??? 摘 要： 針對互聯網流媒體" title="流媒體">流媒體視頻點播" title="視頻點播">視頻點播傳輸帶寬問題,，對數字廣播協(xié)議原理和多協(xié)議封裝技術做了簡單介紹,，提出了一種基于IP OVER DVB傳輸模式" title="傳輸模式">傳輸模式互聯網-廣播網雙結構流媒體視頻點播系統(tǒng)的設計方案,，并給出了一種Web網頁視頻點播應用具體實現方法；該系統(tǒng)綜合了互聯網和廣播網的網絡特性,，具有雙向交互、穩(wěn)定可靠,，不受用戶規(guī)模限制等諸多優(yōu)點,。
??? 關鍵詞： 流媒體? 視頻點播? DVB協(xié)議? 多協(xié)議封裝? IP OVER DVB
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??? 流媒體是網絡和數字媒體技術相融合的產物。多媒體數據在傳輸前先經過編碼器壓縮成碼流,，用戶可以通過網絡或者特定數字信道接收數據并實時解碼播放,。這種壓縮傳輸、邊下載邊播放的工作方式既可以減少對網絡資源的帶寬占用,，又能為用戶提供實時同步的視頻服務,。如今流媒體技術已廣泛用于新聞出版、電子商務,、視頻會議,、遠程教育等互聯網信息服務領域,。
??? 即便如此，目前互聯網的網絡狀況也很難支持大用戶規(guī)模,、穩(wěn)定可靠的,、高品質的視頻服務。因互聯網遵循的是“端對端”的原則,，網民規(guī)模難以擺脫帶寬限制,；它的網絡層只提供“盡力而為之”的服務，規(guī)模越大,，可靠性與安全性越沒有保證,，而流媒體采用邊下載邊播放的工作方式，要求有較穩(wěn)定的帶寬環(huán)境,；雖然多媒體文件在傳輸前經過壓縮,，但是相對文字和圖片，容量仍然比較大,，因此服務器端仍然需要承擔大量數據的傳輸,，況且互聯網路由復雜，往往從視頻源到接收端要經過路由轉接跳數多達十幾個,，對整個傳輸網絡也有不小的負擔,。通常互聯網站只能支持視頻直播的碼流在600kbps左右,，難以達到滿意的視聽效果,，在很大程度上限制了流媒體應用的發(fā)展和普及。
??? 與此相反,，覆蓋全國的廣播網,，由于采用廣播方式播送，其數據通過衛(wèi)星傳輸或者有線網傳輸直接入戶,，中途沒有路由轉接,，沒有信道擁堵，不僅能保證穩(wěn)定的視頻碼流,，而且不受用戶數量限制,。由此可見，互聯網與廣播網具有很強的互補性,。隨著廣播網的數字化,，通過數字廣播協(xié)議封裝IP協(xié)議數據技術可以實現互聯網-廣播網雙網互聯，為構建互聯網-廣播網雙結構網絡開展流媒體視頻點播應用提供了平臺支持,。本文主要討論在互聯網-廣播網雙結構網絡基礎上,，基于IP over DVB傳輸模式，構建流媒體視頻點播平臺的設計方案和實現方法。
1 數字視頻廣播協(xié)議和網絡拓撲結構
1.1 數據視頻廣播
??? 數字視頻廣播DVB(Digital Video Broadcasting)簡稱數字廣播,，是由歐洲電信聯盟(ETSI)制定的基于MPEG-2的國際標準傳輸技術,信源編碼和系統(tǒng)復用部分都遵循MPEG-2國際標準,，信道編碼部分則根據信道不同而有衛(wèi)星傳輸(DVB-S)、有線傳輸(DVB-C" title="DVB-C">DVB-C),、地面開路廣播(DVB-T)等,。我國已經將DVB-S作為衛(wèi)星數字電視標準，而DVB-C也已經成為我國現行數字電視的“行業(yè)標準”,。下面對有線網(HFC網)數字廣播網進行說明,，它利用現有的CATV網絡進行傳輸，一個原來8MHz帶寬模擬頻道,，采用DVB-C傳輸技術,，利用64QAM調制傳輸數字信號，傳輸速率可以達到42Mbps,，擴充了傳輸帶寬,，在不影響傳統(tǒng)模擬電視傳輸的同時，能夠同時開展數字電視,、高速數據傳輸,、VOD等應用。數字廣播能夠以很高的速度將文本,、圖形,、視頻、音頻,、數據等傳輸到PC,、機頂盒等智能設備，這種數據傳播方式不僅信源豐富,，傳播廣泛,，而且還避免了信道擁堵、不能保存等不足,。圖1給出了有線網數字廣播網絡拓撲結構。
??? 前端的數據可以是本地服務器的文件,，也可以是來自互聯網的IP數據包,。DVB網關偵聽網上的IP數據包，按照DVB的標準將IP數據包封裝成MPEG-2傳輸流,通過復用器與其他TS流（如數字電視TS流）進行復用,。復用后的TS流調制到某個模擬頻道并與其他模擬節(jié)目混合在一起通過有線網絡進行傳輸,。在接收端，用戶通過安裝在個人電腦上的DVB數據接收卡" title="接收卡">接收卡或者機頂盒將來自有線電視網中符合DVB-C標準的有線電視信號進行解調,、糾錯,、解擾、解復用等處理，最后將數據存儲到PC上或者直接在電視上播出,。
1.2 多協(xié)議封裝-IP OVER DVB傳輸模式
??? 針對不同的應用類型,，DVB定義了以下六種方式：數據管道、數據流,、多協(xié)議封裝,、數據傳送帶、對象傳送帶,、用戶自定義的服務,。圖2為DVB數字廣播協(xié)議結構。
??? 協(xié)議封裝提供了在MPEG-2 TS流之上傳送IP協(xié)議數據的一種機制即IP over DVB傳輸模式,。由圖2可見,，通過IP over DVB傳輸模式，應用層的IP數據包最終被封裝成MPEG-2傳輸流,。其中,，傳輸流的包長為固定的188B，包含TS頭,、適配域和凈荷數據,。TS頭由同步字節(jié)、標志位,、指示位,、PID加上其他諸如糾錯的定時等信息組成。其中PID用于區(qū)別不同的流和不同的節(jié)目特定信息（PSI）,。圖3為MPEG-2 TS流數據包結構,。
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2 雙結構視頻點播系統(tǒng)設計方案
2.1總體設計思想
??? 在視頻發(fā)送端和接收端間建立互聯網-廣播網兩種網絡連接，形成一個通信的閉環(huán),?；ヂ摼W負責信息交互和傳輸控制，而大容量的視頻內容通過數字廣播通道單向傳輸,。這樣既秉承了互聯網的交互特性,，也保證了視頻傳輸的可靠性和安全性，即使是視頻直播,，也不受接收用戶數量的影響,；在廣播接收終端，PC機通過鏡像存儲,，把瞬態(tài)存在的廣播數據流變成可以本地點播觀看的視頻資源,；機頂盒也可把收到的視頻內容寫入終端存儲器。這樣信道只需傳輸新鮮內容或差分內容,，進一步提高了廣播通道的使用效率,，最終實現不受用戶規(guī)模限制,、可雙向交互、穩(wěn)定可靠的高品質視頻點播服務,。圖4為互聯網-廣播網雙結構流媒體視頻點播網絡拓撲結構,。
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??? 互聯網前端視頻播出系統(tǒng)主要由Web網頁服務器、視頻服務器,、節(jié)目采集系統(tǒng),、視頻節(jié)目庫組成，所有數據經由互聯網傳輸,，如圖4所示,。雙結構前端視頻點播系統(tǒng)構架與互聯網視頻播出系統(tǒng)構架基本一致，只需將視頻服務器視頻數據傳輸路徑設置為數字廣播即可,。
2.2 IP over DVB傳輸模式和透明傳輸
??? 前端視頻播出系統(tǒng)發(fā)送的IP數據被封裝成DVB協(xié)議的TS流,，通過數據廣播網絡傳輸，接收端采用PC機中的DVB-C接收卡或TV的DVB-C機頂盒的寬帶接入方式,，可將來自廣播網中的視頻數據送入PC機或DVB-C機頂盒中,，并最終還原成TCP/IP協(xié)議數據，以IP數據包的形式提交給上層應用程序,，DVB-C接收卡的協(xié)議層模型如圖5所示,。
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??? 由于采用IP over DVB傳輸模式，屏蔽了互聯網和廣播網網絡傳輸差異,。用戶在使用計算機系統(tǒng)時,，無需感知應用程序和信息資源的具體所在，只要用戶提出要求,，就可以得到相應的信息,，實現“跨網”的透明傳輸。
2.3 基于COM組件的網頁視頻點播功能實現方法
??? COM組件是遵循COM規(guī)范編寫,、以Win32動態(tài)鏈接庫(DLL)或可執(zhí)行文件(EXE)形式發(fā)布的可執(zhí)行二進制代碼, COM組件在應用開發(fā)方面具有以下特點：
??? (1)同一COM組件可以在不同的應用環(huán)境中重復使用,。COM組件不一定是為專門的系統(tǒng)而設計,可以有較寬的應用領域,不會因為某一系統(tǒng)的“過時”而被“廢棄”。
??? (2)COM組件之間彼此獨立,。應用則被看成COM 組件集合,。當應用需求發(fā)生變更時,可能需要更換中間層的個別COM組件,但這并不會影響其他組件的繼續(xù)使用。
??? (3)COM組件具有若干對外接口(屬性和方法),根據不同的應用需求,可以有選擇地使用不同的方法,，調用方無需了解組件內部具體實現,。
??? (4)COM組件既可以被嵌入動態(tài)Web頁面,又可以在VB和VC等開發(fā)環(huán)境中使用。
??? 因此,，COM組件非常適合于Internet中的各種事務處理。筆者采用Window Media Player插件作為網頁播放器,，將DVB-C接收卡COM組件嵌入到Web頁面中,，用戶訪問該頁面時將下載該組件并自動在本地注冊,，腳本描述語言（Script）可以通過調用方法（Method）與DVB-C接收卡COM組件進行通信，無需了解DVB-C接收卡具體工作過程,。圖6為視頻點播網頁腳本工作流程圖,。
??? DVB-C接收卡COM組件對外接口的調用方法定義為：DVBCtl.SetMsg(ULONG DVBMsg)。其中,，DVBCtl為COM組件類對象名稱,；SetMsg(ULONG DVBMsg)為調用方法名稱；ULONG DVBMsg 為IE網頁腳本向COM組件DVBCtl. COM傳遞的字符串參數,，包括頻道,、PID、符號率,、QAM調制方式信息,。
??? 利用面向對象的可視化開發(fā)工具Microsoft Visual C++可以很便捷地開發(fā)DVB-C接收卡COM組件，而DVB-C接收卡功能的具體實現則被封裝在COM組件中,。DVB-C接收卡COM組件內部的主要功能函數定義為：
??? ·void OnNcOpen();//打開DVB-C卡
??? ·void OnNcClose();//關閉DVB-C卡
??? ·void OnNcTune(ULONG Channel,ULONG Sym,ULONG Qam);//設置DVB-C卡參數（通道,、符號率、調制方式）
??? ·void OnNcQuerystatus();//DVB-C卡狀態(tài)查詢
??? ·void OnNcAddpid(ULONG Pid);//添加PID
??? ·void OnNcDelpid(ULONG Pid);//刪除PID
??? ·void OnSaveToFile(ULONG Filename);//讀數據并將TS流轉換成IP數據文件,。
??? 圖7為DVB-C接收卡COM組件內部控制流程圖,。
??? 該方案充分考慮到互聯網和數字廣播網的特點，取長補短,，在不對現有互聯網流媒體視頻點播軟件系統(tǒng)作大調整的基礎上,，同時有效利用豐富的廣播網絡帶寬和用戶資源，建立一套不受用戶規(guī)模限制,、可雙向交互,、穩(wěn)定可靠的高品質視頻點播系統(tǒng)，為我國企業(yè)流媒體視頻應用提供了一種經濟有效的技術方案,。
互聯網和數字廣播網各有特點,、互有長短，兩者之間的區(qū)別比較如表1所示,。
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??? 如果能發(fā)揮兩網各自優(yōu)勢,、取長補短，當用戶提出內容需求時,，信息資源將自動以最低成本的方式到達用戶端,，而用戶無需感知信息資源是來自何種網絡，實現“跨網”透明操作,，將有助于實現互聯網,、廣播網等多種網絡的真正融合。
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