陳　群

摘 要：網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)根據(jù)不同的應(yīng)用需求，可分為點播、轉(zhuǎn)播和直播服務(wù)，本文探討了利用流媒體技術(shù)，集點播、轉(zhuǎn)播和直播功能的多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：流媒體視頻服務(wù)Windows Media Services發(fā)布點

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1673-8454（2009）09-0043-03

隨著信息技術(shù)的突飛猛進，校園網(wǎng)的功能已由最初的網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)共享等簡單應(yīng)用，發(fā)展到如今融合電子政務(wù)、教務(wù)管理、多媒體教學(xué)、遠程授課、視頻會議的統(tǒng)一多業(yè)務(wù)承載平臺，視頻服務(wù)已成為這一平臺的主要應(yīng)用之一，建立一套經(jīng)濟可行、先進可靠的校園網(wǎng)多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)，是許多學(xué)校的現(xiàn)實需要。

一、流媒體技術(shù)簡介

流媒體（Stream Media），即使用流式傳輸技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻多媒體數(shù)據(jù)。流媒體文件是目前網(wǎng)絡(luò)上廣為使用的媒體格式之一，這種文件允許用戶一邊下載一邊播放，而不必像非流媒體文件那樣，需等到整個文件下載完畢后才能播放。此外，通過網(wǎng)絡(luò)播放流媒體時，文件本身不會在本地磁盤中存儲，可以節(jié)省大量的磁盤空間開銷。

通常情況下，流媒體播放是通過用戶在網(wǎng)頁上單擊鏈接來請求內(nèi)容，如圖1所示。Web 服務(wù)器將請求重新定向到流媒體服務(wù)器，并在用戶的計算機上打開流媒體播放器。此時，Web 服務(wù)器在流式播放媒體過程中不再充當(dāng)角色，流媒體服務(wù)器與播放機建立直接連接，并開始直接向用戶傳輸內(nèi)容。

目前，最流行的處理流媒體技術(shù)的產(chǎn)品主要有Real Networks公司的Real Media和微軟公司的Windows Media，兩者基本性能和普及程度基本相當(dāng)，只是使用的編碼格式不同。Real Media的特點是能夠支持多種平臺，包括Windows、Solaris、Linux等，而Windows Media只能工作于Windows平臺，但Windows Media的制作、發(fā)布、播放軟件與Windows集成在一起，不需額外購買。從方便性、實用性方面考慮，本多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)采用Windows Media系統(tǒng)平臺。

二、多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)的實現(xiàn)

1.Windows Media工作原理

基于Windows Media技術(shù)的流式播放媒體系統(tǒng)通常由運行Windows Media Services的服務(wù)器、運行Windows Media編碼器的計算機和客戶端的播放機（如Windows Media Player）組成，如圖2所示。Windows Media編碼器的作用是將實況內(nèi)容和預(yù)先錄制的音頻、視頻和計算機屏幕圖像轉(zhuǎn)換為Windows Media格式。Windows Media服務(wù)器的功能是通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)流媒體內(nèi)容，Windows Media 服務(wù)器可從多種不同的源接收內(nèi)容，預(yù)先錄制的內(nèi)容可以存儲在本地服務(wù)器上，也可以從聯(lián)網(wǎng)的文件服務(wù)器上提取，實況事件則可以使用數(shù)字錄制設(shè)備記錄下來，經(jīng)編碼器處理后發(fā)送到Windows Media服務(wù)器進行廣播。用戶通過使用播放機接收Media Services服務(wù)器分發(fā)的內(nèi)容。

2.多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)的組成

校園網(wǎng)上的視頻服務(wù)根據(jù)視頻源的不同，可分為視頻點播（VOD）、轉(zhuǎn)播和直播。視頻點播是將已轉(zhuǎn)換為流媒體格式的多媒體課件、教學(xué)錄像、影視等文件，存儲于視頻服務(wù)系統(tǒng)中，供用戶隨時點播觀看。視頻轉(zhuǎn)播是將實時的影視信號轉(zhuǎn)換為視頻流在網(wǎng)上實時廣播，例如電視節(jié)目的轉(zhuǎn)播。視頻直播是利用視頻服務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)對教學(xué)、各類比賽、學(xué)術(shù)報告、重要會議等現(xiàn)場的即時播放。如圖3所示為基于校園網(wǎng)的集視頻點播、轉(zhuǎn)播、直播的多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖。

3.系統(tǒng)的軟硬件配置

圖3中的服務(wù)器是系統(tǒng)的核心設(shè)備，它不但是Media Services服務(wù)器，而且是視頻發(fā)布的Web服務(wù)器，同時兼為視頻點播的文件服務(wù)器。因此，服務(wù)器性能要求較高，本系統(tǒng)中服務(wù)器選用如下配置：兩顆Xeon 2.2G的CPU，2GB內(nèi)存，3塊250G硬盤設(shè)置為RAID 5，2塊千兆網(wǎng)卡，其中IP為210.45.168.39的網(wǎng)卡將編碼后的有線電視信號轉(zhuǎn)送至本W(wǎng)indows Media Services服務(wù)器上，另一塊IP為210.45.168.39的網(wǎng)卡用于向校園網(wǎng)發(fā)布Web和視頻流信號。服務(wù)器安裝Windows 2003 Servers操作系統(tǒng)、Windows Media Services及Internet信息服務(wù)（IIS）管理器等軟件。

有線電視轉(zhuǎn)播的信號采集采用普通計算機來完成，每臺計算機完成一套頻道節(jié)目的采集。計算機參考配置為：Intel Atom 1.6G CPU，512M內(nèi)存，80G硬盤，兼容聲卡，另外配一塊內(nèi)置電視卡，本系統(tǒng)使用的電視卡為天敏TM-400。計算機安裝Windows XP SP2操作系統(tǒng)和Windows Media 9編碼器軟件。

視頻直播與電視轉(zhuǎn)播的工作原理相同，兩者只是獲取的視頻源不同，電視轉(zhuǎn)播的視頻源為電視信號，而直播的信號源來自現(xiàn)場攝像機的信號。校園網(wǎng)內(nèi)用戶，只需一臺安裝了Windows Media編碼器的筆記本電腦和一臺數(shù)碼攝像機，即可隨時申請，通過視頻服務(wù)器平臺直播現(xiàn)場信號。

4.多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置

（１）視頻點播系統(tǒng)的設(shè)置

本系統(tǒng)中，供點播的視頻文件存放于圖3中的視頻服務(wù)器中，存放目錄為D:MOVIE。如果可供點播的視頻文件很多，超過了視頻服務(wù)器存儲空間，可以通過增加文件服務(wù)器或存儲設(shè)備來存儲視頻文件。在服務(wù)器上啟動Windows Media Services，選擇“添加發(fā)布點”后進行視頻點播的相關(guān)設(shè)置，如圖4所示：“發(fā)布點類型”為“點播”，給發(fā)布點取名為“VOD”并設(shè)置供點播的視頻文件位置為“D:MOVIE”。

（２）電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的設(shè)置

電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的設(shè)置包括電視信號采集端的設(shè)置和視頻服務(wù)器端的設(shè)置。

電視信號采集端一臺計算機完成一套電視節(jié)目的信號采集任務(wù)，計算機上電視卡設(shè)置好頻道后即可啟動Windows Media 9編碼器，并如圖5所示進行相關(guān)設(shè)置：①設(shè)置“源”，選擇本計算機上的電視卡為“視頻”設(shè)備，聲卡為“音頻”設(shè)備；②設(shè)置“輸出”，自定義“自編碼器拉傳遞”的端口，本系統(tǒng)端口統(tǒng)一設(shè)為1080；③設(shè)置“壓縮”，通常以播出效果最佳為準(zhǔn)，設(shè)置壓縮的比特率；④設(shè)置“視頻大小”，可以根據(jù)實際使用情況和節(jié)目源的情況調(diào)整，通常越大效果會越好，但網(wǎng)絡(luò)傳輸消耗的帶寬也就越大，本例采用系統(tǒng)默認設(shè)置320×240。以上設(shè)置完成后，點擊“開始編碼”，即實現(xiàn)有線電視信號采集編碼。依以上步驟，對其他采集計算機進行相似設(shè)置。

在視頻服務(wù)器端，啟動Windows Media Services，如圖6所示添加電視轉(zhuǎn)播發(fā)布點：“發(fā)布點類型”為“廣播”，發(fā)布點命名為對應(yīng)的電視頻道名，“內(nèi)容的位置”與有線電視信號采集端對應(yīng)計算機的IP及端口保持一致，例如：http://192.168.0.1:1080。每套節(jié)目進行一次“添加發(fā)布點”設(shè)置。

（３）視頻直播系統(tǒng)的設(shè)置

現(xiàn)場視頻直播系統(tǒng)的設(shè)置與電視轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的設(shè)置相同，視頻直播信號采集端的計算機IP地址根據(jù)直播地點不同而改變，不是固定的，圖7中“LIVE”發(fā)布點，即是建立好的直播發(fā)布點。

Windows Media Services服務(wù)器最終設(shè)置結(jié)果如圖7。

5.通過Web發(fā)布視頻服務(wù)公告

成功創(chuàng)建了點播、轉(zhuǎn)播、直播發(fā)布點后，為了讓用戶知道已發(fā)布的視頻服務(wù)內(nèi)容，方便用戶點播、收看所需視頻，應(yīng)該創(chuàng)建發(fā)布公告告訴用戶。在視頻服務(wù)器上，利用Windows Media Services的“添加發(fā)布點向?qū)А笨梢院苋菀讋?chuàng)建公告文件（.asx）或網(wǎng)頁（.htm）來發(fā)布公告，但以這種方式發(fā)布公告不夠靈活。本系統(tǒng)中，利用Internet信息服務(wù)（IIS）管理器，將視頻服務(wù)器同時配置為Web服務(wù)器，建立專門的視頻服務(wù)網(wǎng)站，通過IP為210.45.168.38的網(wǎng)卡向校園網(wǎng)發(fā)布Web視頻服務(wù)公告，Web頁面如圖8所示。頁面發(fā)布的關(guān)鍵是在網(wǎng)頁源文件中正確加入編輯鏈接語句，電視轉(zhuǎn)播和現(xiàn)場直播的鏈接語句格式為：mms://流媒體服務(wù)器IP地址或域名/發(fā)布點名稱，例如圖8中“CCTV1（央視一套）”的超級鏈接可設(shè)置為mms://210.45.168.38/cctv1；視頻點播的鏈接語句格式為：mms://流媒體服務(wù)器IP地址或域名/發(fā)布內(nèi)容的文件夾/視頻文件名，例如圖8中電影“大灌籃”的超級鏈接可設(shè)置為mms://210.45.168.38/movie/dagl.wmv，dagl.wmv為對應(yīng)的已轉(zhuǎn)換為Windows Media格式的視頻文件。

至此，多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)即實現(xiàn)，用戶可通過訪問視頻服務(wù)網(wǎng)站，獲取所需視頻服務(wù)。

三、多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)的性能分析

1.網(wǎng)絡(luò)帶寬對視頻服務(wù)系統(tǒng)的影響

網(wǎng)絡(luò)帶寬對視頻服務(wù)系統(tǒng)的性能影響很大，在計劃流式媒體部署時，要確保網(wǎng)絡(luò)帶寬大于視頻內(nèi)容的帶寬要求。經(jīng)實驗測試，以視頻內(nèi)容的帶寬不要超過網(wǎng)絡(luò)帶寬的60％為宜，按一個流媒體影視節(jié)目傳輸速率為500Kbps計算，本系統(tǒng)提供的1G帶寬可滿足1200人同時在線觀看的要求。

2.服務(wù)器對視頻服務(wù)系統(tǒng)的影響

除網(wǎng)絡(luò)帶寬外，服務(wù)器性能是影響視頻服務(wù)系統(tǒng)性能的又一重要因素。本方案中，服務(wù)器集Web服務(wù)、Media Services服務(wù)和視頻點播存儲服務(wù)于一身，作為Web服務(wù)、Media Services服務(wù)器，按照上述的服務(wù)器硬件配置，基本可以滿足1200人同時在線的要求。作為視頻點播的存儲服務(wù)器，服務(wù)可使用的硬盤存儲容量為500G，假設(shè)20G用于系統(tǒng)分區(qū)，用于存儲流媒體影視文件的硬盤空間則為480G，按每部影視300M計算，最多能存放約1600部影視文件。如需要存儲更多的視頻點播文件，在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加一套存儲系統(tǒng)，可實現(xiàn)更大視頻文件的存儲。

四、結(jié)束語

基于校園網(wǎng)的多功能視頻服務(wù)系統(tǒng)，應(yīng)用Windows Media流媒體技術(shù)，充分利用了已有的校園網(wǎng)硬件設(shè)施，具有實用性、高效性、投入少、維護簡單的特點。校園網(wǎng)提供多種視頻服務(wù)，豐富了校園網(wǎng)資源，提高了校園網(wǎng)的服務(wù)品質(zhì)。

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