P2P網(wǎng)絡(luò)電視臺前端編碼方式問題的解決方案

1 應(yīng)用需求

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來越強。于是網(wǎng)絡(luò)新媒體、政府、事業(yè)單位和企業(yè)紛紛搭建視頻直播或網(wǎng)絡(luò)電視臺系統(tǒng)，將多路音視頻信號實時編碼處理發(fā)送給流媒體服務(wù)器(Windows Media Services或P2P),由流媒體服務(wù)器提供直播點播服務(wù)?？蛻舳送ㄟ^Internet方便我們可以觀看到豐富多彩的直播，如果錯過了直播還可以回看，這樣就不會有喜愛的電視沒有看到的煩憂了。

我們知道P2P（peer-to-peer）是作為流媒體系統(tǒng)的傳輸方式，是互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)，主要用于公網(wǎng)視頻信息的傳輸，可以在少量公網(wǎng)帶寬的情況下提供成千上萬客戶端在線觀看的服務(wù)。就目前看來，P2P流媒體發(fā)布平臺越來越成熟了，但還是存在一些問題，前端編碼方式就是一個比較嚴(yán)峻的問題。如：單機編碼效率低、編碼機太多、維護量大。下面是某網(wǎng)絡(luò)電視平臺建立P2P視頻服務(wù)平臺的應(yīng)用需求，我們將由此來逐漸解決問題。

1. 為現(xiàn)有P2P平臺提供標(biāo)準(zhǔn)的WMV編碼，以MMS、RTST、HTTP數(shù)據(jù)流為P2P服務(wù)器提供數(shù)據(jù)源。

2. 將國內(nèi)衛(wèi)視電視頻道通過采用單機多路編碼工作站將多路模擬電視信號采集編碼后發(fā)送到Windows Media Services(以下簡稱WMS),由WMS提供MMS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流到P2P服務(wù)平臺。

3. 由于在公網(wǎng)提供直播服務(wù)既要保證圖象質(zhì)量也要控制網(wǎng)絡(luò)流量,視頻圖象格式:640*480,碼流大小:300kpbs~512kpbs.

4. 編碼同時可對視頻信息字幕添加、臺標(biāo)定制等功能。

5. 系統(tǒng)支持多任務(wù)錄象,錄象后的文件能直接用第三方非編系統(tǒng)編輯。

6. 系統(tǒng)7*24小時連續(xù)穩(wěn)定運行，滿足電信級應(yīng)用。

2 解決方案

有了前文的用戶需求，我們就可以根據(jù)用戶需求將有線電視和數(shù)字電視通過信號解調(diào)器獲得的AV信號，采用世紀(jì)葵花多路編碼工作站AVCaster實時采集編碼，AVCaster單機采集壓縮16路電視信號或其他AV信號，并實時上傳給WMS服務(wù)器，由WMS提供WMV編碼的MMS、RTST、HTTP數(shù)據(jù)流為P2P服務(wù)器提供數(shù)據(jù)源；上傳直播源同時將節(jié)目錄制為WMV標(biāo)準(zhǔn)流媒體格式保存以便后期編輯，不至于因為忘記儲存而丟失了長時間的辛勞成果。下面是給出的系統(tǒng)拓撲圖：

2.1 系統(tǒng)拓撲圖

2.2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由TV2AV（有線電視信號解調(diào)器）、AVCaster（多路采集工作站）、Windows Media Services流媒體服務(wù)器組成。

1 TV2AV……把1路RF射頻輸入，解調(diào)出多4~16個不同電視頻道的信號（AV）出來，以便作為采集工作站信號源；

2 AVCaster……單臺服務(wù)器采集4~16組AV信號，實時壓縮成MPEG4數(shù)據(jù)流，發(fā)布到WMS服務(wù)器滿足直播需求；

3 WMS服務(wù)器……提供流媒體數(shù)據(jù)的發(fā)布，為P2P服務(wù)器提供數(shù)據(jù)源；

2.3 系統(tǒng)功能

1. 支持7*24小時不間斷運行，滿足電信級應(yīng)用；

2. 編碼同時可對視頻信息字幕添加、臺標(biāo)定制等功能；

3. AVCaster支持多種錄像模式，也可對AVCaster上傳來的直播數(shù)據(jù)流進行手動、自動或按照節(jié)目表進行錄像，可直接錄制成WMV格式的媒體文件，并自動生成WMS的點播發(fā)布點，供用戶進行VOD點播；

4. 錄像節(jié)目支持網(wǎng)絡(luò)存儲，可把錄制的節(jié)目存儲到網(wǎng)絡(luò)鄰居或NAS存儲器上，方便用戶重看；

5. 提供獨立的節(jié)目制作、編輯工具，可把VCD、DVD等格式的媒體文件快速的轉(zhuǎn)換成WMV格式的高壓縮節(jié)目，并能夠以類似文件拷貝的速度把RM/RMVB格式的媒體文件轉(zhuǎn)存成WMV格式的文件，以便WMS可識別提供VOD點播，可對WMV或ASF節(jié)目進行剪切、合并等操作，速度為拷貝級；

2.4 AVCaster性能指標(biāo)

1、 內(nèi)置WEB發(fā)布服務(wù)，支持單播用戶接入數(shù)量在500以上，采用組播方式，使接收直播用戶數(shù)達到無限，系統(tǒng)支持B/S及C/S兩種模式，且要支持遠程管理；

2、 集成音視頻采集、壓縮、存儲、發(fā)布、用戶認證、遠程管理及Web服務(wù)等眾多功能為一體；

3、 支持7*24小時不間斷采集編碼直播服務(wù)，自動不間斷上傳到WMS服務(wù)。

4、 聲音視頻必須完全同步、直播延時可控制在1~3秒（采用專用播放器）；

5、視頻壓縮格式為MPEG4-2、WMV7、WMV9，音頻壓縮格式為MP3、WMA，采用硬件與軟件組合方式完成壓縮，可支持多達16路 D1（720*576）8路CIF（352*288）的A/V信號采集、壓縮、存儲、直播、錄制后文件的點播等功能，視頻碼流 8kpbs－6000kpbs可調(diào)，音頻輸出碼流8kpbs－160kpbs可調(diào);

6、 支持PAL-D（Phase AlternATIng Line，D是在中國使用 ）、NTSC制式（National TelevisiON System Committee，制定的彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)）；

7、 支持設(shè)置視頻屬性功能，比如設(shè)置視頻采集設(shè)備的圖象格式大小、亮度、對比度等；

8、 支持定時錄像、按任務(wù)錄像等功能，錄制后的節(jié)目可直接提供點播；

9、 支持直接把節(jié)目錄制到網(wǎng)絡(luò)磁盤和NAS存儲器上；

10、 錄制的視頻文件完全支持后期非線編 比如用軟件Adobe Premiere、Movie Maker等；

2.5 部分界面預(yù)覽

A、采集編碼器界面

B、設(shè)置直播數(shù)據(jù)流錄像的界面

3 結(jié)論

事實上，網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)有的許多服務(wù)可以歸入P2P的行列。即時訊息系統(tǒng)譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微軟的MSN Messenger以及國內(nèi)的OICQ是最流行的P2P應(yīng)用。它們允許用戶互相溝通和交換信息、交換文件。用戶之間的信息交流不是直接的，需要有位于中心的服務(wù)器來協(xié)調(diào)。但這些系統(tǒng)并沒有諸如搜索這種對于大量信息共享非常重要的功能，這特征的缺乏可能正為什么即時訊息出現(xiàn)很久但是并沒有能夠產(chǎn)生如Napster這樣的影響的原因之一。相信通過前文可以帶給媒體，政府，事業(yè)單位及企業(yè)搭建視頻會議等直播或網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)帶來改善，使用戶帶來方便。比如視頻會議可以重復(fù)觀看，網(wǎng)上電視更流暢畫面更清晰，直播延遲時間短，可以一直觀看電影。