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1、基于多媒体时移网络电视系统技术研究 摘要:本文研究的混合型时移网络电视系统(HTSNTV)方案吸收了本地时移方案和IP点播方案的优点,并且采用了优化的P2P网络电视直播技术,与传统B/S或C/S架构相比,采用P2P技术的流媒体直播系统极大降低服务运营商的成本,提高系统的并发用户数,为用户提供高质量、低成本的视频直播服务.针对时移功能的用户需求特点,本研究率先在P2P视频直播平台Banacast上实现了本地时移功能,在较低成本的条件下让所有用户体验到新型的网络电视系统强大时移功能.关键词:时移电视;流媒体;网络电视;P2P;IP电视中图分类号：TN949.198文献
2、标识码：A时移作为一项最重要的IPTV新功能,越来越受到广泛的重视.目前主要有4种时移电视的实现方案:多频道切换时移、本地存储时移、IP点播时移、有线时移.多频道切换时移方式本质上不是真正的时移系统,只是通过时间偏移在不同时间延时播出同一个频道的内容,方案所占用的资源大,效率低,用户体验差;本地存储时移方式是当前IPTV系统普遍采用的时移方案,其时移区间的大小取决于本地硬盘存储空间的大小,成本代价较大,且不能进行长时间的时移范围选择;IP9点播时移方式一定程度上缓解了本地时移范围小的问题,因为视频服务器可以存储较长时间的视频内容,但是采用这种方式的最大问题是即使在不
3、进行时间移动的情况下,随着并发用户数量的增长,服务器端主机和网络带宽将线性上升以至造成阻塞,大规模实际运行的可能性较小.有线时移是一种将模拟信号数字化后进行处理的方式,可以扩展一些数字化频道,是多频道切换方式的一个进步,但是这种扩展频道数量的方式是相对有限的,对于用户的并发支持度虽然有所提高,但是从本质上讲亦十分有限,最多只适应中等规模用户的使用.在实现大范围时移的过程中,通过增加一个服务器程序来存储时移数据、建立时移数据索引和时移内容分发,改进的分片存储技术、多级索引、缓冲机制极大地提高时移数据资源的搜索速度和系统运行效率.1关键技术介绍1.1流媒体技术本系统使用
4、ASF流媒体格式,ASF是一种数据格式,音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式,以网络数据包的形式传输,实现流式多媒体内容发布.其中在网络上传输的内容称为ASFStream.ASF支持任意的压缩/解压缩编码方式,并可以使用任何一种底层网络传输协议,具有很大的灵活性.P2P网络结构采用混合式P2P9网络结构,资源搜索策略采用基于多策略的自适应资源搜索算法.1.2时移数据存储与搜索技术由于多媒体数据量相当大,即使使用高压缩比的WMV压缩格式进行编码,仍然需要非常大的存储空间,采用548Kbyte/s速率的编码格式,30d的音视频内容大概需要170Gby
5、te左右的存储空间,为了能快速搜索到指定时间点的资源,必须处理好存储和索引之间的关系.在TSNTV系统中,建立了“天”索引“块”索引和“包”索引三级索引.天索引记录每1d的首个索引块存储入口,块索引记录1d中各块的首个数据包索引入口,包索引记录每一数据包的存储入口.每一级索引都使用顺序存储,可进行折半查找,查找速度快.另外,天索引长期驻留内存,块索引和包索引根据用户访问情况和系统内存使用状况存储在内存中.2系统分析2.1系统总体结构图1描述一个结合了P2P视频直播的时移网络电视系统,包括节目发布管理、内容分发与传输、时移数据存储、索引与检索、播放等.其中有多个模块属
6、于网络电视直播系统,是关系到时移数据的采集、传输、播放等内容的基础平台,文中有相关介绍.本文重点介绍时移存储与索引模块和客户端模块的分析与设计过程.图1时移网络电视系统体系结构9时移系统实现两种时移功能:本地时移和服务器时移.本地时移主要通过P2P方式获取数据并存储在内存中,用户直接读取内存数据进行时移操作,其优点是操作速度快,而且不会增加中央服务器的负担;缺点是可时移区间小,而且在大部分情况下必须是用户观看过的内容才可以进行时移.服务器时移允许用户回看较大区间的内容,但必须在服务器存储时移数据,并增加相应的服务器出口带宽.由以上分析可把整个时移系统分为数据来源、数
7、据存储与传输、数据播放3个部分,按照此划分方案,系统可设计成3个模块:时移数据源服务器、时移存储与索引服务器、客户端.2.2时移系统运行过程分析时移系统主要运行步骤是:存储——索引——搜索.为实现长时移功能,必须使用一台或多台计算机来存储数据,这些计算机从时移数据源服务器接收数据后进行存储和索引,客户端发送请求信息到这些计算机,通过多级索引搜索到数据后发送到客户端.3系统设计与实现根据以上对时移系统的分析,设计的时移系统分为3大构件:时移数据源服务器(TSMS)、时移存储与索引服务器(TSSI)、时移客户端(TSC).TSMS主要功能:控制功能、数据获取和数据发
