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流媒体服务—广电网络业务的新热点

作者/来源：中国有线电视
随着广播电视和因特网的结合，视音频信息的频繁交换，多媒体广播已成必然，并逐渐成为人们信息交流的主要载体。在互联网中，流媒体与常规视频媒体之间的不同在于，流媒体可以通过媒体播放器接收到连续不断的数据包，而不必完全下载后观看收听直播、点播节目。在今天的中国宽带网络市场上，基于MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，Real，WMT，QuickTime等各种流媒体技术已经成为宽带网络的宠儿，也正在刺激着广电宽带产业的发展,与Cable Modem结合在一起,可以充分发挥广电节目源和带宽的优势。同时流媒体使互联网成为真正具有强大功能的新媒体,随着网络宽带化的深入和流媒体技术的不断成熟，从视频点播到网络电视，从可视电话到互联网监控系统，流媒体技术在娱乐、教育、新闻等领域具有广阔的应用天地。目前流媒体在中国广电宽带网建设中被列为最主要的应用之一，许多大中城市在广电宽带网改造中建立了有线电视网络流媒体服务平台。

1 流媒体技术原理

所谓流媒体是指在Internet等网络中采用流式传输方式得到的连续时基媒体数据，即采用流式传输把声音、影像或动画等信息由网络中音视频服务器向用户终端（如PC，PDA等）连续、实时传送。支持多媒体广播连续接收，不经转换就可以显示和收听，保证视频流、音频流和数据流不间断地提取和传输的技术，称为流媒体技术。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，而只需经过几秒或数十秒的启动延时（缓冲）即可在用户计算机上利用解压设备（硬件或软件）对压缩的多媒体数据解压后进行回放，当音频、视频等媒体数据在客户终端播放时，数据的剩余部分将在后台从服务器继续下载。这种对多媒体数据边下载边回放的方式不仅使启动延时缩短，而且不需要本地终端有太大的存储容量，使人们在从很低的带宽（例如14.4 kbps）到较高的带宽（例如10 Mpbs）环境下都可以在线欣赏到连续不断的较高品质的音频和视频节目。

流媒体采用流式传输方式在网络服务器与客户端之间进行传输，它的协议的设计和制定就是为了实现流媒体服务器和客户端的通信，流媒体传输协议无疑成为流媒体技术的重中之重。流媒体按传输方式的不同分为顺序流（Progressive Streaming）传输和实时流（Real Time Streaming）传输。

顺序流传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可以观看在线媒体，在特定时刻用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。顺序流传输基于HTTP协议，也称为HTTP流式传输，用标准的WEB服务器就可以实现顺序流式服务。

实时流传输基于实时传输协议（RTP）或微软公司专有的多媒体协议，实时流传输能保证媒体信号带宽与网络匹配，使媒体可以被实时观看。实时传输协议RTP是最典型、最广泛的服务于流媒体的传输层协议,通常运行于UDP协议上，也可以基于AAL5/ATM或IPX等无连接的通信协议，提供端到端的服务，与具体的承载网络分离。虽说在理论上RTP的底层传输协议也可以采用TCP协议，但在目前的应用中几乎都采用的是RTP/UDP模式。

RTP协议有以下几个特点：

（1）RTP协议具有很大的灵活性

RTP协议不具备传输层协议的完整功能，其本身也不提供任何机制来保证实时地传输数据，不支持资源预留，也不保证服务质量。RTP报文甚至不包括长度和报文边界的描述，而是依靠下层协议提供长度标识和长度限制。RTP协议将部分传输层协议功能上移到应用层完成，从而简化了传输层处理，提高了该层效率。

（2）数据流和控制流分离

RTP协议的数据报文和控制报文使用相邻的不同端口，这样大大提高了协议的灵活性和处理的简便性。

（3）RTP协议具有很大的扩展性和适用性

RTP协议通常为一个具体的应用来提供服务，通过一个具体的应用进程来实现，而不作为OSI体系结构中单独的一层来实现，RTP只提供协议框架，使用者可以根据具体要求对协议进行充分的扩展。

RTP协议本身包括两部分：RTP数据传输协议和RTCP传输控制协议。为了可靠、高效地传送实时数据，RTP和RTCP必须配合使用，通常RTCP包的数量占所有传输量的5％。RTCP协议作为RTP协议的一个重要的控制补充协议，以它的反馈机制实现对流媒体服务的QoS控制，配合传输层协议，保证了流媒体的实时性特征，满足了在IP网上对QoS的需求。RTCP监视RTP传输的服务质量，定期发送RTCP报文给流媒体服务器。RTCP报文包括了接受者收到某个流媒体流的服务质量信息（发送报告和接收报告）、用于媒体间同步的时间戳信息以及用于松散控制的会话信息（SSRC），它要定期广播会话的所有在线成员。

2 流媒体的QoS保证

因为流媒体的实时流传输协议是运行在UDP协议上的，因此其服务质量（QoS）保证就显得更加重要，它依靠RTCP协议的报文反馈机制实现对流媒体服务的QoS控制。QoS可以管理网络中的延时、延时变化、带宽和丢包等参数，对于流媒体应用需求，QoS功能可以提供很多增值服务，例如基于网络的应用识别（NBAR），这种服务可以区分不同应用的流量；服务保障代理（SAA），可以用于端到端的QoS测量值；资源预留协议（RSVP）信号服务，用于访问控制和预留资源。 流媒体传输需要为连续播放提供足够的带宽，有保障的延时和丢失率限制。然而在IP网络环境下，网络不提供QoS保障，媒体流数据在传输过程中经历的带宽、延时、丢失率等将动态变化。对于这种情况有两种解决办法：以网络为中心（Network Centric）和涉及到端系统（End SystemBased）。以网络为中心要求IP网中的路由器/交换机为媒体流传输提供带宽、延迟、抖动、丢失率的服务质量保证，通过综合服务模型（Integrated Service）或者区分服务模型(Differentiated Service)来实现。涉及到端系统则不对网络提出要求，通过端到端的协同实现媒体流传输的QoS保障功能，是一种比较容易实现的办法。

3 流媒体服务平台

流媒体服务平台通常由片源制作采集编码设备、流媒体服务器、管理服务器、Cache服务器等硬件系统与流媒体客户端播放系统、流媒体计费系统、流媒体采集制作端系统、流媒体广告系统、流媒体平台网络管理系统、流媒体检索系统、流媒体调度系统、数字版权管理（Digital Right Management ,DRM）、用户定制API接口等软件系统组成，同时考虑到系统的安全性，需要加载防火墙。其中流媒体服务软件是流媒体增值业务平台中最重要的部分，要求支持多种流媒体格式，在多种连接速度基础上提供性能最优的客户端流媒体效果，并具有开放的、标准的、跨平台的架构，支持最大量的用户群。

4 流媒体技术在广电的应用

目前宽带网络用户开通率低、投资回报率低，其主要原因是宽带面对的是商业应用、娱乐、消费和家庭服务，它需要丰富多彩的内容为基础。一个成熟的宽带产业应该是以内容为中心的运作平台，宽带没有配套的内容，就不可能吸引用户。而目前全球宽带的主要问题是宽带运营商能为用户提供高速数据传递的宽带，但却没有提供宽带传输的载体——多媒体、互动性的宽带内容。

为了能在宽带网络上提供丰富多彩的宽带内容，宽带网络运营商应与内容供应商捆绑构成服务平台，形成健康的网络生态链。而广电恰好是网络运营和内容供应合在一起的，它不仅有覆盖各地的基于HFC的宽带网络而且拥有丰富的节目源，是形成健康网络生态链的完美平台。现在越来越多的广电在线网络服务商采用流媒体服务解决方案，以增强在网络服务上的优势，去更好地瓜分宽带互联网业务这块大蛋糕。

目前网络上可以检索到的流媒体页面已经超过400，000个，有1700家广播电视媒体实现了网上点播，如BBC、CNN以及国内的CCTV.COM、CATV.NET等,在全球实现了爆炸性的增长.流媒体已经成为第四媒体(INTERNET)超过另外3种媒体的主要信息交换平台。

流媒体及宽带网技术的发展，不仅给网民在线欣赏高质量的视频节目带来了可能，同时也为网络运营商带来了一种新的运营模式，必将成为宽带网络发展的方向。流媒体技术及其相关产品将广泛用于远程教育、网络电台、视频点播、收费播放等,在企业一级的应用包括电子商务、远程培训、视频会议、客户支持等。

广告是宣传工具创收的主要来源，对于建设流媒体服务平台的系统来说，广告的播放是获得经济效益的重要手段。在节目中插入若干段视频、动态图片、动态文本滚动广告，设置插播策略，实现个性化广告插播、广告访问统计、计费，后台管理系统可以为不同区域（小区）的用户发布个性化的内容，这些个性化的内容也包括个性化的广告媒体。广告分3类：视频广告，图片广告，文字广告（包括实时文字）。我们可以在节目的不同时间点和播放窗口的不同区域插入广告，如同常见的电视广告一样真实。广告管理系统还具有交互性，可以自动或点击后跳转到其他媒体节目或目标网页，个性化的插入就是将个性化的节目源同认证结束后的用户习惯统计结果的广告访问分布绑定在一起，最终实现个性化的总体内容发布。

5 结语

网络流媒体视频服务平台上可以自如地完成节目的采编、发布、计费、广告插播，而且是基于分布式的多服务器系统，因此适合于今后发展的各种运营模式。

流媒体在中国的宽带建设中被列为最主要的应用之一，越来越多提供网络在线服务的运营商开始采用流媒体服务解决方案，以增强在网络服务上的优势。但随着宽带网络互联时代的到来，新一轮的商业竞争已经开始，广电要面对电信、移动、联通、网通等多家宽带业务实体更为激烈的竞争，我们只有充分利用网络基础设施，大力采用流媒体等技术开展宽带增值业务，才能获得更大的发展。

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