部分网络电视系统与应用.ppt

第四部分 网络电视系统与应用,第五章 数字电视传输新技术,5.1网络电视WebTV技术 5.1.1 网络电视概述 1、网络电视定义 是指通过因特网把电视节目传送到用户终端（电视终端或电脑终端），用户可以根据自己的需要随时随地点播收看自己喜欢的电视节目。同时还可以浏览网页、收发电子邮件、网上购物和聊天等。,2、网络电视的收看终端 网络电视也称IPTV。从总体上讲，网络电视可根据终端分为三种形式，即PC平台、TV（机顶盒）平台和手机平台（移动网络）。,通过PC机收看网络电视是当前网络电视收视的主要方式，因为互联网和计算机之间的关系最为紧密。目前已经商业化运营的系统基本上属于此类。 基于PC平台的系统解决方案和产品已经比较成熟，并逐步形成了部分产业标准，各厂商的产品和解决方案有较好的互通性和替代性。,基于TV（机顶盒）平台的网络电视以IP机顶盒为上网设备，利用电视作为显示终端。,手机电视是PC网络的子集和延伸，它通过移动网络传输视频内容。由于它可以随时随地收看，且用户基础巨大，所以可以自成一体。 网络电视的基本形态：视频数字化、传输IP化、播放流媒体化。,3、网络电视的承载网络 （1）IP网络（窄带、宽带、城域网、局域网） （2）同轴电缆网 （3）移动网（第二、三、四代移动、无线局域网）,4、网络电视系统的组成 网络电视系统主要由电视节目源、视音频编码器、流媒体服务器、传输网络和用户终端等部分组成，主要完成电视节目信号的处理、网络传输和接收显示。,（1）视音频编码器 将视频和音频节目编码成为适合网络传输的流媒体文件。 （2）流媒体服务器 把编码器完成的视音频流存放在服务器。 （3）用户终端 不同的用户终端进行解码和播放。,5、基于P2P技术流行网络电视软件,PPTV网络电视 PPTV网络电视：最流畅的网络视频，体育、新闻、电影、电视、想看就看。 PPTV是一款用于互联网上大规模视频直播的共享软件。本软件使用网状模型，有效解决了当前网络视频点播服务的带宽和负载有限 问题，实现用户越多，播放越流畅的特性，整 体服务质量大大提高！ 软件特色： 1. 播放流畅、稳定。接入的节点越多，效果越好。但是，个别节点的退出又不影响整体性能。 2. 系统配置要求低，占系统资源非常少！ 3. 使用时数据缓存在内存里，不在硬盘 上存储数据，对硬盘无任何伤害！ 4. 多点下载，动态找到较近连接 5. 支持多种格式的流媒体文件，(mms、asf 等),PPS网络电视 PPS网络电视：能点播的网络电视。 ppStream是一套完整的基于P2P技术的流媒体超大规模应用解决方案，包括流媒体编码、发布、广播、播放和超大规模用户直播。能够为宽带用户提供稳定和流畅的视频直播节目。与传统的流媒体相比，ppStream采用了P2P-Streaming技术，具有用户越多播放越稳定，支持数万人同时在线的大规模访问等特点。 ppStream客户端可以应用于网页，桌面程序等各种环境。您可以安装后在网页中体验ppStream。,UUSee网络电视 是悠视网打造的网络电视收看软件，可以免费收看多个频道的精彩节目，包括CCTV在内的各大电视台的节目直播，各类体育赛事直播、高清电影电视剧和娱乐节目的点播等；具备稳定高效的系统内核；采用国际领先水平的P2P传输、视频编解码技术以及分布式服务器部署，保证用户流畅收看高清晰视频内容。,腾讯视频 一款由腾讯开发的用于通过互联网进行大规模视频直播的软件。 它采用了先进的P2P流媒体播放技术，可以确保在大量用户同时观看节目的情况下，节目依然流畅清晰； 同时具有很强的防火墙穿透能力，为用户在任何网络环境下收看流畅的视频节目提供了有力保障；而且所有流媒体数据均存放在内存中，避免了频繁直接访问硬盘数据而导致的硬盘损坏。,5.1.2网络电视制作技术 1、流媒体的概念 Streaming Media 所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。 流媒体又叫流式媒体，它是指视频传送服务器把节目当成数据包发出，传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。,(1)流媒体与下载 流媒体是实时的，数据一边传递人们可以一边收看或收听，数据在播放后没在电脑上存储，能合理保护版权。理解流媒体的这一特性，能实现网络实时广播。 下载文件是非实时的。用户只有在下载完成后，才能收看或收听文件内容。 流媒体收看时，可以如录像机一样的控制。,（2）顺序下载 顺序下载是利用缓冲器buffer技术，使文件下载的同时，也可以播放。所谓缓冲器，就是在用户计算机内存中，有临时用于存放数据的空间。顺序下载的文件最终将保存在这个缓冲器中，用户可以一边下载一边收看。 顺序下载不是真正的流媒体，无法实现真正的实时广播。,（3）随选文件 随选文件On-Demand files是将视频文件按照流媒体的格式进行编码，然后放在服务器，供任何人点播和下载。只要为文件建立链接就可以访问。用户可以对文件进行播放、暂停、快进等的控制。 全天候点播,（4）实时广播 正在发生的视音频文件被实时的编码，并且将文件流直接发送到服务器上。服务器将获得的文件流直接向观众广播。 实时广播需要很大的带宽，所以服务器端需要多个流媒体服务器。 广播的文件越大，需要的服务器越多。,（5）带宽问题 必须使客户端有足够持续稳定的带宽，才能使流媒体流畅的播放。 如果带宽变小，媒体播放器就读取缓冲器的数据播放。如果缓冲器的数据播放完毕，新的数据来不及补充，那么播放器将暂停下来，直到缓冲器有新的数据。,2、流媒体制作软件,（1）RealSystem技术 ReaNetworks公司开发 网上流媒体技术的先驱和领导者 Real Media流媒体由3部分组成： 流媒体编码制作工具RealProducer RealProducer Basic10 / RealProducer plus 8.5 服务器端软件RealService 客户端软件Real Player,流媒体文件包括： RealVideo、RealAudio、RealPresentation、RealFlash 可播放的流媒体文件格式： .swf .mpg .wav .avi .mp3,RealPlayer 网上收听收看实时音频、视频和Flash的最佳工具，让你享受更丰富的多媒体体验，即使你的带宽很窄。 RealPlayer是一个在Internet上通过流技术实现音频和视频的实时传输的在线收听工具软件，使用它不必下载音频/视频内容，只要线路允许，就能完全实现网络在线播放，极为方便地在网上查找和收听、收看自己感兴趣的广播、电视节目。,(2)Windows Media 技术 流媒体编码工具： Windows Media Encoder、 工具包Windows Media Resource Kit 视频捕捉工具Capture Utility 服务端软件 Windows Media Service 客服端软件 Windows Media Player,Windows Media Player 由微软公司开发的一款音、视频播放器，它以兼容格式多、播放功能强大等一系列突出优点，深受用户们的喜爱。通常简称为WMP；支持通过插件增强功能，在V7及以后的版本可支持换肤。它可以播放MP3，WMA，WAV等一系列音频文件，RM文件由于竞争关系微软默认并不支持，不过在V8以后的版本，如果安装了解码器，RM文件可以播放。视频方面可以播放AVI，MPEG-1，,(3)QuickTime 技术 QuickTime是由苹果电脑所开发的一种多媒体架构，能够处理许多的数字视频、媒体段落、音效、文字、动画、音乐格式，以及交互式全景影像的数项类型。,QuickTime技术包括三部分： 1.媒体播放器， QuickTime Player 文件格式为.mov 2.QuickTime流媒体服务器：DarwinStreaming Server服务器； 实时编码器QuickTime Broadcaster 3.软件开发工具，可用于Macintosh和Windows平台。 Final Cut Pro以及QuickTime Pro制作流媒体文件。,5.1.3 网络电视传输技术,1、网络电视的传输要求和机理 （1）数据的吞吐量：合适的编码方式、足够大的缓冲区、足够的客户端带宽 （2）网络可靠性：可靠的差错控制 （3）延迟需求：数据到达客户端的有效控制。 网络电视的视频压缩技术：MPEG-1 MPEG-2 H.263 H264 MPEG-4,2、流媒体传输方式和传输方案,流媒体传输方式： （1）顺序流式传输： 也就是顺序下载数据流，用户在一定时刻只能观看已经下载的部分，而不能跳到还没下载的后序部分，它不能根据用户的连接速度进行调整。不需要特殊的网络协议，通常也称为HTTP流式传输。顺序流文件放在标准的HTTP或FTP服务器上。,（2）实时流式传输 保证媒体信号带宽与网络连接相匹配，使媒体可被实时的观看到。 需要专用的流媒体服务器，如RealSystem服务器、WindowsMedia服务器、QuickTime服务器。 需要特定的网络传输协议。,流媒体传输方案： （1）单播 也称为点对点传播。客户端和流媒体服务器需要建立一个独立的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机。 需要很大的带宽。 对系统硬件很高的要求。,（2）组播 允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。 也称多址广播，一对多的关系。 所有发出请求的客户端共享一个信息包，大大减少网络数据总量。,（3）广播 一个数据包发给网络上的所有用户，而不管用户是否需要。 一对多的关系。 数据广播过程中，客户端接收流，但不可以控制流。用户被动接收。 只需传输一份数据，组内客户端都可以接收，大大降低网络带宽。,3、流媒体传输协议,（1）ST-2协议 （2）实时传输协议RTP与实时传输控制协议RTCP （3）实时流协议RTSP （4）资源预留协议RSVP,5.1.4 网络电视播放技术,1、RealNetworks RealPlayer 2、Microsft Windows Media Player 3、Apple QuickTime Player,第六章 数字电视技术 在现代远程教育中的应用,6.1视频点播VOD技术,6.1.1视频点播与交互式电视 （1）视频点播VOD VOD是Video On Demand的缩写。意思是按个人意愿选择所需要的视频进行播放。视频点播是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术发展的产物，是一项新的信息服务。它摆脱了传统电视中时空限制的束缚，解决了随时随地看视频节目的问题。其本质就是使用者根据自己的需求主动获得多媒体信息。,（2）视频点播VOD的类型,主要有三种VOD系统：NVOD，TVOD，IVOD。 NVOD（Near-Video-On-Demand），可称其为就近式点播电视。这种点播电视的方式是：多个视频流依次间隔一定的时间启动发送同样的内容。比如，十二个视频流每隔十分钟启动一个发送同样的两小时的电视节目。如果用户想看这个电视节目可能需要等待，但最长不会超过十分钟，他们会选择距他们最近的某个时间起点进行收看。在这种方式下，一个视频流可能为许多用户共享。,TVOD（True Video-On-Demand），称其为真实点播电视，它真正支持即点即放。当用户提出请求时，视频服务器将会立即传送用户所要的视频内容。若有另一个用户提出同样的需求，视频服务器就会立即为他再启动另一个传输同样内容的视频流。不过，一旦视频流开始播放，就要连续不断的播放下去，直到结束。这种方式下，每个视频流转为某个用户服务。,IVOD（Interactive Video-On-Demand），称为交互式点播电视。它比前两种方式有很大程度上的改进。它不仅可以支持即点即放，而且还可以让用户对视频流进行交互式的控制。这时，用户就可象操作传统的录像机一样，实现节目的播放、暂停、倒回、快进和自动搜索等。,（3）视频点播终端,计算机为终端的点播系统和电视机为终端的点播系统。 都是基于计算机主机工作，都是数字电视、数字视频压缩编码、视频服务器、数据库、多媒体计算机等技术融为一体的自动点播交互系统。 电视机为终端的点播系统，必须安装一台数字电视机顶盒。,（4）交互式电视,交互式电视Interactive Television. 简称 ITV. 也成为互动电视。 是一种在电视服务商与观众之间通过电视荧屏建立起来的一种直接或间接的联系，观众不再被动的接收电视台播放的节目，而是在某种程度上有选择的接收直接感兴趣的内容，并且可以向电视台反馈自己的信息，参与节目的实时互动。,（5）交互式电视的主要特征,观众与内容的互动：节目点播、电子节目指南、数字化节目录播。 播出与接收的互动：交互性电视实现了观众对节目内容的互动，使电视变成一种个性化的传播，根据个人的习惯来推动节目的传播。可以进行节目的在线调查等。,（6）视频点播与交互式电视异同,视频点播先于交互式电视实现在网络上的传播。 视频点播和交互式电视的传播路径都可以是IP网络和数字有线电视网络。交互式电视更习惯的是指通过有线广播电视网络传播的电视节目。 两者是相互交叉的关系。 随着技术的发展，两者逐步融合，消除差异，并最终和计算机网络融为一体。真正实现三网合一。,视频点播,交互式电视,图6.1 视频点播和交互式电视的关系,6.1.2视频点播系统的组成和分类,视频点播系统的传输网络： 卫星数字电视点播系统 有线数字电视点播系统 IP网络点播系统,1、视频点播系统的组成,前端系统、传输网络系统、用户终端系统和视频点播监控四部分。 （1）前端系统 数字电视前端系统：信源处理、信息处理、传输处理。 设备主要有：数字电视摄录编辑设备、视频服务器、信息服务器、播控服务器等。,（2）传输网络 网络传输系统由干线网和接入网组成，它将视频服务器及其他信号源信息送至用户并回送用户的反馈信息。干线传输主要用光纤。接入网主要有HFC光纤和同轴电缆混合接入。 （3）用户终端系统：两种方式 机顶盒加电视机 Cable Modem加电脑,（4）视频点播监控 节目播出监控、节目内容监控、用户身份认证等。 节目表单EPG 修改或停止播出的操作。,2、基于不同传输系统 视频点播系统的区别,（1）主要系统有两个：计算机网络传输系统、有线电视网络传输系统 （2）区别： 信号格式不同 节目质量不同 传输协议不同 主要终端不同,6.1.3 视频服务器,1、视频服务器的组成和特点 视频服务器是一种压缩、存储、处理视音频数据的专用计算机，一般由数据、控制和接口三部分组成。 视频文件格式有MPEG2/RM/MP4等 接口一般是SCSI。 特点是高速、宽带。,2、体系结构 （1）基于通用计算机的视频服务器 （2）基于高级工作站的视频服务器 （3）基于专用硬件平台的视频服务器 （4）分布式层次结构视频服务器,3、视频服务器中的关键技术,（1）数字视频压缩技术 （2）存储硬件I/O效率 （3）磁盘调度策略 （4）数据放置策略 （5）数据加密技术 （6）流调度技术 （7）交互实现技术,6.1.4 视频点播的远程教育应用,以上海电视大学为例 EVOD=Education VOD教育视频点播系统 运用了微软的MediaPlayASF技术和RealSystem公司的Real技术。 1、系统设计思想与总体框架 （1）设计思想 （2）总体框架,2、系统同步与交互设计,（1）同步策略 （2）交互策略,3、RM格式系统 （RealSystem)的实现,（1）学生端界面 （2）教师端界面 （3）程序的实现,6.2 视频会议技术,视频会议系统Video Conferncing. 是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，达到及时互动的沟通，以完成会议目的的系统设备。,6.2.1视频会议系统的分类,1、按传输网络分类 通用电话网POTS 计算机局域网LAN 综合业务数字网ISDN 异步通信网ATM 国际互联网Internet,2、按传输内容分类 文件会议系统 数据会议系统 可视会议系统 桌面视频会议系统,3、按终端配置分类 桌面终端 机顶盒终端 会议室型终端,4、按媒体是否可选择分类 媒体可选系统 媒体固定系统,5、按与会者参与方式分类 单用户系统 拨号群组系统 点到点系统 点到多点系统,6.2.2 视频会议系统的组成,1、系统整体组成结构 （1）视频会议系统的物理结构 终端设备 通信网络 多点控制单元MCU,（2）视频会议系统的逻辑结构 会议管理 协作处理 视音频处理 多点控制 通信服务,（3）视频会议系统的组网结构 点对点结构 点对多点结构,2、视频会议终端系统的组成,（1）视音频输入输出设备 （2）视音频编码解码 （3）延时线路 （4）信息通信设备 （5）多路复用设备 （6）数据传输控制协议,6.2.3视频会议系统标准协议,.网络协议： 是指网络中传递、管理信息的技术规范。在不同视频会议系统之间共同遵守的标准就是视频会议系统标准协议。 1、H.320 协议 2、H323协议,6.2.4 视频会议系统的教育应用,西北工业大学为例 1、网络基础建设及其结构 2、数据网络建设 3、网关中心建设 4、教室建设,6.3 天网地网结合的现代远程教育中的数字电视技术,6.3.1教育卫星多媒体传输平台 1.我国教育卫星多媒体传输平台简介 2000年10月开播。 集语言、图像、数据、广播和INTERNET接入为一体的信息传输系统。,（1）减少了地面接收天线的口径 （2）扩大卫星转发器的传输容量 （3）加扰加密简单易行 （4）建立在Internet接入基础上的交互 （5）落地后的IP节目重复播放,2、我国教育卫星多媒体传输平台的功能,（1）节目信号的数字化处理功能 （2）CA和EPG功能 （3）IP数据广播功能 （4）INTERNET接入服务功能,6.3.2天网地网结合的现代远程教育系统,天网地网包括： 卫星电视教育网 电信通信网 校园局域网 闭路电视网 地方广播网,1、天地网结合的现代远程教学系统结构 信息收发中心 信息处理中心 网络教学中心,2、天地网结合的现代远程教学系统的数字电视技术 （1）IP数据广播 （2）基于TCP/IP协议的外交式卫星通信 （3）远程教育卫星电视接收技术 （4）用户授权与条件接收 （5）数字电视编码 （6）再复用系统,6.3.3 远程教育卫星接收系统的硬件,1、远程教育卫星接收系统的组成： 卫星接收天线系统 卫星接收机系统 卫星计算机数据接收系统 INTERNET接入系统,2、卫星计算机数据接收系统： 主要完成对IP数据资源信息节目的接收和下载，是由卫星IP数据接收卡和多媒体计算机组成。卫星接收卡主要实现对卫星IP数据资源的接收，并通过多媒体计算机实现对卫星IP资源信息的下载、存储与管理。,3、卫星数据接收卡 一体化调谐器 解复用器 PCI总线接口电路 IP数据接收软件,4、卫星数据接收卡的软件结构 硬件平台 操作系统模块 硬件驱动和管理 系统控制层和库程序 应用程序接口 应用层,6.3.4 远程教育卫星接收系统的软件,1、远教IP数据接收软件,2、以泰文件接收软件,第五部分 移动电视系统与应用,1、移动电视和手机电视 1.1移动电视： 狭义上，移动电视是指在公共汽车等可移动物体内通过电视终端，移动地收看电视节目的一种技术或应用。 广义上，是指一切可以以移动方式收看电视节目的技术或应用，这就包括了狭义的移动电视、手机电视等。,移动电视可以采用无线数字广播电视网（DMB），也可以采用蜂窝移动通信网，甚至Wi-Fi等。 在我国，多采用DMB和蜂窝移动通信网（GPRS或CDMA）。 现在移动电视还增加了由我国自主研发的CMMB数字移动电视技术，在2008年奥运会期间开始提供了相关业务。 目前CMMB卫星信号基本覆盖整个中国。,1.2 手机电视： 指以手机等便携式手持终端为设备，传播视听内容的一项技术或应用。手机电视具有电视媒体的直观性、广播媒体的便携性、报纸媒体的滞留性以及网络媒体的交互性。,2、中国移动多媒体广播CMMB,2.1什么是CMMB: China Mobile Multimedia Broadcasting 中国移动数字多媒体广播的简称. 国内自主研发的第一套面向手机、笔记本电脑等多种移动终端的系统，利用S波段信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视和30套广播节目。,2006年10月24日，国家广电总局正式颁布中国移动多媒体广播CMMB行业标准，确定采用我国自主研发的移动多媒体广播行业标准。 中国移动多媒体广播规定了在广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制，标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率，通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，可实现全国漫游。,2.2 CMMB的体系架构,中国移动多媒体广播技术体系 是利用大功率S波段卫星信号覆盖全国，利用地面增补转发器同频同时同内容转发卫星信号补点覆盖卫星信号盲区，利用无线移动通信网络构建回传通道，从而组成单向广播和双向交互相结合的移动多媒体广播网络。,地面发射中心将信号发向S波段同步卫星后，同步卫星对接收到的信号进行转发，转发后的S波段信号直接被地面的接收终端接收下来。 也可以通过增补转发器处理后被地面的接收终端接收下来，对卫星覆盖的阴影区域