P2P網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)前端編碼方式問(wèn)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(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來(lái)越強(qiáng)。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(tái)系統(tǒng)，將多路音視頻信號(hào)實(shí)時(shí)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(diǎn)播服務(wù)?？蛻舳送ㄟ^(guò)Internet方便我們可以觀看到豐富多彩的直播，如果錯(cuò)過(guò)了直播還可以回看，這樣就不會(huì)有喜愛(ài)的電視沒(méi)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(wàn)客戶端在線觀看的服務(wù)。就目前看來(lái)，P2P流媒體發(fā)布平臺(tái)越來(lái)越成熟了，但還是存在一些問(wèn)題，前端編碼方式就是一個(gè)比較嚴(yán)峻的問(wèn)題。如：?jiǎn)螜C(jī)編碼效率低、編碼機(jī)太多、維護(hù)量大。下面是某網(wǎng)絡(luò)電視平臺(tái)建立P2P視頻服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用需求，我們將由此來(lái)逐漸解決問(wèn)題。

1. 為現(xiàn)有P2P平臺(tái)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(guó)內(nèi)衛(wèi)視電視頻道通過(guò)采用單機(jī)多路編碼工作站將多路模擬電視信號(hào)采集編碼后發(fā)送到Windows Media Services(以下簡(jiǎn)稱WMS),由WMS提供MMS網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流到P2P服務(wù)平臺(tái)。

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(shí)可對(duì)視頻信息字幕添加、臺(tái)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(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，滿足電信級(jí)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(guò)信號(hào)解調(diào)器獲得的AV信號(hào)，采用世紀(jì)葵花多路編碼工作站AVCaster實(shí)時(shí)采集編碼，AVCaster單機(jī)采集壓縮16路電視信號(hào)或其他AV信號(hào)，并實(shí)時(shí)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(shí)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?yàn)橥泝?chǔ)存而丟失了長(zhǎng)時(shí)間的辛勞成果。下面是給出的系統(tǒng)拓?fù)鋱D：

2.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

2.2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由TV2AV（有線電視信號(hào)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(gè)不同電視頻道的信號(hào)（AV）出來(lái)，以便作為采集工作站信號(hào)源；

2 AVCaster……單臺(tái)服務(wù)器采集4~16組AV信號(hào)，實(shí)時(shí)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(shí)不間斷運(yùn)行，滿足電信級(jí)應(yīng)用；

2. 編碼同時(shí)可對(duì)視頻信息字幕添加、臺(tái)標(biāo)定制等功能；

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

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

5. 提供獨(dú)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(shí)別提供VOD點(diǎn)播，可對(duì)WMV或ASF節(jié)目進(jìn)行剪切、合并等操作，速度為拷貝級(jí)；

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(dá)到無(wú)限，系統(tǒng)支持B/S及C/S兩種模式，且要支持遠(yuǎn)程管理；

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

3、 支持7*24小時(shí)不間斷采集編碼直播服務(wù)，自動(dòng)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(shí)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(dá)16路 D1（720*576）8路CIF（352*288）的A/V信號(hào)采集、壓縮、存儲(chǔ)、直播、錄制后文件的點(diǎn)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(guó)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(duì)比度等；

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

9、 支持直接把節(jié)目錄制到網(wǎng)絡(luò)磁盤和NAS存儲(chǔ)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(shí)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(shí)訊息系統(tǒng)譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微軟的MSN Messenger以及國(guó)內(nèi)的OICQ是最流行的P2P應(yīng)用。它們?cè)试S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(lái)協(xié)調(diào)。但這些系統(tǒng)并沒(méi)有諸如搜索這種對(duì)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(shí)訊息出現(xiàn)很久但是并沒(méi)有能夠產(chǎn)生如Napster這樣的影響的原因之一。相信通過(guò)前文可以帶給媒體，政府，事業(yè)單位及企業(yè)搭建視頻會(huì)議等直播或網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)帶來(lái)改善，使用戶帶來(lái)方便。比如視頻會(huì)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(shí)間短，可以一直觀看電影。