多媒体点播系统概述

1、多媒体点播系统概述ixJet Streaming VOD System、尸 、-前言Intranet 和 Internet 技术的开展、以及基于 Server/Client 、 Web/Browser 技术的开展改变 了信息根底设施的结构，这包括信息的生成、存储、传送和表现形式。目前，传统的数据格 式例如文本、图形或图像、以及极窄带的音视信号已被数字化，可通过网络存储、 传送和再 现；但是， 依赖传统信息格式并不能充分满足当今社会对高质量、 连续多媒体如高保真音频 和电视质量视频的应用要求。这些应用覆盖着各行业广泛的领域，如公司培训、远程教学、书报亭、广告亭、卡拉 OK、其它视频点播等等。把连

2、续媒体引入信息根底建设中，对计算机开发这带来新的挑战 因为连续媒体中存在其固有属性，包括 大容量的数据卷组和连续播放的要求 。它需要转 换到 大容量存储器 中，需要宽带网络环境 ，最重要的是必须能够 实时传输 。传统的手段不可 能满足严格的 定时和容量 要求，特别是在 文件系统和 I/O 处理 局部。针对传送连续媒体的需求产生了许多解决方法： 其中一些使用 专用的硬件平台或昂贵的 超级计算机 作为多媒体效劳器； 依赖硬件的解决方法会给今后的 扩展、升级和维护带来问题， 且代价沉重 。另一些采用 低带宽连接 ，传送低质量、小屏幕 的视频内容，例如你偶尔拨号上 网收看一些 "节目&quo

3、t;，这种方法只能局限在某些应用，无法保证更高质量的视频点播 VOD 。ixJet Streaming VOD System 就是在这种呼唤下应运而生的，它提供了一种经济有效的 解决方法来适应多媒体内容的传送。 它的设计遵循以下四个原那么： 1使用现在流行的基于 Windows NT 的 PC 技术 ，以及 Client/Server 、 Web/Browser 技术 。 2所有硬件和软件采 用开放式标准 。 3支持跨平台 。4传送 高质量的视频内容 。视频效劳器视频效劳器的工作过程如下： 用户在客户端启动播放请求， 这个请求通过网络发出， 到 达并由效劳器的网卡接收， 传送给效劳器。 经过请

4、求验证后， 效劳器把存储子系统中可访问 的节目名准备好， 使用户可以浏览到所喜爱的节目单。 用户选择节目后， 效劳器从存储子系 统中取出节目内容， 并传送到客户端播放。 系统整体设计目的是： 经过网络通道对视频传输， 使用户接收并播放平滑、连续的视频。通常，一个"回放连接 "被定义为一个 "回放流 "本文称为"流"-Stream 。可支持流的数量是衡量视频效劳器能力的一个重要指标。影响效劳器 性能的因素有很多， 其中两个重要因素是： 存储子系统和视频传输机制 。 存储子系统决定了 存储设备怎样快速地提供视频数据，而视频传输机制决定了怎

5、样有效地通过网络传输视频。ixJet Streaming Server 运行于 Windows NT 环境下，它能够把多种符合工业标准的多媒 体格式传输到连接在 宽带网络 上的客户端， 支持的多媒体格式有： MPEG-1 、 MPEG-2 、 AVI 、 Quick Time 。多媒体内容以原有格式存储， 不需要额外的转换。 而其它公司一些产品往往需 要把标准 MPEG 格式转换为其专有格式，这种转换带来额外开销，这对于要求实时传输的动态馈入程序会造成一些问题。ixJet Streaming Server 基于 "软件解决思想 "，对硬件没有特殊要求。 效劳器可以支持 ID

6、E 或 SCSI 接口的硬盘 ；这意味着对小规模视频流的需求，可以使用廉价的 IDE 接口硬盘。现在已经可以做到， 在 使用一块 SCSI 接口的视频硬盘时， 一台效劳器可以支持高达 50 个 MPEG-1" 并发流 " ；通过增加额外的 SCSI 通道和硬盘驱动器， 一台效劳器可以支持高达 100个"并发流 "。而且在点播时，上述两种配置的启动延迟都小于2秒钟。存储子系统：容量与结构有两个因素涉及到视频效劳器的存储子系统设计： 存储容量和访问容量 。对于前者， 它 的意思是存储设备全部可利用的存储空间对于后者， 存储访问能力是指是指存储设备所提供 的访

7、问能力。 正如上面提到的， 要保证平滑的视频回放， 效劳器需要从存储子系统中取得视 频资料，并且满足视频回放率的要求。因此根据一台效劳器方案支持多少个"流 "的数量，可以对相应的存储子系统进行伸缩调节。 具有优良管理能力的存子系统设计， 成为提供视频传 输效劳的一项重要组成。除了容量因素以外， 还有一个重要的因素要考虑： 存储结构 。众所周知， 把全部视频内 容都存储到计算机内存上绝对不是经济的方法，尽管内存提供了高速的访问能力在纳秒 级，但本钱太高了，会使多媒体技术难以推广。 有一种选择就是按照和当前计算机系统类 似的层次体系结构组织存储设备 。层次体系存储子系统的主要设

8、想是只使用少量的、 昂贵的 高速缓存存储频繁 当前 使用的视频内容， 利用大量的、 价格廉价的存储设备 例如硬盘 保存视频内容 。总体来说， 这种体系结构是最经济的手段。 如何利用视频效劳器的层次存储 体系结构，将影响到整个系统的价格和性能。三级存储层次体系结构：从第三级设备CD-ROM和/或光磁Jukebox、到第二级设备硬盘驱动器、到第一级物 理主存储器。 为了克服由单个硬盘驱动器所限制的访问能力 即： 对于存储于一个硬盘驱动 器的任何视频内容， 可访问的特定视频内容的 "流 "的最大数量受视频内容硬盘驱动器能力的 限制 ，ixJet 支持以 "基带条 &qu

9、ot; Striping 的形式把视频内容分布式存储在多个硬盘上，从 而利用全部的硬盘驱动器提升对视频内容的访问能力。任何基于硬件的、支持 Windows NT的 RAID 廉价硬盘冗余阵列系统，都可以参加到ixJet 中。而且，这种内部为基带条的、基于软件的解决方案也非常适合那些对价格敏感的顾客。采用 RAID 控制器的硬件解决方案将增加整个系统的本钱，尽管 ixJet 支持这种选择。 这种技术 把 RAID 作为底层存储设备，用 RAID 控制器同时连接多个磁盘设备，到达站在 应用的角度逻辑地把它们看作是单个硬盘。在访问时，某个视频流请求所需的数据可能由 RAID 系统的多个物理磁盘提供，

10、 但从外界看来， 它可以为数据访问增加了许多倍的磁盘带 宽。上面已经提到， ixJet 支持内置的、基于软件的磁盘 "基带条 "能力，磁盘 "基带条 "机制把 多个物理硬盘驱动器组成一套逻辑磁盘驱动器。 换句话说， 这种机制把数据 " 条状 "地分布在 多块硬盘上面。 在任何时候， 对外界是把数据存储在一块逻辑磁盘上， 但这个逻辑磁盘会利 用所有硬盘驱动器带宽的总和传输数据。但 ixJet 解决方案的 " 基带条 " 机制和微软公司 Windows NT 的"基带条 "机制有所不同， ixJet

11、 把视频硬盘格式化成自己的格式 。微软 Windows NT 的"基带条"机制是"不可见的"其技术是不开放的 ，因此应用程序不能利用它的优势， 同时也为 NT 文件系统带来开销；另外，尽管 ixJet Server 基于 Windows NT ，但因为在实时 传输效劳中的实时限制，Windows NT的FAT文件分区和NTFS分区都不可能满足严格的 "实时"要求。而ixJet磁盘"基带条"机制能够识别"基带条配置，能够直接访问硬盘设备，充 分发挥它的效能。提供 CD-ROM 和光磁 MOJukebox 档

12、案设备存储能力是 ixJet 的重要特性，它被证 明是一种经济有效的方案。 它效劳于两个目的： 第一， 是把不经常点播的多媒体内容存储到 低速存储设备中， 为频繁点播的多媒体内容留出珍贵的磁盘空间和带宽。第二， 对于音像制作和电影发行行业，因为他们使用 CD-ROM 和 DVD-ROM 发布资料，所以用光磁 MO 或 CD-ROM Jukebox 进行归档是十分自然的。 尽管这些是 ixJet 的内在功能， 但它是可选的。 这种对第三级存储设备的内置支持， 给用户的调整、 应变和规模变化带来了极大便利， 也意 味着最大限度帮助用户考虑节省投资。视频传输机制：解释 "下载 "

13、与" 流"视频传输效劳涉及到连接至网络的两个以上的用户。 它要求效劳器把视频内容发送给 客户端播放。目前，有两个通用的传输方案供使用："下载 "和"流"。 "下载"机制的意思是：通过网络传输整个视频文件， 把它存储到客户端的存储设备中。 在全部内容到达客户端以前， 不能开始视频播放。采用 "下载 "方法视频传输机制，用户必须考虑两个因素：播放启动延时 和客户端存储需求。 后者表示在播放之前， 客户端用于高速缓存视频内容的主存容量； 前一 个因素是指从选择到显示视频内容的时刻所经过的时间。&quo

14、t;下载"机制能够较好地满足一些低质量和时间短的视频片段点播应用。但对于象 VOD 、公司培训远距离教学等要求播 放启动延迟时间短和视频质量高的应用，"下载"过于简单而不能工作。例如，传送10 分钟长的 MPEG-1 编码要求 1.5Mbps 网络带宽 视频片段， 通过流行的 10Base-T 以太网连接， 它的播放启动延迟时间大约 1.5 分钟假定整个以太网带宽可以全局部配和利用时 ，同时 要求大约 110MB 的客户端空余存储空间。这个情况在更高质量的视频例如 MPEG-2 视频 编码或长时间的视频如 100 分钟的电影将使品质变坏。ixJet 采用的 &qu

15、ot;流"机制解决了这个问题： 一旦客户端可利用的数据量足够大时， 就允许客 户启动播放所选择的视频文件。 这表示客户端可以在无需等待所有数据都到达之前就能够进 行播放。根据具体的实践，启动延时范围可能从几秒到几十秒。通过释放已经播放的内容，"流"可以重新利用空出的高速缓存空间， 来存放以后仍未播放的内容。 它解决了 "下载 "机制中的 那种简单方法所遇到的长时间启动延时和对大容量缓存空间需求的问题。多种现有的多媒体传输产品如 Microsoft NetShow 、Real Plater 都使用 "流"的技术但他们主要应用于

16、 Internet 的窄带传输，而不是象 ixJet 用于高质量的宽带传输 。般的 "流"技术也有它的短处，简单的 "流"不提供任何流量控制。例如，如果效劳器 直以比客户端 "消化率"还快的速度向 Client 端传送数据的话，会带来客户端上数据累积，造 成更大的存储容量需求。 另一方面， 由于网络拥挤的原因， 如果效劳器传输数据比客户端上 的回放速度慢，这样，视频的视觉质量是很差的。ixJet 采用一种称为 "具有控制的流 " 的技术 来解决这个问题。 它一直监视播放速率的需 求、网络交通流量和客户端缓冲区，并动

17、态调整这些参数 ，以确保系统连贯性和协调运 行。 "具有控制的流 "可以保证视频的连续播放。ixJet Streaming Server 支持把上百的高品质的 " 可控制的视频流 " 传送给网络上的客户端。 这种技术不象 "下载 "或简单的 "流"，它能够动态调整系统的工作状态，以适应以外出现的网 络流量 "拥挤 "，维持恒定的、有保证的视频质量。ixJet 甚至支持多媒体 "流 "在 Jukebox 与硬盘驱动器之间的结合使用。例如，如果客户选 择一个多媒体节目， 在客户作

18、出选择时 假定这个节目因为不经常被收看而没有存放在硬盘 驱动器中， ixJet 可以在 Jukebox 与硬盘驱动器之间，智能地建立一个 "流" 通道。客户不 必等待整个视频内容从 Jukebox 加载到硬盘驱动器，而只要当有一局部数据传至硬盘驱动 器后，就可以开始播放 。与此同时，剩余数据继续保持从 Jukebox 流向硬盘驱动器。这就是 所谓的 "链式流 "技术 。对于处于第三级存储设备和硬盘驱动器之间的额外的"流"，任何客户享受平等处理，并不强迫用户选择位于第三级存储设备的多媒体节目。网络协议和网络要求网络协议：使用 TCP/I

19、P 作为连网协议标准。在传输多媒体视频内容时，采用 UDP/IP 协议。网络要求：交换式以太网或 ATM 网。为了确保必要质量的视频传送， 必须在传输通道上分配或保存足够的网络资源， 一个十 分重要的资源就是网络带宽。目前有两个最流行的选择 ：交换式以太网 Switched Ethernet 或 ATM 网。共享式以太网是总线结构的，如果多个终端同时发送/ 接收数据，它可引起数据丧失，将要求在 "重传 "机制上重新传送数据。 连接到同一个共享式以太网的终端越多， 数据冲突的 可能性就越高。交换式以太网 使用以太网交换机进行数据交换和传输 的采用将提高网络性能。 这是 一种根

20、本的网络选择要求。当然更好的解决方案还属 ATM 网络。 在数据传输建立连接的之前， 终端设备可以协商 它的带宽需求， 一旦建立连接， 将保持这种约定。 这意味着所需要的资源被固定保存或分配。应用ixJet 的战略目标是：提供面向数字视频点播所有要求的完整解决方案，但首先从某些 方面的应用入手和完善，例如多媒体视频图书馆、远程教学和VCD/ 卡拉 OK 。多媒 体视 频图 书 馆和 远 程教 学 重 要 的 在 于 把 ixJet Streaming Server/Client 和Web/Browser很好地结合起来。高品质的视频传输能力和 Web效劳器结合，无疑会增强教学 表达的质量和方便阅

21、览者轻松操作。大量多媒体资料和讲课过程可以用视频格式记录和存 储，供读者、学生以后使用或复习。 正如许多教育者所建议的那样：把视频能力结合到基于 Web 的教学过程中，必然大幅度提高教学质量和生产率。另外，正在定制、完善ixJet 专门适合教学环境的 Web 著作工具， Web 著作工具将消除那些不熟悉深奥的计算机机理和 Web 技术的教员的心理障碍，让他们轻松制作课件。VCD/ 卡拉 OK 点播 这里所讲的不仅仅应用在专门的影视播放场所如电影院或卡拉 OK 点播娱乐场所。越来越多的新建社区出现了，很多住户几百、上千家对生活质量 和家庭娱乐的追求兴趣日益增强， 多媒体电脑开始进入千家万户， 这

22、就给物业管理部门或商 业单位来潜在的商机和利润，完全可以建立起一套集中管理和存放电影VCD/卡拉0K的多媒体系统，让用户完全根据自己的需要点播喜爱的节目， 一切工作无需人工管理或劳神费力， ixJet 系统会自动记帐和跟踪。当然，还有很多其它方面的典型应用：企业培训、广告亭、自动销售的书报亭、医疗服 务等，您完全可以发挥自己的想象。客户端回放客户端操作系统要求：Windows 95/98/2000 Professional 、NT Workstation 或 Mac 0S 。在客户端，可以采用ixJet专门设计的程序播放视频节目； 也可以采用 Web浏览器播放。 这是通过提供对 Netscap

23、e 浏览器的 "插件 "plug-in 和对 IE 浏览器的 ActiveX 来实现的。 在异种计算环境中，跨平台和跨 Web浏览器的支持是十分重要的。效劳器管理工具ixJet 提供效劳器管理器程序，允许系统管理员控制和监视视频传输效劳。管理员可以 使用效劳器管理器去做：*启动/停止 ixJet 效劳器。*管理视频对象，允许管理员生成、下载、输出和删除视频磁盘上的视频对象。* 配置系统。这个功能允许管理员对系统进行设定，例如启用/禁用磁盘 "基带条 "功能，进行视频磁盘格式化，检测存储设备包括视频磁盘、 CD-ROM 和光磁 MO Jukebox 的访问

24、能 力。其中，性能检测是评估系统整体能力的重要局部，它直接关系到系统可以支持的"流 "的数量。*查看事件运行。一个事件日志窗口在效劳运行时来报告网络的通信量及其它。 *监视流的状态。 ixJet 提供了一个显示窗口，显示当前流的连接和它的播放信息。开发工具 SDKixJet 也向系统集成商和开发者提供客户端的软件开发工具 SDK ，可以让您最在喜欢 的各种编程语言环境中进行再开发。SKD 对在 VB、VC、VJ 环境下的开发加以指导，使您能够按照用户的要求进行定制。它提供ixJet ActiveX 控件和ixJet Java Package，支持对Windows 95/98

25、/2000/NT 、Mac OS 和 UNIX 跨平台操作。使用简单的 HTML 指令就能把视 频播放功能添加到基于网页的应用中。系统技术指标1、系统指标最大同时使用用户数： 300选择同一个节目的最大用户数： 300响应时间： 小于 3 秒钟系统安装用户数： 不限2、客户端节目控制：播放、暂停、停止、快进、快倒、重播、全屏。 节目选择：节目清单项选择择、快速查询选择、关闭。图像质量： MPEG-1&2 、AVI、ASF、QuickTime 格式；录像机、 VCD 、DVD 图像质量。3、网络要求网络：交换式以太网 Switched Ethernet 或 ATM 网。客户端接入： 10

26、Mbps 或 25Mbps 。视频效劳器端接入： 100Mbps 或 155Mbps 。4、视频效劳器 磁盘阵列容量： 18-144GB 响应时间：小于 3 秒钟 编码算法： MPEG-1 、 MPEG-25、Web 应用支持 Netscape 和 IE支持 ActiveX 控件 Web 页面制作 支持 VB Script 、 Java Script 编程接口系统设备配置要求1、ixJet Streaming Server 视频效劳器PCI 总线、 Pentium 233Mhz 以上 内存： 64MB 以上 系统硬盘： IDE 接口， 2GB 以上 视频硬盘： SCSI-3/FC-AL 接口，

27、 18GB 以上 网卡： 100Base-TX 或 155Mbps ATM 网卡 操作系统： Windows NT4.0 以上 数据库接口： Jet database engine3.52、客户端工作站PCI 总线、 Pentium 166Mhz MMX 以上 内存： 64MB 以上 显示卡：支持 DirectX 5.0 以上， 2MB 显存以上推荐 4MB 声卡：支持 DirectX 5.0 以上网卡： 10Base-T 以太网卡、或 25Mbps ATM 网卡 视频回放卡可选 ：支持 Active Movie 操作系统： Windows 95/98/2000/NT 、Mac OS 数据库接

28、口： Jet database engine3.5播放软件：专用 ixJet Streaming Player 播放器；或使用 Netscape 3.0/IE 3.0 以上多媒体播送系统概述ixJet Live Broadcasting SystemixJet Live Server 是用于 "流式 "多媒体实时播送的一个产品，它和ixJet Streaming VODSystem 一同丰富了 ixJet 产品族。它可以将金融资讯、新闻、广告、教学讲座、研讨会、公共电视节目，通过 Intranet 、 无线网、卫星网、 Internet 实时地传送到 PC 客户端上。在进行

29、视频播送的同时，还可以进 行节目录制，供日后通过 ixJet Streaming VOD System进行视频点播使用。值得强调的 是，它允许以 Web 的形式进行播放，使得人们可以很方便收看和操作。ixJet Live 适应多种网络环境。它符合工业 MPEG-1&2 标准，它的数据流可以支持从 96Kbps 到 3Mbps 的画面质量。通过它内置的一点对多点 IP 的播送技术， ixJet Live Server 允许对网络上无限多的客户实时播放。ixJet Live 既允许现场直播， 也可以结合 ixJet Streaming VOD System 来播放存储起来的多媒体资料。 i

30、xJet Live Server 运行于 Microsoft Windows NT 和 Windows 95/98/2000 环境中。特点是高分辨率实时播放 "流式 "多媒体的理想应用和解决方案基于 Web 的远程频道 /编程管理支持 IP 播送和虚拟的一点对多点播送 使用方便的效劳器端管理工具 能够用 ActiveX 构件的 API 来定制客户端 编程指南和频道"搜寻surfing能力 允许预先方案编排实时播送的节目 通用的客户端界面同时支持" 流式 "视频点播和收看实时频道播送在 live server 效劳器端，可以用 MPEG 硬件协助解码 采用 NTSC 或 PAL 制电视电缆 /录像机的信号输入方式 如果使用 MPEG-1 解码器，可以把 NTSC/PAL 模拟信号输出到电视监视器上 要编码的视频解像力可以选择 SIF