異構(gòu)網(wǎng)絡環(huán)境下流媒體服務模式的研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻點播、網(wǎng)絡直播、視頻會議、可視電話等多媒體已經(jīng)廣泛應用，成為日常生活的一部分。中小規(guī)模視頻服務系統(tǒng)經(jīng)過多年發(fā)展，已趨于成熟，但在向大規(guī)模/超大規(guī)模視頻服務系統(tǒng)的遷移過程中，系統(tǒng)規(guī)模的擴展、網(wǎng)絡的異構(gòu)性、用戶需求的提升，對現(xiàn)有的視頻服務器體系結(jié)構(gòu)、存儲、傳輸和服務策略等提出了巨大挑戰(zhàn)?？蓴U展的視頻服務器體系結(jié)構(gòu)和高效的帶寬復用策略是擴展視頻系統(tǒng)服務規(guī)模的兩個主要手段，已成為超大規(guī)模視頻服

2、務研究的熱點。本文圍繞這兩個問題，研究了異構(gòu)網(wǎng)絡環(huán)境下流媒體服務模式。 本文在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)“十五”重大專項“高性能寬帶信息網(wǎng)(3TNet)”、國家廣電總局“海南省IPTV示范網(wǎng)絡的建設”和“海南雙向HFC實驗網(wǎng)絡”等課題的基礎上，圍繞異構(gòu)網(wǎng)絡環(huán)境下的流媒體服務模式展開研究，結(jié)合3Tnet、有線電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的特性，研究了流媒體服務架構(gòu)、傳輸模式、帶寬復用等關鍵性問題，提出了一些新的思想和方法，并設計了相應

3、的算法。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下： 流媒體服務需要消耗大量的計算和存儲資源，單臺服務器的服務能力有限，在提供大規(guī)模并發(fā)服務時通常需要建造服務器集群。本文針對3TNet中主干網(wǎng)---ASON數(shù)據(jù)鏈路的傳輸特性，在多級緩存的視頻點播服務系統(tǒng)基礎上，提出并實現(xiàn)了支持異地存儲影片VCR(Video Cassette Recorder，錄像機)功能的視頻點播服務策略。該策略利用3TNet數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)奶攸c，采用異地服務的模式，降低邊緣媒體

4、服務器的存儲壓力，同時不因媒體內(nèi)容的異地存儲導致額外的啟動延遲。本系統(tǒng)在上海長寧區(qū)IPTV(Internet Protocol Television，網(wǎng)絡電視)示范運營工程的實際運營表明，該策略可以有效地緩解中心服務器的壓力，適合大規(guī)模IPTV商業(yè)運營。 單播采用獨占模式提供服務，系統(tǒng)規(guī)模受到很大限制，組播是一種有效的解決途徑。本文針對有線電視網(wǎng)，分析了HFC(Hybrid Fiber Coaxial，光纖同軸電纜混合網(wǎng))雙向網(wǎng)

5、絡特性，設計了一套適合該網(wǎng)絡的流媒體服務平臺。在該平臺基礎上針對HFC網(wǎng)絡廣播的特性，提出了分段補丁算法，以分段補丁的形式向用戶提供數(shù)據(jù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)補丁算法提供完整補丁流的形式。在算法中，利用HFC網(wǎng)絡的廣播特性，用戶同時從多個信道接收視頻數(shù)據(jù)，無需消耗附加的網(wǎng)絡資源。理論分析和仿真試驗表明該算法在有限的帶寬條件下，最大限度為用戶提供視頻點播服務，同時支持用戶的VCR操作。 對于互聯(lián)網(wǎng)而言，由于技術(shù)條件的限制，目前網(wǎng)絡層組播還無法

6、廣泛應用。 隨著個人計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，客戶端的存儲、計算能力有了很大提高，可以作為流媒體服務系統(tǒng)中的一個節(jié)點提供服務。在此背景下，應用層組播被認為是解決服務擴展性的最佳途徑。本文針對下一代互聯(lián)網(wǎng)絡的特性，提出了基于P2P的時移電視傳輸策略，將補丁技術(shù)與P2P技術(shù)相結(jié)合，有效地節(jié)省了視頻服務器及主干網(wǎng)絡的資源，同時對服務規(guī)模沒有限制。在此基礎上引入網(wǎng)格技術(shù)，提出時移電視服務系統(tǒng)(Time-shifted TV on deman