓縮處理，縮減文件的大小，從而使影音文件的品質有所下降。而且，流媒體業(yè)務是一種寬帶業(yè)務，對于網絡帶寬、抖動、延遲和丟包率都有較高的要求。因而用戶端在使用流媒體服務時，尤其是在忙時段，可能會產生黑屏、馬賽克、圖像停格、聲音時斷等現象。因此我們需要一種有效的手段對流媒體的播放質量進行測試。

流媒體的測試可以分為協(xié)議一致性測試、協(xié)議分析測試和性能測試三種。在實際環(huán)境里，由于各種流媒體系統(tǒng)之間并不兼容，因此協(xié)議一致性測試是在同一廠家的不同版本之間，或者Cache和媒體服務器/播放器之間進行。協(xié)議分析測試和性能測試則需要通過專門的工具軟件和測試儀器來完成。

協(xié)議一致性測試

協(xié)議一致性測試主要驗證在不同系統(tǒng)和產品之間使用的通信協(xié)議執(zhí)行是否符合預先定義的標準。協(xié)議一致性測試經常采用仿真測試的方法，即采用測試工具模擬真實系統(tǒng)進行測試。仿真測試通常會在產品開發(fā)，或者新產品部署前進行，以驗證新產品是否符合規(guī)范。一旦產品特性穩(wěn)定后，就不需要再大量進行此類測試了。

協(xié)議分析測試

協(xié)議分析測試經常被用于實際流媒體系統(tǒng)的測試以及運行和維護中的故障分析和排除。通常系統(tǒng)出現故障后可以由設備本身提供一定的故障信息，但是在很多情況下，這些信息并不能保證快速地分析出故障原因。此時，可以采用協(xié)議分析的方法，對系統(tǒng)發(fā)送到網絡上的流量進行捕捉、存儲，然后幫助進行分析。這種方式比較適合于對一些疑難故障的分析。

在流媒體協(xié)議族里，需要進行協(xié)議分析的種類主要是:

RTSP(Real Time streaming Protocol, 實時流協(xié)議) ;

MMS (Microsoft Media Server Protocol, 微軟媒體服務器協(xié)議) ;

RTP (Real-time Transport Protocol，實時傳輸協(xié)議) ;

RTCP（Real-time Transport Control Protocol，實時傳輸控制協(xié)議）。

進行協(xié)議分析的抓包工具主要有三種:

■ TCPDump: 意即Dump the Traffice on a Network，在Unix或Linux下運行，是根據使用者的定義對網絡上的數據包進行截獲的包分析工具。TcpDump可以將網絡中傳送的數據包的“頭”完全截獲下來提供分析，它支持針對網絡層、協(xié)議、主機、網絡或端口的過濾，并提供and、or、not等邏輯語句去掉無用的信息。TCPDump提供了源代碼，公開了接口，因此具備很強的可擴展性。

■ Ethereal : 在Linux或Windows平臺下使用，Ethereal是個開源軟件，它支持500多種協(xié)議解析， 可以用來從網絡上抓包，并能對包進行分析。

■ Sniffer Pro: Sniffer Pro是Network Associates公司Sniffer技術商業(yè)部門生產的一種網絡分析軟件。這種軟件用于網絡故障與性能管理，是業(yè)界應用最廣泛的工具，運行于Windows平臺下。Sniffer Pro可以解碼至少450種協(xié)議，除了IP、IPX和其他“標準”協(xié)議之外，Sniffer Pro還可以解碼分析很多由出版商自己開發(fā)或使用的專門的協(xié)議。它具備在位和字節(jié)水平過濾數據包的能力，提供對網絡問題的高級分析和診斷，并推薦應該采取的正確行動。除此之外，Sniffer Pro可以離線捕獲數據，比如捕獲幀，因為幀通常都是用8位的分界數組來校準，所以Sniffer Pro只能以字節(jié)為單位捕獲數據。

在測試時需要將被測鏈路和抓包的計算機網口通過HUB連接，這樣抓包工具就可以收集和分析每一個發(fā)送和接收的數據包了。如果鏈路帶寬達到了GE（千兆以太網）級別，此時因為很難找到HUB連接GE端口，可以改用專門的分線器或者在交換機上設置端口鏡像。將抓包工具軟件端口連接到鏡像端口就可以實現抓包。

這里推薦使用Ethereal工具包，因為它可以對RTSP協(xié)議進行解碼分析。Sniffer也是在Windows平臺下的較好的工具。附圖給出了一個Sniffer的實際分析界面。

圖 Sniffer實際分析界面

從圖中可以看到對RTSP SETUP消息的顯示，這可以幫助測試人員分析系統(tǒng)故障是否是由RTSP協(xié)議引起的。把抓到的數據包存盤后，可以進行回放，將以前記錄的數據包重新發(fā)送出來，這也可以幫助進行故障重現。

性能測試

性能測試的主要目的是驗證系統(tǒng)的性能指標，如并發(fā)流數量、最大帶寬等參數。它通過專用工具或軟件模擬大量的用戶去訪問流媒體內容，通過設定不同的流媒體參數來考察被測系統(tǒng)的性能極限，然后再提供性能測試報告。性能測試一般在系統(tǒng)性能評估和系統(tǒng)開通前進行。目前主要用兩種方式進行測試:

■ 在計算機上運行負載測試軟件: 主要是微軟的Windows Media Load Simulator。

微軟的Windows Media Load Simulator推薦運行在Windows 2003 Server的平臺上，測試機至少需要512M內存。它只能對WM進行測試，模擬測試軟件版本9則支持對WM9的測試，使用這種方式在進行大容量系統(tǒng)測試時需要配置讓多臺計算機上同時運行這一軟件。它能夠仿真服務器上的實際負載。使用者可以在記錄中監(jiān)視服務器上的負載測試結果。Windows Media Load Simulator是設計用來在一或多部客戶端計算機上執(zhí)行，以仿真大量的客戶端要求。

流媒體范文第5篇

關鍵詞:流媒體;相關技術;應用

中圖分類號:TP37文獻標識碼:A文章編號:16723198(2010)01027202

1 流媒體概述

音/視頻(A/V)等多媒體信息是在時間上展開的數據流,具有數據量大和實時等特點。要在多媒體終端(如PC)上再現或回放多媒體信息,獲得平滑的多媒體數據流非常重要。當用戶通過下載方式將網絡中服務器的數據保存至本地終端DSM(數字存儲媒質,如計算機硬盤)后,通過數據總線在DSM和內存之間進行傳輸不難實現。但采用下載方式,用戶必須考慮兩個因素:對客戶端的存儲需求和播放啟動延時。因為A/V文件一般都較大,需要很大的存儲容量;而且由于網絡帶寬的限制,下載需要花費較長的時間。

流媒體技術解決的問題就是:采用流式傳輸方式直接從網絡上得到平滑的數據流,無須首先把多媒體數據下載到本地終端在采用流式傳輸的系統(tǒng)中,聲音、影像、動畫等信息從網絡中音視頻服務器向用戶終端(如PC、PDA等)連續(xù)、實時傳送,用戶不必象下載方式那樣等到整個文件全部下載完畢,只需經過短暫的啟動延時(緩沖)即可在用戶的計算機上通過解壓設備(硬件或軟件)解壓后進行回放,數據的剩余部分在后臺繼續(xù)從服務器下載這種對多媒體數據邊下載邊回放的方式不僅使啟動延時縮短,而且不需要本地終端有太大的存儲容量。

2 流媒體的傳輸方式

2.1 順序流式傳輸

即在給定時刻,用戶只能觀看已下載的部分,而不能跳過還未下載的部分,它不像實時流式傳輸那樣在傳輸期間根據用戶連接的速度進行調整。由于文件在播放前觀看的部分是無損下載的,順序流式傳輸方式適合高質量的短片段,如片頭、片尾和廣告,不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻、講座、演說與演示,也不支持現場廣播。嚴格說來,它是一種點播技術。

2.2 實時流式傳輸

是指媒體傳輸時信息帶寬能自動動態(tài)適應網絡帶寬,保證媒體信號帶寬與網絡連接相匹配,使媒體可被實時觀看到。它與順序流式傳輸不同,需要專用的流媒體服務器與傳輸協(xié)議。實時流式傳輸適合現場事件,也支持隨機訪問,用戶可快進或后退觀看前面或后面的內容。理論上,實時流一經播放就可不停地收看,但實際上,可能會發(fā)生周期暫停。

2.3 二者的比較

(1)從視頻質量上講,實時流式傳輸必須匹配連接帶寬,由于出錯丟失的信息被忽略掉,網絡擁擠或出現問題時,視頻質量會下降;如欲保證視頻質量,順序流式傳輸更好。

(2)實時流式傳輸需要特定的服務器,如QuickTime StreamingServer、Real Server與Windows Media Server,這些服務器允許對媒體發(fā)送進行更多級別的控制,因而系統(tǒng)設置、管理比標HTTP服務器更復雜。

(3)實時流式傳輸還需要特殊的網絡協(xié)議,如:RTSP(Realtime Streaming Protocol)或MMS(Microsoft Media Server),這些協(xié)議在有防火墻時有時會出現問題,導致用戶不能看到一些地點的實時內容;而順序流式傳輸與防火墻無關。

3 流媒體傳輸質量的控制

3.1 智能(intelligence and ability)流技術

系統(tǒng)能夠自動檢測網絡狀況并將視、音頻流的屬性調整到最佳,使用戶收到與其連接速度相符的媒體流。智能流技術的實質是通過C/S應用層的速率反饋機制探測網絡帶寬變化,利用媒體流的多速率層次編碼能力,在服務器端動態(tài)的調節(jié)媒體流的傳輸速率,以保證用戶在網絡帶寬變化條件下仍能收到質量較好的媒體流。

3.2 分流(splitting)技術

分流技術一般只在作網絡直播時使用。發(fā)送服務器通過UDP單播、UDP組播等方式將直播媒體流發(fā)送到分布在各地的多個接收服務器,客戶端可以就近訪問服務器獲得較高質量的媒體流,同時減少帶寬使用。發(fā)送服務器與接收服務器之間由高速鏈路連接。

3.3 內容分發(fā)網絡(CDN)技術

CDN是近幾年才發(fā)展起來的新技術,它作為基礎IP網絡之上的一個內容疊加網,通過引入主動內容管理、全局負載均衡和內容緩存等技術,可以將用戶請求的流媒體內容到距離用戶最近的網絡邊緣,從而提高用戶訪問的響應速度,并有效解決網絡擁塞,最大限度的減輕骨干網絡流量。

3.4 緩存(caching)技術

互聯(lián)網是以斷續(xù)的異步包傳輸為基礎,一個實時媒體流或媒體文件在傳輸中將被分成多個包傳輸。由于網絡的延時、抖動等因素,包到達客戶端的順序和延遲可能不一樣,可能出現先發(fā)的包后到的情況,因此需要緩存系統(tǒng)來彌補網絡延遲和抖動的影響,以保證數據包的順序正確以及不會因為網絡暫時擁塞而出現播放停頓的現象。緩存技術一般采用環(huán)形鏈表結構存儲數據,丟棄已發(fā)送或已播放內容并利用空出的空間存儲將要發(fā)送或將要播放的內容,所以一般緩存不會很大。

4 流媒體系統(tǒng)組成結構

4.1 服務器端產品

服務器端軟件產品主要有Microsoft公司的Windows MediaServers服務器組件、RealNetworks公司的Real Server和Apple公司的QuickTime Streaming Server等。這些軟件的作用是提供流式多媒體信息的和管理平臺。

4.2 制作端產品

制作端軟件產品主要有Microsoft公司的Windows MediaServers工具組件、RealNetworks公司的RealProducer和Apple公司的QuickTime等。這些軟件的作用是將普通格式的音頻、視頻或動畫媒體文件通過壓縮轉換為能進行流式傳輸的流格式文件。

4.3 客戶端播放器

客戶端播放器軟件產品主要有Microsoft公司的WindowsMedia Player、RealNetworks公司的Real Player和Apple公司的QuickTime等。這些軟件通常既可以獨立運行,也能作為插件在瀏覽器中運行。

5 流媒體技術的應用

Internet的不斷發(fā)展決定了流媒體應用廣闊的市場前景。流媒體技術及其相關產品將廣泛用于遠程教育、網絡電臺、視頻點播、收費播放等。流媒體技術在企業(yè)一級的可能應用包括電子商務、遠程培訓、視頻會議、客戶支持等。下面對一些主要的流媒體應用作簡要的介紹。

5.1 視頻播出(Streaming Video)

娛樂是流媒體的重要應用場合。用攝像機或其它裝置獲得視頻信號后,就可以通過站點進行基于Internet的現場直播;或者保存為流媒體格式的文件,以供按需播放。需要在一臺較高配置的PC機或服務器上安裝上普通視頻采集卡和聲卡,然后通過視頻采集卡輸入視頻和通過聲卡輸入聲音信號就可以用實時編碼工具來進行直播或錄制成流媒體文件。在這種應用中可加入一定的計費手段,從而能夠提供有償多媒體內容服務。

5.2 遠程教學(Remote seminar)

遠程教學將為更多的人提供接受教育的機會。教學者事先在Internet/Intranet上發(fā)出通知,聽眾在講座開始前訪問某個URL地址,當講座開始時,聽眾可以看到演講者的演講畫面并聽到他的聲音。整個講座也可以媒體文件的形式記錄下來,用于以后按需播放。教學者事先把媒體文件傳給遠程教學服務器,當聽眾需要聽講座時,同樣訪問相應的URL地址,請求獲取服務器中的媒體內容。媒體數據通過流式傳輸下載到用戶的瀏覽器高速緩存中,由媒體播放器實時回放。

5.3 視頻會議(Video Conference)

視頻會議和遠程教學有很多類似之處,但它對實時性的要求更高。在一個視頻會議中,各個會議點用音/視頻采集設備得到多媒體內容信息,經過數字化后用某種壓縮方法進行壓縮。壓縮數據可以通過網絡直接在各個會議點之間組播,或傳到多點處理器(MP)經過合成或轉換后再向各與會點組播。但不管采用哪種方式,都需要保證以盡量小的時延在各個點進行回放,這正是流媒體技術發(fā)揮作用的地方。

參考文獻

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