多媒體點播系統(tǒng)概述

1、多媒體點播系統(tǒng)概述ixJet Streaming VOD System、尸 、-前言Intranet 和 Internet 技術的開展、以及基于 Server/Client 、 Web/Browser 技術的開展改變 了信息根底設施的結構，這包括信息的生成、存儲、傳送和表現(xiàn)形式。目前，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)格 式例如文本、圖形或圖像、以及極窄帶的音視信號已被數(shù)字化，可通過網(wǎng)絡存儲、 傳送和再 現(xiàn)；但是， 依賴傳統(tǒng)信息格式并不能充分滿足當今社會對高質量、 連續(xù)多媒體如高保真音頻 和電視質量視頻的應用要求。這些應用覆蓋著各行業(yè)廣泛的領域，如公司培訓、遠程教學、書報亭、廣告亭、卡拉 OK、其它視頻點播等等。把連

2、續(xù)媒體引入信息根底建設中，對計算機開發(fā)這帶來新的挑戰(zhàn) 因為連續(xù)媒體中存在其固有屬性，包括 大容量的數(shù)據(jù)卷組和連續(xù)播放的要求 。它需要轉 換到 大容量存儲器 中，需要寬帶網(wǎng)絡環(huán)境 ，最重要的是必須能夠 實時傳輸 。傳統(tǒng)的手段不可 能滿足嚴格的 定時和容量 要求，特別是在 文件系統(tǒng)和 I/O 處理 局部。針對傳送連續(xù)媒體的需求產生了許多解決方法： 其中一些使用 專用的硬件平臺或昂貴的 超級計算機 作為多媒體效勞器； 依賴硬件的解決方法會給今后的 擴展、升級和維護帶來問題， 且代價沉重 。另一些采用 低帶寬連接 ，傳送低質量、小屏幕 的視頻內容，例如你偶爾撥號上 網(wǎng)收看一些 "節(jié)目&quo

3、t;，這種方法只能局限在某些應用，無法保證更高質量的視頻點播 VOD 。ixJet Streaming VOD System 就是在這種呼喚下應運而生的，它提供了一種經濟有效的 解決方法來適應多媒體內容的傳送。 它的設計遵循以下四個原那么： 1使用現(xiàn)在流行的基于 Windows NT 的 PC 技術 ，以及 Client/Server 、 Web/Browser 技術 。 2所有硬件和軟件采 用開放式標準 。 3支持跨平臺 。4傳送 高質量的視頻內容 。視頻效勞器視頻效勞器的工作過程如下： 用戶在客戶端啟動播放請求， 這個請求通過網(wǎng)絡發(fā)出， 到 達并由效勞器的網(wǎng)卡接收， 傳送給效勞器。 經過請

4、求驗證后， 效勞器把存儲子系統(tǒng)中可訪問 的節(jié)目名準備好， 使用戶可以瀏覽到所喜愛的節(jié)目單。 用戶選擇節(jié)目后， 效勞器從存儲子系 統(tǒng)中取出節(jié)目內容， 并傳送到客戶端播放。 系統(tǒng)整體設計目的是： 經過網(wǎng)絡通道對視頻傳輸， 使用戶接收并播放平滑、連續(xù)的視頻。通常，一個"回放連接 "被定義為一個 "回放流 "本文稱為"流"-Stream 。可支持流的數(shù)量是衡量視頻效勞器能力的一個重要指標。影響效勞器 性能的因素有很多， 其中兩個重要因素是： 存儲子系統(tǒng)和視頻傳輸機制 。 存儲子系統(tǒng)決定了 存儲設備怎樣快速地提供視頻數(shù)據(jù)，而視頻傳輸機制決定了怎

5、樣有效地通過網(wǎng)絡傳輸視頻。ixJet Streaming Server 運行于 Windows NT 環(huán)境下，它能夠把多種符合工業(yè)標準的多媒 體格式傳輸?shù)竭B接在 寬帶網(wǎng)絡 上的客戶端， 支持的多媒體格式有： MPEG-1 、 MPEG-2 、 AVI 、 Quick Time 。多媒體內容以原有格式存儲， 不需要額外的轉換。 而其它公司一些產品往往需 要把標準 MPEG 格式轉換為其專有格式，這種轉換帶來額外開銷，這對于要求實時傳輸?shù)膭討B(tài)饋入程序會造成一些問題。ixJet Streaming Server 基于 "軟件解決思想 "，對硬件沒有特殊要求。 效勞器可以支持 ID

6、E 或 SCSI 接口的硬盤 ；這意味著對小規(guī)模視頻流的需求，可以使用廉價的 IDE 接口硬盤?，F(xiàn)在已經可以做到， 在 使用一塊 SCSI 接口的視頻硬盤時， 一臺效勞器可以支持高達 50 個 MPEG-1" 并發(fā)流 " ；通過增加額外的 SCSI 通道和硬盤驅動器， 一臺效勞器可以支持高達 100個"并發(fā)流 "。而且在點播時，上述兩種配置的啟動延遲都小于2秒鐘。存儲子系統(tǒng)：容量與結構有兩個因素涉及到視頻效勞器的存儲子系統(tǒng)設計： 存儲容量和訪問容量 。對于前者， 它 的意思是存儲設備全部可利用的存儲空間對于后者， 存儲訪問能力是指是指存儲設備所提供 的訪

7、問能力。 正如上面提到的， 要保證平滑的視頻回放， 效勞器需要從存儲子系統(tǒng)中取得視 頻資料，并且滿足視頻回放率的要求。因此根據(jù)一臺效勞器方案支持多少個"流 "的數(shù)量，可以對相應的存儲子系統(tǒng)進行伸縮調節(jié)。 具有優(yōu)良管理能力的存子系統(tǒng)設計， 成為提供視頻傳 輸效勞的一項重要組成。除了容量因素以外， 還有一個重要的因素要考慮： 存儲結構 。眾所周知， 把全部視頻內 容都存儲到計算機內存上絕對不是經濟的方法，盡管內存提供了高速的訪問能力在納秒 級，但本錢太高了，會使多媒體技術難以推廣。 有一種選擇就是按照和當前計算機系統(tǒng)類 似的層次體系結構組織存儲設備 。層次體系存儲子系統(tǒng)的主要設

8、想是只使用少量的、 昂貴的 高速緩存存儲頻繁 當前 使用的視頻內容， 利用大量的、 價格廉價的存儲設備 例如硬盤 保存視頻內容 ?？傮w來說， 這種體系結構是最經濟的手段。 如何利用視頻效勞器的層次存儲 體系結構，將影響到整個系統(tǒng)的價格和性能。三級存儲層次體系結構：從第三級設備CD-ROM和/或光磁Jukebox、到第二級設備硬盤驅動器、到第一級物 理主存儲器。 為了克服由單個硬盤驅動器所限制的訪問能力 即： 對于存儲于一個硬盤驅動 器的任何視頻內容， 可訪問的特定視頻內容的 "流 "的最大數(shù)量受視頻內容硬盤驅動器能力的 限制 ，ixJet 支持以 "基帶條 &qu

9、ot; Striping 的形式把視頻內容分布式存儲在多個硬盤上，從 而利用全部的硬盤驅動器提升對視頻內容的訪問能力。任何基于硬件的、支持 Windows NT的 RAID 廉價硬盤冗余陣列系統(tǒng)，都可以參加到ixJet 中。而且，這種內部為基帶條的、基于軟件的解決方案也非常適合那些對價格敏感的顧客。采用 RAID 控制器的硬件解決方案將增加整個系統(tǒng)的本錢，盡管 ixJet 支持這種選擇。 這種技術 把 RAID 作為底層存儲設備，用 RAID 控制器同時連接多個磁盤設備，到達站在 應用的角度邏輯地把它們看作是單個硬盤。在訪問時，某個視頻流請求所需的數(shù)據(jù)可能由 RAID 系統(tǒng)的多個物理磁盤提供，

10、 但從外界看來， 它可以為數(shù)據(jù)訪問增加了許多倍的磁盤帶 寬。上面已經提到， ixJet 支持內置的、基于軟件的磁盤 "基帶條 "能力，磁盤 "基帶條 "機制把 多個物理硬盤驅動器組成一套邏輯磁盤驅動器。 換句話說， 這種機制把數(shù)據(jù) " 條狀 "地分布在 多塊硬盤上面。 在任何時候， 對外界是把數(shù)據(jù)存儲在一塊邏輯磁盤上， 但這個邏輯磁盤會利 用所有硬盤驅動器帶寬的總和傳輸數(shù)據(jù)。但 ixJet 解決方案的 " 基帶條 " 機制和微軟公司 Windows NT 的"基帶條 "機制有所不同， ixJet

11、 把視頻硬盤格式化成自己的格式 。微軟 Windows NT 的"基帶條"機制是"不可見的"其技術是不開放的 ，因此應用程序不能利用它的優(yōu)勢， 同時也為 NT 文件系統(tǒng)帶來開銷；另外，盡管 ixJet Server 基于 Windows NT ，但因為在實時 傳輸效勞中的實時限制，Windows NT的FAT文件分區(qū)和NTFS分區(qū)都不可能滿足嚴格的 "實時"要求。而ixJet磁盤"基帶條"機制能夠識別"基帶條配置，能夠直接訪問硬盤設備，充 分發(fā)揮它的效能。提供 CD-ROM 和光磁 MOJukebox 檔

12、案設備存儲能力是 ixJet 的重要特性，它被證 明是一種經濟有效的方案。 它效勞于兩個目的： 第一， 是把不經常點播的多媒體內容存儲到 低速存儲設備中， 為頻繁點播的多媒體內容留出珍貴的磁盤空間和帶寬。第二， 對于音像制作和電影發(fā)行行業(yè)，因為他們使用 CD-ROM 和 DVD-ROM 發(fā)布資料，所以用光磁 MO 或 CD-ROM Jukebox 進行歸檔是十分自然的。 盡管這些是 ixJet 的內在功能， 但它是可選的。 這種對第三級存儲設備的內置支持， 給用戶的調整、 應變和規(guī)模變化帶來了極大便利， 也意 味著最大限度幫助用戶考慮節(jié)省投資。視頻傳輸機制：解釋 "下載 "

13、與" 流"視頻傳輸效勞涉及到連接至網(wǎng)絡的兩個以上的用戶。 它要求效勞器把視頻內容發(fā)送給 客戶端播放。目前，有兩個通用的傳輸方案供使用："下載 "和"流"。 "下載"機制的意思是：通過網(wǎng)絡傳輸整個視頻文件， 把它存儲到客戶端的存儲設備中。 在全部內容到達客戶端以前， 不能開始視頻播放。采用 "下載 "方法視頻傳輸機制，用戶必須考慮兩個因素：播放啟動延時 和客戶端存儲需求。 后者表示在播放之前， 客戶端用于高速緩存視頻內容的主存容量； 前一 個因素是指從選擇到顯示視頻內容的時刻所經過的時間。&quo

14、t;下載"機制能夠較好地滿足一些低質量和時間短的視頻片段點播應用。但對于象 VOD 、公司培訓遠距離教學等要求播 放啟動延遲時間短和視頻質量高的應用，"下載"過于簡單而不能工作。例如，傳送10 分鐘長的 MPEG-1 編碼要求 1.5Mbps 網(wǎng)絡帶寬 視頻片段， 通過流行的 10Base-T 以太網(wǎng)連接， 它的播放啟動延遲時間大約 1.5 分鐘假定整個以太網(wǎng)帶寬可以全局部配和利用時 ，同時 要求大約 110MB 的客戶端空余存儲空間。這個情況在更高質量的視頻例如 MPEG-2 視頻 編碼或長時間的視頻如 100 分鐘的電影將使品質變壞。ixJet 采用的 &qu

15、ot;流"機制解決了這個問題： 一旦客戶端可利用的數(shù)據(jù)量足夠大時， 就允許客 戶啟動播放所選擇的視頻文件。 這表示客戶端可以在無需等待所有數(shù)據(jù)都到達之前就能夠進 行播放。根據(jù)具體的實踐，啟動延時范圍可能從幾秒到幾十秒。通過釋放已經播放的內容，"流"可以重新利用空出的高速緩存空間， 來存放以后仍未播放的內容。 它解決了 "下載 "機制中的 那種簡單方法所遇到的長時間啟動延時和對大容量緩存空間需求的問題。多種現(xiàn)有的多媒體傳輸產品如 Microsoft NetShow 、Real Plater 都使用 "流"的技術但他們主要應用于

16、 Internet 的窄帶傳輸，而不是象 ixJet 用于高質量的寬帶傳輸 。般的 "流"技術也有它的短處，簡單的 "流"不提供任何流量控制。例如，如果效勞器 直以比客戶端 "消化率"還快的速度向 Client 端傳送數(shù)據(jù)的話，會帶來客戶端上數(shù)據(jù)累積，造 成更大的存儲容量需求。 另一方面， 由于網(wǎng)絡擁擠的原因， 如果效勞器傳輸數(shù)據(jù)比客戶端上 的回放速度慢，這樣，視頻的視覺質量是很差的。ixJet 采用一種稱為 "具有控制的流 " 的技術 來解決這個問題。 它一直監(jiān)視播放速率的需 求、網(wǎng)絡交通流量和客戶端緩沖區(qū)，并動

17、態(tài)調整這些參數(shù) ，以確保系統(tǒng)連貫性和協(xié)調運 行。 "具有控制的流 "可以保證視頻的連續(xù)播放。ixJet Streaming Server 支持把上百的高品質的 " 可控制的視頻流 " 傳送給網(wǎng)絡上的客戶端。 這種技術不象 "下載 "或簡單的 "流"，它能夠動態(tài)調整系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以適應以外出現(xiàn)的網(wǎng) 絡流量 "擁擠 "，維持恒定的、有保證的視頻質量。ixJet 甚至支持多媒體 "流 "在 Jukebox 與硬盤驅動器之間的結合使用。例如，如果客戶選 擇一個多媒體節(jié)目， 在客戶作

18、出選擇時 假定這個節(jié)目因為不經常被收看而沒有存放在硬盤 驅動器中， ixJet 可以在 Jukebox 與硬盤驅動器之間，智能地建立一個 "流" 通道?？蛻舨?必等待整個視頻內容從 Jukebox 加載到硬盤驅動器，而只要當有一局部數(shù)據(jù)傳至硬盤驅動 器后，就可以開始播放 。與此同時，剩余數(shù)據(jù)繼續(xù)保持從 Jukebox 流向硬盤驅動器。這就是 所謂的 "鏈式流 "技術 。對于處于第三級存儲設備和硬盤驅動器之間的額外的"流"，任何客戶享受平等處理，并不強迫用戶選擇位于第三級存儲設備的多媒體節(jié)目。網(wǎng)絡協(xié)議和網(wǎng)絡要求網(wǎng)絡協(xié)議：使用 TCP/I

19、P 作為連網(wǎng)協(xié)議標準。在傳輸多媒體視頻內容時，采用 UDP/IP 協(xié)議。網(wǎng)絡要求：交換式以太網(wǎng)或 ATM 網(wǎng)。為了確保必要質量的視頻傳送， 必須在傳輸通道上分配或保存足夠的網(wǎng)絡資源， 一個十 分重要的資源就是網(wǎng)絡帶寬。目前有兩個最流行的選擇 ：交換式以太網(wǎng) Switched Ethernet 或 ATM 網(wǎng)。共享式以太網(wǎng)是總線結構的，如果多個終端同時發(fā)送/ 接收數(shù)據(jù)，它可引起數(shù)據(jù)喪失，將要求在 "重傳 "機制上重新傳送數(shù)據(jù)。 連接到同一個共享式以太網(wǎng)的終端越多， 數(shù)據(jù)沖突的 可能性就越高。交換式以太網(wǎng) 使用以太網(wǎng)交換機進行數(shù)據(jù)交換和傳輸 的采用將提高網(wǎng)絡性能。 這是 一種根

20、本的網(wǎng)絡選擇要求。當然更好的解決方案還屬 ATM 網(wǎng)絡。 在數(shù)據(jù)傳輸建立連接的之前， 終端設備可以協(xié)商 它的帶寬需求， 一旦建立連接， 將保持這種約定。 這意味著所需要的資源被固定保存或分配。應用ixJet 的戰(zhàn)略目標是：提供面向數(shù)字視頻點播所有要求的完整解決方案，但首先從某些 方面的應用入手和完善，例如多媒體視頻圖書館、遠程教學和VCD/ 卡拉 OK 。多媒 體視 頻圖 書 館和 遠 程教 學 重 要 的 在 于 把 ixJet Streaming Server/Client 和Web/Browser很好地結合起來。高品質的視頻傳輸能力和 Web效勞器結合，無疑會增強教學 表達的質量和方便閱

21、覽者輕松操作。大量多媒體資料和講課過程可以用視頻格式記錄和存 儲，供讀者、學生以后使用或復習。 正如許多教育者所建議的那樣：把視頻能力結合到基于 Web 的教學過程中，必然大幅度提高教學質量和生產率。另外，正在定制、完善ixJet 專門適合教學環(huán)境的 Web 著作工具， Web 著作工具將消除那些不熟悉深奧的計算機機理和 Web 技術的教員的心理障礙，讓他們輕松制作課件。VCD/ 卡拉 OK 點播 這里所講的不僅僅應用在專門的影視播放場所如電影院或卡拉 OK 點播娛樂場所。越來越多的新建社區(qū)出現(xiàn)了，很多住戶幾百、上千家對生活質量 和家庭娛樂的追求興趣日益增強， 多媒體電腦開始進入千家萬戶， 這

22、就給物業(yè)管理部門或商 業(yè)單位來潛在的商機和利潤，完全可以建立起一套集中管理和存放電影VCD/卡拉0K的多媒體系統(tǒng)，讓用戶完全根據(jù)自己的需要點播喜愛的節(jié)目， 一切工作無需人工管理或勞神費力， ixJet 系統(tǒng)會自動記帳和跟蹤。當然，還有很多其它方面的典型應用：企業(yè)培訓、廣告亭、自動銷售的書報亭、醫(yī)療服 務等，您完全可以發(fā)揮自己的想象?？蛻舳嘶胤趴蛻舳瞬僮飨到y(tǒng)要求：Windows 95/98/2000 Professional 、NT Workstation 或 Mac 0S 。在客戶端，可以采用ixJet專門設計的程序播放視頻節(jié)目； 也可以采用 Web瀏覽器播放。 這是通過提供對 Netscap

23、e 瀏覽器的 "插件 "plug-in 和對 IE 瀏覽器的 ActiveX 來實現(xiàn)的。 在異種計算環(huán)境中，跨平臺和跨 Web瀏覽器的支持是十分重要的。效勞器管理工具ixJet 提供效勞器管理器程序，允許系統(tǒng)管理員控制和監(jiān)視視頻傳輸效勞。管理員可以 使用效勞器管理器去做：*啟動/停止 ixJet 效勞器。*管理視頻對象，允許管理員生成、下載、輸出和刪除視頻磁盤上的視頻對象。* 配置系統(tǒng)。這個功能允許管理員對系統(tǒng)進行設定，例如啟用/禁用磁盤 "基帶條 "功能，進行視頻磁盤格式化，檢測存儲設備包括視頻磁盤、 CD-ROM 和光磁 MO Jukebox 的訪問

24、能 力。其中，性能檢測是評估系統(tǒng)整體能力的重要局部，它直接關系到系統(tǒng)可以支持的"流 "的數(shù)量。*查看事件運行。一個事件日志窗口在效勞運行時來報告網(wǎng)絡的通信量及其它。 *監(jiān)視流的狀態(tài)。 ixJet 提供了一個顯示窗口，顯示當前流的連接和它的播放信息。開發(fā)工具 SDKixJet 也向系統(tǒng)集成商和開發(fā)者提供客戶端的軟件開發(fā)工具 SDK ，可以讓您最在喜歡 的各種編程語言環(huán)境中進行再開發(fā)。SKD 對在 VB、VC、VJ 環(huán)境下的開發(fā)加以指導，使您能夠按照用戶的要求進行定制。它提供ixJet ActiveX 控件和ixJet Java Package，支持對Windows 95/98

25、/2000/NT 、Mac OS 和 UNIX 跨平臺操作。使用簡單的 HTML 指令就能把視 頻播放功能添加到基于網(wǎng)頁的應用中。系統(tǒng)技術指標1、系統(tǒng)指標最大同時使用用戶數(shù)： 300選擇同一個節(jié)目的最大用戶數(shù)： 300響應時間： 小于 3 秒鐘系統(tǒng)安裝用戶數(shù)： 不限2、客戶端節(jié)目控制：播放、暫停、停止、快進、快倒、重播、全屏。 節(jié)目選擇：節(jié)目清單項選擇擇、快速查詢選擇、關閉。圖像質量： MPEG-1&2 、AVI、ASF、QuickTime 格式；錄像機、 VCD 、DVD 圖像質量。3、網(wǎng)絡要求網(wǎng)絡：交換式以太網(wǎng) Switched Ethernet 或 ATM 網(wǎng)?？蛻舳私尤耄?10

26、Mbps 或 25Mbps 。視頻效勞器端接入： 100Mbps 或 155Mbps 。4、視頻效勞器 磁盤陣列容量： 18-144GB 響應時間：小于 3 秒鐘 編碼算法： MPEG-1 、 MPEG-25、Web 應用支持 Netscape 和 IE支持 ActiveX 控件 Web 頁面制作 支持 VB Script 、 Java Script 編程接口系統(tǒng)設備配置要求1、ixJet Streaming Server 視頻效勞器PCI 總線、 Pentium 233Mhz 以上 內存： 64MB 以上 系統(tǒng)硬盤： IDE 接口， 2GB 以上 視頻硬盤： SCSI-3/FC-AL 接口，

27、 18GB 以上 網(wǎng)卡： 100Base-TX 或 155Mbps ATM 網(wǎng)卡 操作系統(tǒng)： Windows NT4.0 以上 數(shù)據(jù)庫接口： Jet database engine3.52、客戶端工作站PCI 總線、 Pentium 166Mhz MMX 以上 內存： 64MB 以上 顯示卡：支持 DirectX 5.0 以上， 2MB 顯存以上推薦 4MB 聲卡：支持 DirectX 5.0 以上網(wǎng)卡： 10Base-T 以太網(wǎng)卡、或 25Mbps ATM 網(wǎng)卡 視頻回放卡可選 ：支持 Active Movie 操作系統(tǒng)： Windows 95/98/2000/NT 、Mac OS 數(shù)據(jù)庫接

28、口： Jet database engine3.5播放軟件：專用 ixJet Streaming Player 播放器；或使用 Netscape 3.0/IE 3.0 以上多媒體播送系統(tǒng)概述ixJet Live Broadcasting SystemixJet Live Server 是用于 "流式 "多媒體實時播送的一個產品，它和ixJet Streaming VODSystem 一同豐富了 ixJet 產品族。它可以將金融資訊、新聞、廣告、教學講座、研討會、公共電視節(jié)目，通過 Intranet 、 無線網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、 Internet 實時地傳送到 PC 客戶端上。在進行

29、視頻播送的同時，還可以進 行節(jié)目錄制，供日后通過 ixJet Streaming VOD System進行視頻點播使用。值得強調的 是，它允許以 Web 的形式進行播放，使得人們可以很方便收看和操作。ixJet Live 適應多種網(wǎng)絡環(huán)境。它符合工業(yè) MPEG-1&2 標準，它的數(shù)據(jù)流可以支持從 96Kbps 到 3Mbps 的畫面質量。通過它內置的一點對多點 IP 的播送技術， ixJet Live Server 允許對網(wǎng)絡上無限多的客戶實時播放。ixJet Live 既允許現(xiàn)場直播， 也可以結合 ixJet Streaming VOD System 來播放存儲起來的多媒體資料。 i

30、xJet Live Server 運行于 Microsoft Windows NT 和 Windows 95/98/2000 環(huán)境中。特點是高分辨率實時播放 "流式 "多媒體的理想應用和解決方案基于 Web 的遠程頻道 /編程管理支持 IP 播送和虛擬的一點對多點播送 使用方便的效勞器端管理工具 能夠用 ActiveX 構件的 API 來定制客戶端 編程指南和頻道"搜尋surfing能力 允許預先方案編排實時播送的節(jié)目 通用的客戶端界面同時支持" 流式 "視頻點播和收看實時頻道播送在 live server 效勞器端，可以用 MPEG 硬件協(xié)助解碼 采用 NTSC 或 PAL 制電視電纜 /錄像機的信號輸入方式 如果使用 MPEG-1 解碼器，可以把 NTSC/PAL 模擬信號輸出到電視監(jiān)視器上 要編碼的視頻解像力可以選擇 SIF