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IPTV(网络电视)解决方案 1 / 18 北京网瑞达科技有限公司(http://www.wangruida.com) IPTV(网络电视)解决方案 目录 IPTV(网络电视)解决方案 ................................................................................................................. 1 主要技术要点........................................................................................................................... 1 Windows Media Technologies流媒体系统....................................................................... 1 Windows Media 9 系列音频和视频编解码器................................................................ 2 Windows Media Encoder 9 ............................................................................................... 9 Windows Media Services 9 ............................................................................................... 9 IPTV平台规划 ......................................................................................................................... 15 系统设计思想................................................................................................................. 15 系统平台建设配置......................................................................................................... 16 本解决方案优点............................................................................................................. 17 主要技术要点 Windows Media Technologies 流媒体系统 本系统编码及直播部分采用微软 Windows Media Technologies 的流媒体系统。基于 Windows Media Technologies 的流媒体系统通常由运行 Windows Media Encoder 的计算机、 运行 Windows Media Services 的服务器和许多运行 Windows Media Player 的客户端组成。 编码器将直播或预先录制的音频和视频内容转换为 Windows Media 格式,Windows Media 服务器通过网络和 Internet 分发该内容,然后播放机接收该内容。

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IPTV(网络电视)解决方案

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IPTV(网络电视)解决方案

目录 IPTV(网络电视)解决方案 ................................................................................................................. 1

主要技术要点 ........................................................................................................................... 1Windows Media Technologies流媒体系统 ....................................................................... 1Windows Media 9 系列音频和视频编解码器 ................................................................ 2Windows Media Encoder 9 ............................................................................................... 9Windows Media Services 9 ............................................................................................... 9

IPTV平台规划 ......................................................................................................................... 15系统设计思想 ................................................................................................................. 15系统平台建设配置 ......................................................................................................... 16本解决方案优点 ............................................................................................................. 17

主要技术要点

Windows Media Technologies 流媒体系统

本系统编码及直播部分采用微软 Windows Media Technologies 的流媒体系统。基于 Windows Media Technologies 的流媒体系统通常由运行 Windows Media Encoder 的计算机、

运行 Windows Media Services 的服务器和许多运行 Windows Media Player 的客户端组成。

编码器将直播或预先录制的音频和视频内容转换为 Windows Media 格式,Windows Media 服务器通过网络和 Internet 分发该内容,然后播放机接收该内容。

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在典型的用户方案中,用户单击网页上的链接即可请求内容。然后 Web 服务器将请求

重定向到 Windows Media 服务器,并启动用户计算机上的播放机。此时,Web 服务器在流

媒体进程中不再扮演角色,因为 Windows Media 服务器与播放机建立了直接连接,并开始

将内容直接传输给用户。

Windows Media 服务器可以从多个不同的源接收内容。可以将预先录制的内容本地存

储在服务器上,或从联网的文件服务器中检索。可以使用数字录制设备捕捉直播事件并通过

编码器对其处理,然后将其发送到 Windows Media 服务器进行广播。Windows Media Services 还可以重新广播从远程 Windows Media 服务器上的发布点传输的内容。

Windows Media 9 系列音频和视频编解码器

强大的音频和视频新压缩技术是 Windows Media 9 系列的基础。Windows Media Audio & Video 9 系列编解码器可在任何比特率下提供无与伦比的音频和视频质量,它具有特别设

计的功能,可在拨号速率下提供出色的音质和画质,在使用宽带连接时为用户提供类似家庭

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影院的体验,并可优化下载后播放的内容。

Windows Media Audio & Video 9 系列编解码器由 Windows Media Player 7.1 和 Windows Media Player for Windows XP 自动下载。Windows Media Video 9 和 Windows Media Audio 9 Voice 编解码器将自动下载到 Windows Media Player 6.4 中,Windows Media Audio 9 编解码器向后兼容,可用于早期版本的播放机和消费类电子设备。

将新的编解码器与其他 Windows Media 9 系列组件一起使用时,新的技术可相互利用

高级功能,从而提供了许多额外的优势。例如,通过在 Microsoft Windows XP 上使用 Windows Media Player 9 系列,用户可以尽情享受真正的 5.1 声道环绕声,并可以在方便携

带的迷你播放机中播放自己的音乐和视频。对于低比特率视频内容,Windows Media Player 9 系列中新的视频帧平滑处理功能有助于确保更佳的视频观看效果。此外还有更多优势!

音频编码

Windows Media Audio & Video 9 系列采用了一组用于音频内容的突破性的全新编解码

器。音质比先进的 Windows Media Audio 8 所提供的音质还高 20%。对可变比特率 (VBR) 音频的支持,保证了可通过更小的文件来提供更高的质量。您可以在计算机、CD-R 或超过 120 种与 Windows Media 兼容的设备上存储比以往更多的音乐。Windows Media Audio 9 与早期

版本的 Windows Media Audio 兼容的解码器向后兼容,因此,您可以在早期版本的播放机、

操作系统和电子设备上播放新的内容。 Windows Media Audio 9 Professional

第一个用于 Web 的数字环绕声编解码器 Windows Media Audio 9 Professional 是配备

了高保真硬件和 5.1 声道环绕声的计算机的绝配。它能在立体声或 5.1 声道(甚至 7.1 声道)环绕声中捕获高清晰度音频(24 比特/96-KHz 采样),从而实现了以 128 到 768 Kbps 的速率进行流式播放或传递下载后播放的内容。用户无需 128 Kbps 的立体声 MP3 文件,就

可以尽享 5.1 声道音频提供的可媲美相同比特率的出众保真性能! 如果用户尝试使用新的 5.1 声道、24 比特、96 kHz 采样率性能播放文件,但没有支持

多声道或高清晰度声音的系统或声卡,播放质量将无缝地下降(例如,降低到 16 比特、2 声道立体声),以便用户获得系统可提供的最佳播放体验。 Windows Media Audio 9 Lossless

这是一种出色的编解码器,用于存档收藏的 CD。您可以将 CD 中的曲目复制为这种无

损格式,以实现高效存储。然后,可将曲目转换为基于 Windows Media Audio 9 的 CD 以进行播放。 Windows Media Audio 9 Voice

需要对电台广播、广告、电子图书或画外音进行编码吗?到目前为止,低比特率编解码

器已经针对音乐或声音进行了优化,但 Windows Media Audio 9 Voice 是一种前所未有的混

合模式的声音和音乐编解码器,它能够提供极其出色的音质,可用于低比特率流式处理(不

到 20 Kbps)。

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Windows Media Audio 9 VBR

VBR 模式意味着,实现最佳音质所需的平均比特率更低、文件也更小。尽管一个曲目

的某些部分可能包含许多数据,压缩起来较为困难,但其他部分包含的数据可能相对较少,

需要的比特也较少。通过检测哪些部分最难压缩并在最需要的地方分配更多的比特,可以优

化质量。VBR 可应用于 Windows Media Audio 9 和 Windows Media Audio 9 Professional 编解码器。Windows Media Audio 9 Lossless 编解码器始终使用可变比特率 (VBR)。对于低比特

率的流式处理和设备(例如,CD 和 DVD 播放机),可使用限制峰值模式。

视频编码

Windows Media Video 9 在各方面都比 Windows Media Video 8 提高了 15% 到 50%。

通过设计用于极低数据速率的改进的屏幕捕获编解码器,可实现基于计算机的培训这样的方

案。突破性的 Windows Media Video 9 Advanced Profile 编解码器使内容提供商可在一张 DVD 上向消费者提供完整的高清晰度 (720p) 电影。

Windows Media Video 9 Windows Media Video 9 与 Windows Media Video 8 编解码器相比质量提高大约 15%

到 50%(最高比特率下的画质提高最多),确保可在任何比特率下提供无与伦比的视频质量。

例如,Windows Media Video (WMV) 9 文件的大小通常只有同等质量的 MPEG-4 文件的一半。 Windows Media Video 9 Advanced Profile 这是一种随 Windows Media Player 10、Windows Media Format 9.5 SDK 和更新的编解码

器安装程序包一起提供的新的编解码器。Windows Media Video 9 Advanced Profile 的主要功

能包括改进的交织支持和传输格式独立性。它在运行 Windows Media Player 10 的计算机上

的使用效果最佳,不过它也可以在 Windows Media Player 7 或更高版本的计算机上使用。

若要将此编解码器与 Windows Media Encoder 9 系列一起使用,必须安装 Windows Media Player 10。Advanced Profile 编解码器将在解码器中显示一个选项。

使用 9 系列视频编解码器的以前版本,内容生成器可以提供渐进的内容,所采用的数

据速率低到 MPEG-2 编解码器的三分之一,并且仍获得与 MPEG-2 相同的质量。使用 Windows Media Video 9 Advanced Profile,内容生成器和广播器现在可以通过交织的内容在编

码效率上获得同样的改进。 传输格式独立性使得 Windows Media Video 9 Advanced Profile 可以通过并非基于

Windows Media 的系统提供,例如基于标准的广播基础结构(通过本机 MPEG-2 传输流)

或无线基础结构(通过 RTP),甚至是 DVD。此功能将 Windows Media Video 9 Advanced Profile 作为下一代压缩技术融入正在涌现的标准行动中,如 SMPTE、DVB、ATSC 和 DVD-Forum 中的那些行动。

Windows Media Video 9 Screen Windows Media Video 9 Screen 是进行演示或在培训时示范如何使用计算机的理想选择。

此编解码器可以更好地处理位图图像和屏幕动作,即使 CPU 的配置相对普通。

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Windows Media Video 9 Image 使用此编解码器,可通过平移和缩放效果将静态图像转换为全屏 (640 x 480) 视频。可

以添加交叉渐隐过渡,创建完全编辑的视频剪辑效果。然后,可以在低达每秒 20 千比特 (Kbps) 的数据速率下传递结果。使用固定比特率 (CBR) 或单步可变比特率 (VBR) 模式压缩

的这些文件可轻松地进行共享,因为它们比原来的图像文件小得多。 Windows Media Video 9 Image 版本 2 使用此新的编解码器,可通过平移、缩放和各种转换效果将静态图像转换为视频。可以

通过将这些过渡与平移、缩放和同时淡入淡出相结合,创建几乎没有数目限制的效果。然后,

可以在低达每秒 20 千比特 (Kbps) 的数据速率下传递结果。使用固定比特率 (CBR) 或单步

可变比特率 (VBR) 模式压缩的这些文件可轻松地进行共享,因为它们比原来的图像文件小

得多。请注意, Windows Media Video 9 Image 版本 2 与该编解码器的以前版本不兼容。 Windows Media Video 9 VBR 模式 使用这种模式,Windows Media Video 9 编解码器可以查找较复杂的部分,并在最需要

的地方分配更多的比特(例如,动作多的序列),从而以较小的平均文件大小来实现最佳质

量。Windows Media Video 9 还支持限制峰值的 VBR 模式,这样,用户可以指定允许的最

高比特率,低比特率连接和设备(如 DVD 播放机)也可利用 VBR 的优势。 广播就绪 编解码器级的本机隔行扫描支持可确保在广播传递应用(例如,机顶盒或 TV 传递)

中实现最佳质量。 基于硬件的 Windows Media 视频加速 利用支持 DirectX 视频加速 (DxVA) 技术的新一代显卡,体验全面提升的性能。有了这

些显卡,基于 Windows Media Video 的内容的呈现就可以由显卡处理器分担,从而使播放

更平滑,使更高分辨率的视频播放成为可能。这种分担模式还为其他任务留出了更多的计算

资源。

业界产品比较图

视频

数据 业界压缩标准 (与内容有关)

Windows Media (与内容有关)

压缩程度

对比

480/24p 720x480 像素/帧 x 每声道 8 比特 x 24 fps

MPEG-2 @ 4–6 Mbps WMV Pro @ 1.3–2 Mbps

3:1

480/30i 720x480 像素/帧 MPEG-2 @ 6–8 Mbps WMV Pro @ 2–4 Mbps 2–3:1

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x 每声道 8 比特 x 24 fps

720/24p 1280x720 像素/帧 x 每声道 8 比特 x 24 fps

MPEG-2 @ 19 Mbps WMV Pro @ 5–8 Mbps 2.4–3.8:1

音频

数据 业界压缩标准 (与内容有关)

Windows Media (与内容有关)

压缩程度

对比

2 声道 x 48 kHz x 20 比特 Dolby Digital 2.0 @ 220 Kbps

WMA Pro @ 128 Kbps 1.7:1

6 声道 x 48 kHz x 20 比特 Dolby Digital 5.1 @ 384 Kbps

WMA Pro @ 192–256 Kbps

1.5–2:1

6 声道 x 48 kHz x 24 比特 DTS 5.1 @ 1,536 Kbps WMA Pro @ 768 Kbps 2:1

Windows Media Audio & Video 9 系列兼容性

为了提供具有最佳质量的突破性体验,Windows Media Audio 和 Video 9 系列编解码器

充分利用了 Windows XP 操作系统和 Windows Media Player 9 系列或更高版本的高级功能。

在您选择使用的其他平台上也可以获得这种惊人的质量。

下表概括了在早期的 Windows 操作系统上或利用早期版本的播放机播放 Windows Media 9 系列内容时用户的体验。该表还列出了基于 Macintosh 和 Windows CE 的平台的

兼容性。

编解码器 特性 播放机向后兼容性 早期版本的用户体

Windows Media Audio 9

固定比特率 (CBR) 编码(单步和双步编

码)

在 Windows Media Player 6.4 或更高版

本中(根据需要进行

代码转换)、用于 Mac OS X 的 Windows Media Player 9、用于 Pocket PC* 的 Windows Media Player 9 系列

和 用 于 Smartphone** 的 Windows Media Player 9 系列中播

适合于在 Windows Media Player 6.4 或更高版本(以及具有

嵌 入 的 Windows Media Player 6.4 版本)中播放。对于运

行早于在“播放机向

后兼容性”一栏中提

到的播放机版本的

便携设备,不支持 Windows Media Audio 9 编解码器。

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放。

可变比特率 (VBR) 编码(单步和双步编

码)

在 Windows Media Player 7 或更高版本

中播放,并且在支持

播放机的设备中播

放(根据需要进行代

码转换)。

在 Windows Media Player 6.4 中会出现

错误或静默时间。

Windows Media Audio 9 Professional

常规 在 Windows Media Player 7 或更高版本

中以及在用于 Mac OS X 的 Windows Media Player 9 中播

放。播放期间,多个

声道组合为一个立

体声混音。音频采样

率 高 于 48 千 赫 (kHz) 的内容输出为 48 kHz。

Windows Media Player 7 和更高版本

会自动下载编解码

器。Windows Media Player 6.4 无法找到

编解码器。

分离声道播放(例

如,5.1) 需 要 Windows Media Player 9 系列

(或 SDK)或更高版

本、Windows XP 和多声道声卡。

早 于 Windows Media Player 9 系列

的 Windows Media Player 版本、早于 Windows XP 的 Windows 操作系统

和提供不清晰立体

声效果的立体声声

卡。

高清晰度音频(24 比特,96 kHz)

需 要 Windows Media Player 9 系列

(或 SDK)或更高版

本、Windows XP 和高清晰度声卡。

早 于 Windows Media Player 9 系列

的 Windows Media Player 版本、早于 Windows XP 的 Windows 操作系统

和不具有高清晰度

的声卡(仅支持 16 比特、48 kHz 的播

放)。

动态范围控制 需 要 Windows Media Player 9 系列

早 于 Windows Media Player 9 系列

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(或 SDK)或更高版

本和 Windows XP。 的 Windows Media Player 版本和早于 Windows XP 的 Windows 操作系统

不支持动态范围控

制。

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Windows Media Encoder 9

Windows Media Encoder 9 是一套容易使用,而且功能强大的软件,提供使用者自行录

制影像的功能,可以从影像捕捉设备或桌面画面录制,亦提供文件格式转换的功能。主要的

特色在于容易使用、高品质编码、增强的可程序化与管理,特点为:新的使用者界面和向导,

更容易设定与制作影片,用来提供网络现场播放或需求播放,并支持多重来源,可以立即切

换来源,并可监视编码程序进行时的资料,如影像大小、资料流量等等。新的编码能力,支

持 de-interlacing、inverse telecine 和屏幕捕捉,能有更好的输出品质,能从 320*240*60fps到 640*480*30fps,捕捉文件最大可到 30GB,支持的捕捉设备包括 Winnov、ATI、Hauppauge,以及 USB 视讯摄影机等。Windows Media Encoder SDK 提供网站开发者全自动的编码控制,

可从网络(LAN)远端控制,或透过 API 存取或 ASP 控制。 可控性更强,灵活性更大 利用帧级别的准确控制捕获内容。保护实时流并启动广播。支持各种传递方案,包括

MBR 流式处理和 CD/DVD。 无可匹敌的音频和视频质量 从多声道内容到纯声音内容,均可创建最清晰的音频。可实现任何级别的编码,从 HD

质量 (1080i/1080p) 到较低数据速率屏幕捕获。使用新的编码模式优化压缩。 可扩展且自动化 扩展了编码器功能。完全自动执行编码过程。

Windows Media Services 9

新增功能

Windows Media Services 9 系列的新增性能和新增功能使其成为理想的媒体服务器,可

提供高品质的点播和直播流媒体体验。 高级快速启动 通过消除缓冲时间,快速启动可以提供即时播放体验。查看器连接至流后,最初的几秒

将使用最大可用带宽发送数据,因此可以尽快启动播放。现有的快速启动功能中添加了高级

快速启动,该功能使 Windows Media Player 在其缓冲区接收到最小数据量后即开始播放,

从而进一步减少了用户在开始播放之前必须等待的接收数据流的时间。 归档时播放 在 Windows Media Services 的此次更新之前,虽然可以将广播内容归档到文件,但在

完成归档之前无法点播或重播已归档内容。在本版本中,即使广播归档尚未完成也可以点播

或重播已归档文件。 高级 FF/RW

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针对内容的视频部分而改进的快进和后退(“假模式”)功能通过使用针对每种 FF/RW 速度的不同文件来使网络的可用带宽保持稳定。这使每个客户端都能在任何播放速度下获得

固定的带宽,从而使 FF/RW 的过程更加平稳。由于在为客户端提供稳定的播放时,服务器

从源内容磁盘中只读取较少的演示数据,因而减少了潜在的服务器性能瓶颈。 广播自动启动 发生诸如电源故障之类的中断时,不再需要手动重新启动广播发布点。现在可以将广播

发布点配置为每次启动 Windows Media 服务器时均自动重新启动,从而减少收看者在收看

流式处理的内容时遇到的中断次数。 绝对播放列表时间 绝对播放列表时间用于添加播放列表时钟值。通过为服务器端播放列表的属性设定协调

世界时 (UTC) 中的实际时钟值,可以使用时钟值来自动处理广播时间表。 编码器故障转移 URL 修改符 如果主编码器失败或停止,则可以将 Windows Media Services 配置为通过使用主编码

器路径中的 URL 修改符在指定的时间间隔后从备用编码器或其他内容源中提取内容。使用

冗余编码器或其他备用内容源增加了源内容的可靠性。 其他 Windows Server 系统平台支持 (x64) Windows Media Services 是 Microsoft Windows Server 2003 操作系统的基于 x64 的版

本中的组件。基于 x64 的计算机使用扩展 x86 指令系统(例如 Advanced Micro Devices [AMD] AMD64 和 Intel 64 位扩展内存技术 [EM64T] 处理器线)来运行 64 位处理器。与运

行在相同硬件上的 32 位版本的 Windows Media Services 相比,使用 64 位版本的 Windows Media Services 可使可伸缩性提高大约 40%。

优势

Windows Media Services 9 系列提供了终极快速流媒体体验,并提供动态编程以传送即

时和个性化的内容,还提供了业界领先平台以确保便捷的管理、定制和可伸缩性。 终极流媒体体验 Windows Media Services 9 系列快速流式处理功能有效地消除了缓冲时间,并减少了出

现由于网络条件而造成的播放中断的可能性。诸如快速启动、快速缓存、快速恢复和快速重

新连接等功能通过流式处理内容使缓冲时间和掉线时间减至最小(即使在连接速度较慢的诸

如无线和卫星之类的网络上),从而提供了实时播放体验。 Windows Media Services 9 系列与 Windows Media Player 10 相结合,可以为宽带网络上

的用户提供即时/不间断的播放体验。显著改进拨号用户流式处理的可靠性和响应速度,在

播放数字媒体内容时真正消除令人生厌的缓冲延迟和中断现象。Windows Media Services 的新增功能(例如高级快速启动、高级 FF/RW 和归档时播放)可以很理想地为 IPTV 收看者

提供高品质体验。

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动态内容编程 Windows Media Services 9 系列启动了动态内容编程,因而可以即时更新和定制内容来

提供超凡的用户体验。使用这些编程功能,可以: 自动编程和随时无缝更新数字媒体内容。 无需中断用户正在观看的内容,即可在点播或实时广播期间更改程序、更改剪辑顺序、

插入广告、插入新剪辑等。 利用各种广告类型(包括片头广告和插播广告)来增加创收机会,这些广告可与第三方

广告服务器轻松集成。高级报告功能可确保跟踪广告收看的方式和时间。 自动生成个性化播放列表可针对特定观众群的需求定制播放列表,从而使流媒体内容更

贴近每个用户并对用户更有用。 业界领先平台 Windows Media Services 9 系列提供了更简单、更灵活的管理功能,支持的并发用户数

是以前版本的两倍,同时可靠性和安全性均有所提高。开发人员可以通过业界可扩展性最高

的平台来集成和扩展流式处理环境,从而提供了: 更高的可伸缩性。每个服务器在任何带宽下支持的并发用户数都是以前版本的两倍,这

样就减少了成本,从而为大型企业和 CDN 提供了经济的流式处理。64 位版本的 Windows Media Services 使可伸缩性提高了 40%。富媒体流式处理扩展了多播功能,使其不仅包含音

频与视频内容,还包括网页、幻灯片和图像,从而最大限度地提高了富媒体传递的可伸缩性。 自定义的缓存/代理解决方案。开发人员可以构建流式处理缓存/代理解决方案,以控制

本机缓存和代理策略的自定义和扩展。缓存/代理解决方案经济而又高效,从而使组织能够

节约网络带宽、缩短网络延迟时间,并减轻原服务器的负载。 灵活的管理。几乎可在任何环境下通过熟悉的 Microsoft 管理控制台 (MMC)、Web 浏

览器或命令行脚本来管理服务器。使用用于 MOM 的 Windows Media Services 管理包可以

诊断可能存在的服务中断或配置问题,使用该信息还可解决服务器问题或优化服务器性能。 强大的使用限制参数。 Windows Media Services 9 系列提供了业界最强大的一组属性,

使 IT 人员能够在各个事务级别设置限制,以确保传输量不会超过服务器、网络或播放机的

容量。 安全传递。安全的服务器到服务器和服务器到客户端内容分发使用了各种常用的身份验

证和授权机制,包括新增对 Kerberos 和 HTTP Digest 的支持。另外 Windows Media Services 还支持在线式数字版权管理 (DRM) 以及永久性客户端安全。

灵活的编程和插件结构。使用标准 WBEM/WMI 和业界可扩展性最高的对象模型(有 1000 多个服务器接口)轻松创建用于配置和监视的自定义应用程序。您可以使用各种熟悉

的编程语言来扩展功能并与现有的存储、计费和日志记录系统及解决方案进行无缝集成,如 Visual C++、Visual C#、Visual Basic Scripting Edition 以及 Perl。

支持单播及多播

关于单播流 单播流是服务器和客户端之间一对一的连接,这意味着每个客户端都会收到一个独特的

流,并且只有请求该流的客户端才能收到它。您可以将内容作为单播流从请求发布点或广播

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发布点传递。 单播流是 Windows 媒体服务器传递内容的默认方法。单播流由 WMS 单播数据写入程

序插件自动启用(默认情况下处于启用状态)。 下图显示了使用请求发布点将内容作为单播流传递的示例。

如图所示,在运行 Windows Media Services 的服务器(名为 Server1)上有一个名为 TV1

的请求发布点。此发布点确定要传输的内容所在的位置。可以将内容放在本地服务器上,也

可以放在网络文件系统中。您可以从特定文件、播放列表文件或目录获取内容。在本例中,

发布点来源于本地存储在 Server1 上的一个播放列表文件。准备让用户开始传输时,您可

以创建一个公告,为用户提供指向内容的 URL。由于该内容作为单播流传递,因此每个播

放机都有指向 Server1 的唯一连接。 客户端连接到服务器之后,可以通过 UDP 或 TCP 传递内容。这两个协议之间的差别

是客户端确认收到数据包的方式。 如果使用 UDP 传递方法 RTSPU,则服务器没有必要在收到数据包已成功接收的验证之

后再传输另一个数据包。该方法最适合传输。如果客户端没有收到数据包,则它可以请求服

务器重新发送丢失的数据包。这称为 UDP 重发请求。当服务器收到 UDP 重发请求时,它

会检查其缓冲区,查看是否仍然可以获得此数据。如果可以获得,则会将此数据重新发送给

客户端。如果无法获得,则服务器无法实现该请求。客户端可以承受某些数据包损失,甚至

可以在 UDP 重发请求不成功之后继续提供内容。 如果使用 TCP 传递方法(如 HTTP 或 RTSPT),则服务器必须等待客户端确认成功接

收一个数据包之后才可以发送另一个数据包。如果该数据包丢失,则服务器必须先重新发送

该数据包,然后才能继续传输数据。该方法最适合平台组件(如编码器、缓存/代理服务器

和分发服务器)之间的连接,因为它保持最高质量的流。 默认情况下,Windows Media Services 根据内容确定传输的最佳数据包大小。如果要使

用 RTSP 协议通过单播连接传输内容并且会遇到大量的数据包丢失或分裂,则您可能希望使

用 WMS 单播数据写入程序管理单元的属性页,为您的服务器设置特定的单播数据包大小。

确定服务器的正确数据包大小时,请考虑以下事项: • 如果数据包大小超过了将其转发给客户端的路由器的容量,则路由器会将该数据包分

为碎片,然后将各个碎片发送给客户端。客户端收到所有数据包碎片后,会将它们重新组装

成原始数据包。这可能会导致丢失大量数据包,因为丢失任何一个碎片都将导致丢失整个数

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据包。 • 服务器发送的每个数据包都有一个用来传输标头信息(如控制协议、流格式及服务器

地址)的额外带宽要求。发送大量小型数据包可能会导致使用的带宽大大增加。 • 每次重新发送都要求带宽的数量和发送时间与原始数据包相同。 • 不同的用户可能支持不同的数据包大小。请针对您的目标用户优化数据包大小。 • 通过 RTSP 协议 (RTSPU) 使用 UDP 时,将 RTP 数据包大小设置为过小的值可能会

阻止 Windows 媒体服务器进行传输。 单播流的优点是可以在播放机和服务器之间进行交互、更易于设置以及具有多比特率流

功能。但是,能够接收单播流的用户数量受内容的比特率和服务器网络速度的限制。用户使

用大型单播可能会使网络或服务器快速崩溃。在以下情况下,考虑使用单播流: • 希望利用多比特率编码和智能流。 • 计划的用户数量和内容比特率与网络和服务器的容量一致。 • 需要详细的客户端日志。 • 您的网络不支持多播。 关于多播流 多播流是 Windows Media 服务器和接收流的客户端之间的一对多关系。使用多播流,

服务器可以将流传输到网络上的多播 IP 地址,客户端通过订阅 IP 地址接收流。所有客户

端都接收相同的流,但不能控制内容的播放。由于只有一个来自服务器的流,因此无论接收

流的客户端数量有多少,多播流需要的带宽量与包含相同内容的单播流的带宽量相同。使用

多播流可以节省网络带宽,这对低带宽局域网非常有用。 您可以仅从广播发布点以多播流形式传递内容。另外,网络路由器必须已启用多播,这

意味着它们可以传输 D 类 IP 地址。如果网络路由器未启用多播,您仍可以通过局域网的

本地网段以多播流形式传递内容。 所有多播内容必须具有一个指定的生存时间 (TTL) 值,该值用于限制多播期满之前可以

遍历的路由器数量。 WMS Multicast Data Writer 插件可控制服务器将多播传递与发布点结合使用的方式。默

认情况下,此插件是禁用的,并且仅可以在广播发布点上启用。 下图显示了使用广播发布点并以多播流形式从编码器分发的内容示例。

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多播流对服务器和网络的要求比较低,但是可能需要进行网络修改,以便多播和常规网

络流量可以有效地共存。在以下情况下,建议使用多播流: • 要向大量观众广播内容,并且网络带宽和服务器容量有限。 • 您的网络是启用多播的网络。

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IPTV 平台规划

系统设计思想

为实现系统目标,我们将遵循以下设计原则:

先进性

博采众长,在保证方案可靠性和技术成熟性的基础上,采用先进的系统体系结构、先进

的构架方式、先进的应用软件设计思想和实现技术,确保本系统起点高、技术领先,为流媒

体应用的实现提供最佳的技术平台支持。

可靠性和可用性

本系统采用先进的系统体系结构、规范且具有容错功能的应用平台、全面的系统监控措

施、完备的安全手段,确保重要数据万无一失,提高系统的可靠性和连续可用性。

基于成熟产品和技术

系统是在成熟的产品基础之上构建,此产品已经过众多用户多年的使用,具备方案所述

的特点,适合用于构建流媒体应用系统。

实用、易用

实事求是,从用户的实际情况出发,在保证满足用户的需求的基础上,保证整个系统操

作简单实用、易学、易用和易于维护。

可扩展性和灵活性

采用符合国际标准和适应国际发展潮流的信息系统集成技术、可平滑扩展的系统硬件体

系结构、开放式的系统软件平台、模块化的应用软件结构以及符合国际规范的标准接口,确

保系统在处理能力和业务功能方面可灵活扩充,并可与其它系统进行无缝互连。 此外,系统采用的平台具备强大、灵活的应用扩展支持。

安全性

安全性包括系统安全性和业务操作安全性两大部分。系统安全性可通过系统架构、设备

/软件选型、病毒防杀等措施来实现。业务操作安全性可通过操作权限(包括系统权限、数

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据权限和角色权限)的授权、分配和管理机制,数据库操作的审计机制,数字签名和数字证

书等身份确认机制,日志记录和事件监测机制,以及使用 B/AS/DS 三层结构将客户机与数据

库服务器进行隔离等措施来保证。

系统平台建设配置

系统平台建设主要包括:编码服务器、直播服务器、IPTV 后台管理系统。在我们的解

决方案中,我们使用在编码服务器上使用 Windows Media Encoder 对已经解调的电视信号进

行编码;在直播服务器上使用 Windows Media Services 对客户端提供服务;在 IPTV 后台管理

系统中,可以方便的进行节目的添加、删除等操作。

以上系统结构图整体表现了大学所需视频直播系统的基本搭建情况,系统实现的具体步

骤是这样,首先在卫星信号(或有线电视信号)申请接通后将信号通过卫星接收天线传输到

卫星接收机(DVB-S)设备,再由卫星接收机进行解密和转换信号等操作,然后将转换后的

复合输入信号传输至视频采集服务器,由编码服务器自动完成视频采集工作,视频采集的具

体频道和采集时间点由用户自己随意制定,最后由直播服务器完成节目的点播工作。

编码服务器 用于采集视频及音频信号并将信号编码后传送至直播服务器。目前采用每台服务器配置

4 块采集卡,同时对这 4 路信号进行编码并推送至直播服务器。 直播服务器

用于为用户提供对直播服务,用以满足网络用户的观看需求。目前采用两台直播服务器

进行负载均衡及冗余配置,以保证整个系统具有良好的稳定性。 IPTV 后台管理系统

用于管理员对电视节目进行增加、删除、调整等操作,并可以方便的添加现场直播节目。

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本解决方案优点

本解决方案采用了多项核心技术,具有跨平台性、响应速度极快、高性能、超强稳定性、

广泛视音频格式支持性、易扩展性等特点。

1、跨平台性 由于本技术采用了 Microsoft Media Server(MMS)的应用程序层协议,通过 Internet 和

Intranet 发送 WMV(Windows Media Video)格式的视频流。 MMS 协议按照下列顺序自动查找流媒体的最佳传输协议: • 用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP) • 传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP) • 超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol,HTTP) UDP 协议是一个无连接的传输层协议,对于实时的媒体,这个协议是最理想的,因为

它并不保证交付。虽然这听起来像是一个缺点而不是优点,但它是一个特别适合流媒体的特

征。与诸如文件或电子邮件这样的数据不同(它们必须完整交付而不管传输的时间有多长),

流媒体的价值在于受时间限制。如果视频帧丢失,它就没有价值,因为它将不在正确的时间

帧内到达。再次传输它会浪费带宽。指定仅将 UDP 用作传输协议是可能的。 下一个选择就是 TCP,它是主要的 Internet 传输协议。TCP 的缺点是它将设法重新传

输数据,而且还有可能无法穿过公司的防火墙。 最后的选择是 HTTP。虽然它是一个应用程序层协议而非传输层协议,而且它不是为流

媒体设计的,但是 HTTP 可以穿过防火墙。任何可以浏览 Web 的人都能够通过 HTTP 接收流文件。

以上协议都基于 TCP/IP网络层传输协议,而 TCP/IP 协议已经被各种操作系统,例如 UNIX、LINUX、WINDOWS 等操作系统支持,所以此项技术能够在各种操作平台上互通。 2、自适应性 本解决方案可以对多带宽视频流进行编码。Windows Media Technologies 包括智能流

(Intelligent Streaming)特征,它可以检测网络连接速度,调整以适应不断变化的网络条件

并动态地自动提高视频流的质量。智能流作为 Windows Media Technologies 的组成部分之一,

包括下列功能: • 多数据速率编码:内容提供商在一个文件中最多可以提供六个视频带,其速率范围可以从 16 Kbps 到 1 Mbps。使用多比特率编码,最终用户只需单击一个链接就可以自动选择最大

比特率,最大比特率取决于用户的网络连接。 • 智能传输:传统方式下,在继续传输前,网络拥塞会强迫客户端停止播放并重新释放缓冲。

作为 Windows Media Technologies 的特征之一,客户端和服务器现在可以智能地降低质量以

保证持续播放。首先,服务器减少视频帧速率以保持音频质量并将缓冲数减到最小。如果情

况变糟,则服务器完全停止发送视频帧但保持音频质量。最后,如果音频质量开始下降,则

客户端智能地重构流部分以保护质量。该技术称为流缩小(Stream thinning)。

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• 视频播放增强过滤器:视频播放增强过滤器:当接收到视频流时,Windows Media Player 使用智能过滤功能以删除无用数据并大大提高整体视频质量,在低带宽时尤其如此。 3、高性能

由于在服务器流媒体传输技术实现的内部机制上采用了线程池、内存池技术,极大地提

高了服务器的服务性能。 线程池技术使得服务器满足大量用户并发请求和提高整体性能成为可能,该技术要优于

多进程技术上百倍,要优于线程独立创建方式近十倍。 内存池技术极大地提高了服务器内存利用性能。在服务器的磁盘 I/O 上我们创造了半缓

冲技术,该技术要比完全缓冲占用的内存资源少,而比无缓冲速度快。 在网络上采用了自动适应技术,解决了网络带宽的灵活利用的难题,由于不必为每个终

端预先分配固定的网络带宽,采用实时按需分配,所以网络资源的利用得到了充分优化。 采用两台发布服务器做负载均衡的方式,最高可以直接 10000 用户并发收看同以频道的

节目。 4、超强稳定性

在直播服务器配置上使用了负载均衡以及双机热备份的技术,有效的保证了系统的稳定

性。 该方案在北京邮电大学等高校实时后已经稳定运行接近两年的时时间没有出现任何问

题。 5、广泛视音频格式支持性

通过对大量的多媒体格式进行分析研究,我们不仅能够支持流格式的多媒体文件进行网

络传输,而且对各种非流格式的多媒体文件也能很好地支持网络传输,这是由于采用了强制

流化技术的原因。目前我们已经不仅能够支持普通的多媒体格式文件,例如:MPEG1、MPEG2、VCD、MP3、AVI 等,而且能够支持其它专有的多媒体文件格式,例如:Real Networks 的 RM、

Apple 的 QuickTime、Microsoft 的 ASF/WMV、以及 DIVX 等文件格式。 6、易扩展性

全套流媒体分布式解决方案,可以方便的通过增加编码服务器、点播服务器等设备,达

到增加频道数量、扩大系统承载量的效果 7、支持组播和 IPv6、以适应未来网络的需要 本方案完全支持组播和 IPv6 技术,完全适应未来网络发展的需要。