当前，广电行业正经历一场有线电视HFC网络双向改造升级和新型宽带数据网建设并举；模拟电视向数字电视过渡和数据业务拓展应用共兴为主要标志的数字化革命。在这场网络技术与应用服务变革中，广电行业面临着机遇和挑战。其中，宽带数据业务的竞争尤为激烈。在这场围绕宽带业务用户争夺的博弈中，麻城市广电局于2003年8月建设开通了以太网和HFC网Cable Modem两种方式混合接入的宽带综合数据业务运营网。网络开通后，我们经过深入的市场需求分析后认识到：没有丰富的宽带业务应用就难有较高的用户接入率，没有较高的用户接入率就没有市场，没有市场就没有网络的生存发展空间。为在激烈的市场竞争中占有一席之地，我们确立了“丰富业务内容，推行个性服务，建立客户中心，强化营销理念”的市场营销策略和“业务整合数字化，服务政府信息化，宽带内容本地化”的内容服务策略，并及时在麻城市广电宽带数据网络的信息平台“麻城信息港”网站上，充分利用流媒体技术，整合和开办了宽带影院（VOD）、网上直播、数据广播等大量交互实时的宽带视频业务，向广电宽带数据网络用户提供丰富的内容服务，影响大效果好。
本文结合流媒体在麻城广电宽带网上的应用实践，就流媒体的技术选择、流媒体系统组成结构、流媒体业务应用等方面作一具体介绍，仅供参考。
一、流媒体系统的技术选择 流媒体是指在Internet（包括局域网、城域网）中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。随着网络技术的快速发展，为了给人们提供更多形式、更高质量的信息模式，流媒体技术的应用发挥了重要作用。流媒体是通过把连续的影像和声音信息，经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，形成一定格式的发布文件，由向用户计算机连续实时地传送。所以在流媒体系统的建设过程中，多媒体压缩标准、文件格式、体系结构和处理信息能力等方面的技术选择尤为重要，它将对网络运营和用户质量产生直接的影响。
1. 技术选择需要考虑的因素
（1）流媒体数据量与用户质量的兼顾性。在网络多媒体系统中，长期以来，网络传输的数据量与用户端的质量是一对矛盾。即：要确保用户端有较好的质量，就必须加大网络传输的数据量，则需要增加网络带宽和磁盘空间，因而必须增加建设成本。所以，在流媒体压缩标准的选择上要体现二者兼顾性原则：尽量以最小的数据量在用户终端还原最好的主观视频质量。
（2）流媒体文件格式的兼容性。网络多媒体在十几年的发展历程中，形成的文件格式众多。既有国际通用的格式（如MPEG系列），又有一些公司的自有格式，仅Real Microsoft Apple 三大流媒体公司的流媒体文件格式就有“rm”“asf”“mov”“avi”“swf”等，纷繁复杂而且在网上都有应用。因而，在对文件格式的选择上要体现兼容性原则，在提高用户质量的前提下，各种文件格式都要能够广泛兼容或便捷转换。
（3）点播系统的并发性。作为运营级网络，必须提供面向大量用户接入的能力和管理功能。因此，流媒体服务器的I/O带宽要求足够大，特别是用户在对同一文件（节目）同时点播时，服务器的并发能力要强。在用户逐渐增多后，要支持分布式多服务器的协同工作和负载均衡。
（4）流媒体的海量性。电视剧、电影、歌曲、音乐等多媒体原始素材资料，都是以流媒体文件的形式存储在磁盘中供用户点播的，那么对系统的磁盘存储容量和并行I/O能力要求足够大，能适应海量存储的要求。
（5）流媒体数据的性。流媒体文件在磁盘上要具备科学的分布放置策略和备份策略。以确保在点播时不至于因文件损坏而发生点播失败的问题。
（6）用户的可管理性。在运营级的网络中，对用户的管理功能至关重要。因此，流媒体系统需具备用户的身份验证功能和计费或加密功能，以防止非法用户的访问，同时，以便于对不同身份用户提供分级控制服务。
2. 压缩编码标准的选择
20世纪九十年代以来，随着视频编码技术的成熟，国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）相继推出了一系列视频压缩编码的国际标准：JPEG，H.26X，MPEG1/2等。其中JPEG标准应用于静止图像的压缩编码：MPEG-1应用于带伴音的数字活动图像的压缩编码，码率为1.5mbps，一般家用VCD便是MPEG-1的一种应用；MPEG-2是一种应用于专业级的压缩编码标准，其码率具有从3Mbps-80Mbps的可分级性；H.26X压缩编码标准主要是基于桌面视频会议的应用。就在这些压缩编码技术标准在满足各自领域应用需求的同时，作为一种新型的媒体大举进入人们的工作和生活。而在上述压缩编码技术标准中，除H.26X是国际电联为制定的以视频会议为主要应用的技术标准外，MPEG-1和MPEG-2都具有数据量大，需要专业网络传输的特点。为适应在互联网上多媒体的灵活传输，国际运动图像专家组（MPEG）于20世纪90年代末又发布了MPEG-4标准草案，与MPEG-1/2不同的是，MPEG-4是基于音视频对象的可分级编码技术，其码率可从5Kbps-2mbps的范围变化，它综合了数字电视、交互图形学和Internet等领域的技术功能。它在要求高效压缩编码的同时，强调多媒体网络通信的灵活性和交互性。表1是几种MPEG压缩编码文件数据量与主观评价效果的比较。
从以上比较可以看出：将同一个节目使用不同的压缩编码，当效果基本相同时，由不同压缩编码所形成的节目数据量差别很大。当视音频质量达到VCD效果时，采用MPEG-4标准压缩编码文件的数据量，只占MPEG-1压缩编码文件数据量的26.7%；当视音频质量达到DVD效果时，采用MPEG-4标准压缩编码文件的数据量只占采用MPEG-2压缩编码文件数据量的23%。在主观效果基本相近的前提下，尽可能减少多媒体文件的数据量，对流媒体在互联网上的应用具有非常重要的意义。一是在确保用户质量的同时，可以降低视频传输对网络带宽和服务器的I/O带宽要求，二是在相同的磁盘空间内可存储更多的节目内容。因此，我们在流媒体系统选择了MPEG-4压缩编码标准，其生成的流媒体文件格式为AV1，以供城域网内的广电宽带用户通过“麻城信息港”网站点播。当码率为700kbps时，在用户终端的主观评价效果基本可以达到DVD的水平。但是，考虑广电宽带网作为运营网，既是网络服务提供者（NSP），又是信息业务提供者（ISP），在向网上提供开放的多媒体服务时，还需要考虑流媒体信息在Internet上传输时，能适应不同的网络带宽和速率的客观要求。为此，我们还选择了Real公司的rm流式文件压缩格式，向Internet用户提供服务。Real Media也是目前Internet上较流行的跨平台的客户/服务器结构的多媒体应用标准，其采用音频/视频流和同步回放技术实现了网上全带宽的多媒体回放。这样，两种压缩编码标准互补应用，从根本上确保了麻城广电宽带网向城域网内用户和Internet用户提供的多媒体信息服务，在用户端都有较好的内在质量和主观效果。
3. 服务器系统的选择
对同时提供信息服务（ISP）和向英特网提供节目服务（ICP）的运营网络，如何选择合适的视频服务器及相应业务解决方案是一个比较突出的问题。因为，视频服务器作为VOD等流媒体应用系统的核心设备，它在很大程度上决定了整个系统解决方案和应用质量的优劣。
（1）计算机CPU和主板的选择。
视频服务器作为视、音频信号的处理中心，其性能决定了整个系统的性能。但视频服务器系统究其根本仍为计算机系统，只是作为服务器系统的计算机相对于普通的计算机而言，则要求其指标更高，传输量更大，速度要求更快。因此，对于作服务器之用的计算机，其主板和CPU性能是否匹配，将直接影响系统对数据的处理能力和速度。在CPU时钟频率飞速增长的今天，人们往往将处理器速度作为衡量系统性能的标准。有时非常笼统地认为：处理器越快，性能就越好。可是在实际使用过程中，系统性能并未因处理器速度的提高而得到明显的改善。是因为总线速度和RAM对总线速率度的均衡能力，令处理器时钟速度增加无法为系统性能带来很大的改善。因此，在视频服务器中，宜采用双CPU结构，使操作指令系统与数据处理系统分别由不同的CPU来完成。将视频数据通道与总线相对独立，其处理控制由专用CPU完成。这样，视频数据流I/O均受控直接访问，大大提高了数据处理和传输速度的可靠性。为此，我们选择了InteXEON2.4G（“志强”系列）双CPU处理器和支持多I/O通道和多CPU构架的Intel主板，其总线时钟频率为533Mhz，数据带宽高达4.3GB/s。
（2）磁盘系统的选择。
服务器系统的磁盘驱动器性能也是决定流媒体系统I/O总吞吐量的关键因素。在硬盘家族中按类型可分为SCSI硬盘和IDE硬盘，对于流媒体服务器的硬盘，经过比较，我们选择转速高、性能好、I/O带宽大的SCSI硬盘阵列作为流媒体服务器的磁盘系统。表2是两种硬盘的性能比较：从以上性能比较可以看出：SCSI硬盘比IDE硬盘具有明显优势。基于流媒体服务器对安全性和稳定性的严格要求，为了确保系统的稳定性，我们选择用两块SCSI硬盘作专用系统盘，一是进行系统双备份，二是以便于将操作系统与节目系统分开。为了确保数据信息的安全性，我们选择用五块SCSI硬盘作数据盘，并采用Raid5接口控制技术。因为Raid5具有数据备份和热拔插功能，可对节目数据进行备份，当某块硬盘损坏或数据破坏时，可随时插入新的硬盘自动修复丢失和损坏的数据。另一方面由于Raid5功能还可以提高硬盘阵列的I/O带宽和数据吞吐能力，这对提高用户对同一节目的并发点播能力大有帮助。另外，当用户在点播节目时，视频流从硬盘输出时对稳定性和速度要求较高。若硬盘输出不稳或转速不够，在用户点播高峰易造成缓存不足，使视频节目出现停顿和马赛克等不良现象，影响用户终端收视效果。这样SCSI硬盘所具有的转速高、寿命长、稳定性好的特点。可以在很大程度上提高系统的性能。
（3）输入输出接口（
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