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网络电视业务关键技术及其发展(2)

2009-03-01   广播电视信息 / 彭劲 何青 点击: 标签:H.264 网络电视 IPTV 流媒体
   

  2、网络电视系统模型

  网络电视的基本系统模型如图1所示,整个系统总体上可以划分为三个组成部分:前端(Head End)、网络和接收端,每个部分都由一些关键设备组成,完成相应的基本功能以保证网络电视业务的顺利运营。

图1 网络电视的基本系统模型
图1 网络电视的基本系统模型

 
  2.1 前端

  网络电视系统的前端部分主要包括了流媒体系统、用户管理系统、存储设备、编码器、信源转换设备等:

 流媒体(Streaming Media)系统。流媒体系统把经过数字化处理的视频内容以视频流的形式推送到网络中,使得用户可以在仅下载部分视频文件后即可开始观看,在观看的同时后续视频内容将继续传输。流媒体系统中包括了提供广播(broadcasting)和点播(On-demand)服务的视频服务器。

 用户管理系统(Subscribers Management System, SMS)。用户管理包括了对网络电视业务用户的认证、计费、授权等功能,保证用户可以得到合理安全的服务。

 存储系统。主要用于存储数字化后的供点播的视频内容和各类管理信息,考虑到数字化后的视频文件相当庞大,以及各类管理信息的重要性,因此存储系统必须兼顾海量和安全等特性。

 编码器(Encoder)。按照一定的格式和码率特性要求完成视频信号的数字化,

 信源接收系统。完成各种视频信号源,如有线电视、卫星电视等的接收。

  在网络电视系统的前端部分中实时性的视频信号(如卫星电视、有线电视等)或非实时性的视频节目(如DVD录像带等)经过接收系统后进入编码器部分,输出的数字化文件按照实时广播或点播的要求分别被传送到广播流服务器和点播服务器,供点播的节目需要存储在存储设备中,流媒体服务器在用户管理系统的控制下把视频文件以视频流的方式推送到网络中去。

  2.2 网络

  网络电视系统所使用的是以TCP/IP协议为主的网络,包括骨干/城域网络、宽带接入网络和内容分发网络等:

 骨干/城域网络(Backbone/Metro Network)。骨干/城域网络主要完成视频流在城市范围和城市之间的传送,目前城域网络主要采用千兆/万兆以太网络,而长距离的骨干网络则较多选用SDH或DWDM作为IP业务的承载网络。

 宽带接入网络(Broadband Access Network)。宽带接入网络主要完成用户到城域网络的连接,目前常见的宽带接入网络包括xDSL、LAN、WLAN和双向HFC等,可以为用户提供数百kbps至100Mbps的带宽。

 内容分发网络(Content Delivery Network)。内容分发网络是一个叠加在骨干/城域网络之上的应用系统,其主要作用是将位于前端的视频内容分布存放到网络的边缘以改善用户获得服务的质量,减少视频流对骨干/城域网络的带宽压力。

  一般而言网络电视系统的前端直接连接在骨干/城域网络上,视频流通过内容分发网络被复制到位于网络边缘的宽带接入设备或边缘服务器中,然后通过宽带接入网络传送到业务的接收端,由此可以看出网络电视业务中的视频流实际上是通过分布在全网边缘的各个宽带接入设备或边缘服务器与前端部分共同完成的。

  2.3 接收端

  网络电视系统的接收端包括了计算机、电视、手机和其他智能终端设备,

 计算机。计算机设备包括了各种台式计算机以及各种可以移动的计算机,如PDA等,此类设备的特点是自身具备较强的处理能力,不仅可以独立完成视频解码显示任务,同时还可以安装其它软件完成信息交互、自动升级和远程管理等功能,如浏览器和终端管理代理等。

 电视。电视一般仅具备显示各类模拟和数字视频信号的能力,目前市场上大多数的模拟电视需要配备专门的数字视频处理设备,如机顶盒(Set Top Box, STB),后才可以完成数字视频的显示工作;近期才开始上市的数字电视产品可以接收基于DVB的数字电视信号,但对于网络电视业务来说仍然需要增加相应的功能。

 手机。手机作为网络电视业务的终端显示设备必须具备处理和显示数字视频信号的能力,目前市场上出现的可以处理显示动态画面的手机由于其网络传输速率和视频解码处理能力的限制还无法提供比较流畅的视频信号,因此在3G网络投入运营以及有更为有效的编码方案后,手机会逐步成为网络电视的真正终端设备。

  视频流在到达接收端的各类终端设备经过解码后显示出来,同时需要接收和显示的内容还包括了电子节目指南等信息。计算机与节目指南服务器间可以通过标准的HTTP协议以HTML格式传输节目指南信息,因此在服务系统中无须进行特殊的处理;而机顶盒在与节目指南服务器进行信息交换时尽管基本上也采用标准的传输协议和格式,但是由于机顶盒操作系统和中间件的不同,需要在机顶盒与节目指南服务器间进行相关的定制工作。此外,各类终端设备还可以通过网管代理实现远程监控、自动升级等功能。

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