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网络电视关键技术及其发展二

发布时间:2020-02-11 05:02:16 阅读: 来源:玻璃棉毡厂家

2.2 网络

网络电视系统所使用的是以TCP/IP协议为主的网络,包括骨干/城域网络、宽带接入网络和内容分发网络等:  骨干/城域网络(Backbone/Metro Network)。骨干/城域网络主要完成视频流在城市范围和城市之间的传送,目前城域网络主要采用千兆/万兆以太网络,而长距离的骨干网络则较多选用SDH或DWDM作为IP业务的承载网络。  宽带接入网络(Broadband Access Network)。宽带接入网络主要完成用户到城域网络的连接,目前常见的宽带接入网络包括xDSL、LAN、WLAN和双向HFC等,可以为用户提供数百kbps至100Mbps的带宽。  内容分发网络(Content Delivery Network)。内容分发网络是一个叠加在骨干/城域网络之上的应用系统,其主要作用是将位于前端的视频内容分布存放到网络的边缘以改善用户获得服务的质量,减少视频流对骨干/城域网络的带宽压力。

一般而言网络电视系统的前端直接连接在骨干/城域网络上,视频流通过内容分发网络被复制到位于网络边缘的宽带接入设备或边缘服务器中,然后通过宽带接入网络传送到业务的接收端,由此可以看出网络电视业务中的视频流实际上是通过分布在全网边缘的各个宽带接入设备或边缘服务器与前端部分共同完成的。 2.3 接收端

网络电视系统的接收端包括了计算机、电视、手机和其他智能终端设备,  计算机。计算机设备包括了各种台式计算机以及各种可以移动的计算机,如PDA等,此类设备的特点是自身具备较强的处理能力,不仅可以独立完成视频解码显示任务,同时还可以安装其它软件完成信息交互、自动升级和远程管理等功能,如浏览器和终端管理代理等。  电视。电视一般仅具备显示各类模拟和数字视频信号的能力,目前市场上大多数的模拟电视需要配备专门的数字视频处理设备,如机顶盒(Set Top Box, STB),后才可以完成数字视频的显示工作;近期才开始上市的数字电视产品可以接收基于DVB的数字电视信号,但对于网络电视业务来说仍然需要增加相应的功能。  手机。手机作为网络电视业务的终端显示设备必须具备处理和显示数字视频信号的能力,目前市场上出现的可以处理显示动态画面的手机由于其网络传输速率和视频解码处理能力的限制还无法提供比较流畅的视频信号,因此在3G网络投入运营以及有更为有效的编码方案后,手机会逐步成为网络电视的真正终端设备。

视频流在到达接收端的各类终端设备经过解码后显示出来,同时需要接收和显示的内容还包括了电子节目指南等信息。计算机与节目指南服务器间可以通过标准的HTTP协议以HTML格式传输节目指南信息,因此在服务系统中无须进行特殊的处理;而机顶盒在与节目指南服务器进行信息交换时尽管基本上也采用标准的传输协议和格式,但是由于机顶盒操作系统和中间件的不同,需要在机顶盒与节目指南服务器间进行相关的定制工作。此外,各类终端设备还可以通过网管代理实现远程监控、自动升级等功能。 3 相关技术问题 3.1 服务质量

基于TCP/IP的网络目前还是以提供“尽力发送(best effort)”服务为主,也就是说网络中所有的数据包将被同等地传送,不能保证一定的端到端的延迟或者不被丢弃,而网络传输所造成的延迟、抖动或丢包等因素对于具有实时交互特性的网络电视业务而言,其影响是至关重要的。为此IETF提出了区分服务、集成服务和流量工程等方法解决网络层的服务质量问题,同时各设备制造和软件开发商也根据网络的情况纷纷提出了应用层的服务质量解决方法,下面分别进行介绍。 3.1.1 网络层服务质量

网络层的服务质量主要涉及延迟、抖动和丢包等问题。延迟(delay)一般可以理解为数据包从网络入点到网络出点的单向花费时间,造成延迟的主要来源有4个:  物理介质所造成的信号传播延迟;  网络设备本身收发数据包的延迟;  数据包在进行调度(排队)处理时引起的延迟;  信号时钟引起的串行延迟;

抖动(jitter)是指网络延迟的变化,一般可以理解为同向传输的相邻数据包之间的时间差,造成抖动的原因主要有3个:  网络拓扑变化造成的传播延迟变化;  数据包处理要求不同带来的交换延迟变化;  队列的空和满引起的调度处理延迟变化;

丢包(packet loss)是指从网络中的入点到出点之间发生丢弃数据包的现象,一般用丢包率来衡量丢包现象发生的程度。

这三个问题对于具有时间敏感性的网络电视业务来说,会导致观看时出现画面不流畅、马赛克甚至是停滞的现象,极大地影响了网络电视的观赏性和用户体验。

目前的解决方法是在结合区分服务(Diffsev)模型,在网络边缘通过宽带接入设备将来自不同应用的数据包进行分类,对不同类别的数据包给予不同的优先级,按照优先级汇聚后进入骨干/城域网络,见图2;在网络的骨干/城域网络中不仅提供对汇聚后已经具有不同优先级流量进行粗颗粒的分类传输,同时还结合MPLS流量工程技术使得高优先级业务在带宽、延迟、抖动和可用性等方面得到保证。[img][/img]

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