高创IPTV网络直播方案书.docx
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高创IPTV网络直播方案书.docx
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高创IPTV网络直播方案书
广州高创视频直播解决方案
公司简介
广州市昕创(高创视讯)电子计算机有限公司创立于1997年,是国内有名的集多媒体广播视频系统开发、集成和销售为一体的技术性公司。
以高科技为依托,是中国最较具实力的硬件、软件服务供应商之一,多年来本公司致力于MPEG数字视频的产品开发及集成销售,并对MPEG数字视频具有丰富的开发经验,主要产品视频产品的开发、集成和生产。
1、DVB编码器。
2、IPTV整套产品解决方案---服务器到终端IP机顶盒。
3、3GP手机电视---编码器等。
4、流媒体直播---视频编码器、压缩卡等。
5、DVD制作---压缩卡等。
6、非线性编辑。
7、电视台播出、虚拟场景系统等。
一直以来,我们不断引进国外最先进的技术,同时结合自身强大的技术研发力量,自行设计开发出适合国内广播电视行业、教育需求、数字视频等的专业产品,为推动多媒体数字视频产业发展而努力。
多年来的持续高速发展,高创精品已成为中国优秀IT的一面旗帜。
公司位于广州IT中心的天河,毗邻华南理工、华南师范,现各类专业人才近90人,办公面积900多平方米。
公司在北京设有分公司和上海办事处,在全国各地建立了近3000余家经销及零售网点,在港澳台、东南亚、北美等地区有几十家代理商。
另外,以硬件技术精湛而闻名的高创公司在硬件捆绑销售与技术合作方面,已中兴、华为、UT、同洲电子、联想、等知名IT企业建立了紧密的合作关系。
我们以专业的技术力量、热诚的服务态度和完善的售后服务为广大的客户提供优质的产品。
现在已经在服务与个大企业,政府等单位。
我们客户(部分):
深圳中兴(IPTV)、华为(IPTV)、UT(IPTV)、深圳同洲电子(IPTV)、上海文广(IPTV)
国家广播电影电视总局(流媒体)、广东省电网公司(流媒体)、杭州国家安全局(视频直播)、北京军区(数字采集)、CCTV(数字采集)、
广州外国语大学(视频直播)、中山大学(直播)、暨南大学(直播)、华南师范(直播)、华南理工、西安理工、郑大、浙大、重庆广电局等!
本公司竭诚欢迎各行业的新老用户前来洽商合作。
二、视频直播、点播系统评价:
1、压缩(纯硬件)的质量如何
2、支持的视频流格式有多少
3、支持二次开发SDK可否
4、方便机房维护(如体积大小)
5、对服务器性能要求的高低
6、对网络带宽资源的利用情况如何
7、点播视频源内容时的响应速度快慢
8、视频流传输所用的网络协议是开放的还是自定义的
9、视频内容的编辑制作难易程度、方便程度如何
10、视频内容的存储格式是开放的还是自定义的
11、点播终端的操作是否简单容易
12、系统维护和后台管理设置是否便捷
13、能否支持在特殊的宽带接入中点播各种视频格式内容(尤指MPEG2/4及RM格式内容)
14、在跨网段、跨路由远程传输时是否需要特殊设备或对网关、路由等进行特别设置
15、视频流并发时是支持分布式还是只能集中式处理
16、提供二次开发接口的广泛性和方便性如何
17、对数据库支持的广泛性如何
三、IPTV系统的选购需要对如下一些因素进行慎重考虑:
1、以上所提的几点需仔细研究
2、产品是否完全自主开发
3、所选产品的公司是否拥有核心技术
4、产品升级的能力如何
5、产品升级的周期多长
6、满足客户提出的新功能增加所需时间多长
7、售后服务及对用户进行培训的能力如何
四、高创IPTV产品的性能
硬件性能:
⏹国内首创纯硬件压缩(高创所有硬件压缩产品/服务器):
现在市场上很多采集卡都是软压,这样会就有需要高质量,高码率怎么办,软件压缩我们CPU根本没法工作下来,解决这样方法就是采用纯硬件压缩,采集压缩编码的任务全部交给硬件来完成。
从而做到高码流、高质量、低CPU占用(四路同时20%占用)。
1M即达DVD质量。
⏹真正的多格式纯硬件MPEGx压缩服务器,做到四路硬件采集压缩的高标准。
⏹支持多格式:
Wmv9,MPEG-4ISO、Wmv、Divx、MPEG-2、MPEG-1
⏹保证视音频同步及7*24小时长时间稳定工作
独创的视频流技术,卓越的整体性能
1、使用国际标准网络传输协议,可以轻松过路由器或网关,不必特殊设备或对路由器进行特别设置,即可实现远程VOD点播。
2、强大的vod点播管理功能
3、高创独立开发转发/录制编码,可以无损耗,高效率的将单播转组播,组播转单播,以实现不同网络情况的传输等。
4、高创独创的网络“猝发传送技术”,充分利用网络带宽资源,100Mbps带宽下,单台服务器,可以达到80路以上的DVD质量(1.5兆)并发流;(理论上的正常情况100M/1.5M=66个并发流);500Kbps的超VCD质量可以达到180-450并发流。
5、高创独创的“实时视频流解压技术”,(ISMA,DIVX)对从远端接收的视频流不需任何预读的完全动态解压,效率极高,读取播放画面流畅、清晰。
6、支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、ASF、AVI、WMV、等国际标准和主流视音频格式。
兼容各种市面上流行的播放器。
7、分布式架构体系,支持机群式视频服务器接入,轻松实现大流量视频流并发(如N台服务器,以每台支持100个DVD并发流算,则可支持100×N个并发流)。
8、最大限度发挥硬件系统固有性能,对服务器要求低,普通PC即可用作视频服务器。
9、在电信、广电应用中,可利用ISDN、DDN、XDSL、帧中继、CableModem传送不同的视频流,尤其是可在XDSL、帧中继上自由、轻松、流畅地播放(MPEG1/2/4格式)。
第二章:
视频服务平台概述
流媒体指的是通过网络传输的、能够在本地终端实时回放的、具有实时特征的媒体内容编码数据流,流媒体实现的关键技术就是流式传输,即通过网络获得平滑的数据流。
大体可分为在线直播、网上点播、网络广播和文件下载。
流媒体的行业应用也很广泛,包括召开网上工作会议,重要活动直播,内部学习培训,IPTV网络电视等。
专业的视频服务厂商均提供了基于TCP/IP的视频系统。
完整的视频服务平台应包含以下几种功能:
视频直播功能
将实时的视频信号(摄像头信号、电视信号)实时压缩成数字信号,通过直播形式传送到每一个请求的客户端。
在一台服务器上可以实时直播多路实时数字电视信号。
采用点对多点的多播功能,服务器每路视频只发送一次信号,该信号会被复制到所需的用户设备,不需要为每个用户单独发送一路信号。
视频点播功能
视频点播即交互式视频点播,是随着计算机技术和网络通讯技术的发展,综合了计算机、通讯技术、电视技术而迅速新兴的一门综合性技术。
它利用了网络和视频技术的趋势,彻底改变了过去收看节目的被动方式,实现了节目的按需收看和任意播放,集动态影视图像、静态图像、声音、文字等信息为一体,为用户提供实时、交互、按需点播服务的系统。
支持负载平衡
负载平衡服务器作为网络请求分配的控制者,要根据集群节点的当前处理能力,采用集中或分布策略对网络服务请求进行调配,并且在每个服务请求的时间内监控各个节点的有效状态。
在大型的视频服务平台中,系统的视频服务器稳定性和安全性显得尤其重要,所以系统中的视频服务器必须采用均衡负载技术,保证其满足电信级的性能需要。
第三章:
客户IPTV运用需求分析
为提供各种信息服务的应用平台,为充分利用现有网络资源,需要增加网站视音频信息发布,同时实现在网络上视频点播、会议视频直播等功能。
网络视音频应用的规划如下:
1、直播节目定时录制和广播
系统可以录制节目并生成流媒体文件。
通过组播技术(Multicast)实现电视节目的广播功能。
2.现场网络直播功能
(1)对大型活动会议的网络直播,可以对重大活动会议进行现场直播;
(2)对录制下的节目可以对原始视音频资料的编辑。
3.VOD视频点播
可将模拟视频资料或VCD、DVD盘转换成的流媒体格式等视频数据进行硬盘存储,并且为用户提供点播服务。
.
4、系统应具有良好的扩展性
为了节约投资,要求系统具有很好的扩展性,也就是随着并发流的增加,系统能够不断扩充,满足用户的需求。
系统扩展性强,具有域集群/负载均衡功能,可实现系统平滑扩展。
二.目前的网络及应用情况
1.服务器
2.网络带宽为光纤千兆接入,可以完全满足开展视音频业务的需要。
功能要求:
软件应采用基于业界先进的WINDOWSMEDIA流媒体技术,对网络带宽适应性高,
1)可以把视频新闻点播发布在不同页面上。
供客户去点。
2)支持关键直播采集的多机备份,对访问流量实行负载均衡,支持大容量用户并发访问。
3)无人值守,多频道自动直播:
支持视音频流的自动采集压缩及网络直播,完全实现无人值守。
4)安全可靠,充分满足7X24小时的直播需要;
5)同时支持直播和录播,同时支持WindowsMedia格式文件的直播;
5)扩展性强,支持无限级联,全面实现跨广域网的点播直播支持;
6)支持服务器一机多路,支持客户端多频道选择;
7)软件厂商应该有良好的资质,在同行业应该具有广泛的成功案例
8)厂家提供的软件产品应该提供自有的版权,并且通过国家有关部门的认证。
12)厂家本身技术实力强大,是专业的网络流媒体软件提供商。
13)售后服务良好
四.系统需求:
要实现学校有线电视信号节目直播及现场活动的直播.包括以下四个系统
1.可选:
音视频信号的采集系统(如果要进行现场会议直播等)
需要配置数字摄像机一台,与转换编码设备和直播设备配合用于采集或现场直播,可以提供AV、S-VIEDO、1394、SDI等接口信号输出;
1、信号接收设备:
有线射频信号的接收。
2、拍摄设备
3、数字数字编辑录放机(1台)
2.编码压缩转换系统
用于将音视频文件或音视频信号压缩编码,成为播放系统支持的格式。
如果把电视的射频信号转换成采集压缩卡能识别的模拟信号。
即多路的编码器。
3.视音频存储发布系统
如果目前网络视音频内容较多,建议先用一套视频直播软件(可以选择微软的mediaserver:
免费)和一台服务器以满足需要.今后可以随着内容的增加进行扩展.
系统特色:
1能够把模拟电视信号转换为适合在网络中传输的数字信号,并在网络内直播,网络中的用户可以随时接收观看电视;主要功能如下:
2.采用模块化的设计思想、可根据不同需要搭建一体机式直播(广播)或分布式直播(广播)等多种应用模型,支持RTP/RTSP/UDP等多种网络协议,支持单播、组播等多种接入方式,可适合任意简单或复杂的网络;
3.应用最新的流媒体技术和独有的码流平滑技术,视频编解码采用WMV9、MPEG4/,音频采用MP3进行编码,服务器采用纯硬件数据交换技术,多点同步、音视频同步,保证媒体数据高质量转发;
4.可实现主动接收与被动接收两种模型;被动接收时,客户端不需要人工干预,自动接收来自服务器上的直播或广播数据流;主动模式支持自动连接功能,降低了由于系统维护带来的客户中断观看;
5.支持服务器上自动录制数天节目,错过接收直播的用户可随时进行点播或下载到本地观看以前的直播节目;
2.2性能指标:
1.支持一体式或分布式两种架构;
2.支持一机多路视音频同时采集、压缩并直播发布;
3.音视频同步性好
4.网络稳定利用率可达90%以上;
6.支持单播、组播、多播等多种分发方式,可满足任何IP网络的电视直播应用;
7.视频部分采用WM9、MPEG4进行编码,音频部分采用MP3编码,既保证了音视频的质量,有降低了网络带宽,更节省了存储空间
3.1设计原则
∙先进性
本方案建立的网络应该采用先进的网络产品和技术,这样才能为终端用户提供高性能、高速度、高容量、高可靠性、具有广泛连接能力的网络平台。
当今网络技术的飞速发展,用户的需求也在不断提高。
如果没有技术的前瞻性,采用过时的技术建立起来的网络结构很可能马上就不适应用户的需要。
因此,为保证本系统能够适应未来若干年的网络发展潮流,系统中的硬件、软件、网络协议和数据库系统都应采用与国际标准兼容的开放协议。
∙高性价比
由于计算机技术的迅速发展,新技术不断产生,为保证对新技术的支持,设备的投资和资源也在不断的增加,但是如果采取过与超前的网络技术,容易造成资金和网络资源的浪费。
因此,在做网络方案时,应该在照顾技术先进性的前提下考虑方案的经济性。
使网络系统具有较高的性能价格比即最佳的实用性,不仅能够满足用户当前和未来一段时间内的需要,同时也能够适应网络技术及规模的发展。
∙成熟性
采用的设备、操作系统以及其他各种应用软件都是在国内外应用很广泛的成型产品,其性能和可靠性才完全值得信赖。
结论:
根据网络设计的原则,同时确保整个网络系统的顺利运行和适应未来技术的发展。
本方案着重对以下几个方面进行考虑:
∙开放系统
系统在设计时均采用国际标准协议,如TCP/IP、HTTP等。
∙可扩展
支持各种高速网络技术(千兆以太网、FDDI、ATM)在网络建设初期可以使用交换快速以太网技术满足业务的需要。
如果资金允许,可以直接采用以太网技术,从而保证网络服务质量。
∙高度的一体化的网络管理
3.3技术要点分析
视频直播系统是一套综合的网络系统工程,在设计过程中有一些技术要素需加予考虑。
本解决方案从视频服务器中有可能在直播过程中发生瓶颈的硬件资源,包括磁盘读写I/O、PCI总线、CPU、内存和网络输出I/O等方面逐一进行分析。
3.3.2PCI总线
PCI总线时钟频率33.3MHz/66MHz,服务器总线位宽有16位和32位。
以16位为例,得知PCI总线最大数据传输速率66*16/8=133MB/s=1064Mbps;
可见PCI总线I/O完全满足100*1.5=150M的吞吐需求。
3.3.3CPU负载
视频直播过程中对于CPU资源的耗用不多,主要是由于与网络设备和磁盘阵列等外设通讯会耗用CPU资源,所以网络设备和存储设备利用效率的高低将直接影响对CPU资源的占用。
3.3.4内存消耗
高创视频直播系统中采用了独特的内存读取机制,每个MPEG2并发流占用小于8M的内存,每低速率并发流仅占用小于2M的内存。
这样内存实际上已不成为系统工作的瓶颈。
3.3.5网络I/O
由于视频直播的应用特性,决定了服务器的网络输入是非常小的,可以忽略不计,因此下面只考虑网络输出。
需要的网络输出带宽=100*300Kbps=30Mbps
系统配置了一块千兆网卡,按照70%的利用率计算。
1000Mbps*70%=700Mbps>>>>30Mbps
说明系统配置完全满足网络I/O要求。
4系统功能与特点
基于高创公司独到的音、视频处理及网络传输技术之上的视频直播系统,采用了HTTP开放式网络传输协议,分布式结构,支持大型网络上多用户大量视频流并发。
第四章:
直播系统运用方案
产品的主要指标、性能、服务的说明
系统概述
GoCaster1100PRO-LL
GoCaster1100PRO-LL视频直播服务器是一款集中了当今最高效率的数字视频压缩技术、最先进的生产工艺、及集成度最高的嵌入式服务器,本系统采用了稳定可靠的32位嵌入式操作系统,并支持几乎所有的目前最流行的视频压缩格式包括我们wmv9,MPEG-4/2/1、高品质MPEG-4视频压缩,突破性的能在2Mbps的低码率下提供DVD的图象质量,纯硬件压缩,同时支持4通道压缩传输,并能够保证视音频同步。
GoCaster1100PRO-LL视频直播服务器采用1U的工业控制精密设计,可以安装到任何标准的19”工业机架上,方便系统集成安装。
GoCaster1100PRO-LL视频直播服务器应用于高质量的流媒体传输、校园直播、视频会议、网络监控、网上电视、等多方面工作。
产品独有优势
⏹国内首创纯硬件压缩:
现在市场上很多采集卡都是软压,这样会就有需要高质量,高码率怎么办,软件压缩我们CPU根本没法工作下来,解决这样方法就是采用纯硬件压缩,采集压缩编码的任务全部交给硬件来完成。
从而做到高码流、高质量、低CPU占用(四路同时20%占用)。
2M即达DVD质量。
⏹一U四路采集压缩服务器:
采用1U的工业控制精密设计,可以安装到任何标准的19”工业机架上,真正的多格式纯硬件MPEGx压缩服务器,做到四路硬件采集压缩的高标准。
⏹支持多格式:
Wmv9,MPEG-4ISO、Wmv、Divx、MPEG-2、MPEG-1
⏹保证视音频同步及7*24小时长时间稳定工作
产品特征:
特点:
∙国内首套支持MPEG-4ISO,的MPEGx流媒体视频压缩嵌入式服务器
∙1U的工业控制精密设计,可以安装到任何标准的19”工业机架上
∙支持远程IP登陆遥控操作,基于webserver
∙支持MPEG-4ASP(高级简单层)、SP(简单层)
∙支持AACMPEG-4高级音频质编码格式
∙支持几乎所有的mpeg格式:
MPEG-1,MPEG-2,MPEG-4,Divx,Wmv9
∙支持多种直播模式:
UDP、RTP,RTSP,Unicast,Multicast,TCP,Msmediaserver,Wmv等
∙音频格式:
PCM、MPEG-1LayerII、MP3、AC-3
∙兼容多种标准播放软件包括QuickTime,MediaPlay,RealOne等软件的实时接收解码
∙支持MPEG-4IP机顶盒实时接收,
∙支持多种VOD视频点播服务器
∙支持分辨率高达720x576fullD1
∙纯硬件压缩,占CPU低于10%
∙可变的GOP结构:
I,IP,IBP,IBBP
∙支持VBR及CBR压缩方式
∙单机四通道
∙实时低延时IP网络视频传输,<500ms
1.编码方式(ISMA1.0标准):
Gocaster1100全程采用纯硬件压缩。
包括支持多种直播模式:
UDP、RTP,RTSP,Unicast,Multicast,TCP,Msmediaserver,Wmv等。
符合国际ISMA1.0标准。
支持WMV9。
RTP:
可以做到低于500毫秒(半秒)的传输响应时间。
视频:
采用Gomp4xMPEG-4IPonly视频编码,同时也可以采用Gomp4xMPEG-2IPonly、Gomp4xMPEG-1IPonly视频编码。
音频:
XcodecMPEGAudio1Layer(MP3)。
(我们格式有WMA、AC3、MP3、AAC)
同样直播可以使用点播或者组播方式。
TCP:
广州高创独立开发的DIVXMPEG-4IBP、DIVXMPEG-4IPonly格式来点播,传输延时低于500豪秒(半秒)
UDP:
同样使用本公司开发的格式DIVXMPEG-4IBP、DIVXMPEG-4IPonly格式进行直播。
WMV(mms)
采用MicrosoftMPEG-4,IPONLY进行视频直播。
音频我们采用WMA。
支持WMV9。
编码MPEG1、MPEG2和MPEG4的各种性能参数
在100M网络、NT4.0SERVER或WIN2000SERVER环境下
(1)、MPEG1参数指标
工作站支持连接1~90流(完全可以满足流媒体服务器拉流数)
流媒体服务器并发流数1~500个/台
响应时间≤0.5秒
平均码流范围0.2~6Mbps(2M可以达DVD质量)
视频质量29.97~10帧/秒
同时四路CPU占用率20%(纯硬件压缩为高码流、高质量提供保证)
(2)、MPEG2参数指标
工作站支持连接1~90流(完全可以满足流媒体服务器拉流数)
流媒体服务器并发流数1~500个/台
响应时间≤0.5秒
平均码流范围0.2~6Mbps(2M可以达DVD质量)
视频质量29.97~10帧/秒
同时四路CPU占用率20%(纯硬件压缩为高码流、高质量提供保证)
(3)、MPEG4参数指标
工作站支持连接1~90流(完全可以满足流媒体服务器拉流数)
流媒体服务器并发流数1~500个/台
响应时间≤0.5秒
平均码流范围0.2~6Mbps(2M可以达DVD质量)
视频质量29.97~10帧/秒
同时四路CPU占用率20%(纯硬件压缩为高码流、高质量提供保证)
2、网络传送方式:
分有组播和单播方式。
单播
在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。
相应的播放方式我们也可以在XstreamIII或者Gostream软件设置。
我们现在规划学校各个采集服务器工作站和流媒体服务器间采用单播方式。
流媒体服务器和终端机间也可以采用单播。
即如下图:
采集服务器和流媒体服务器:
他们间单播并发流我们设置1~60台(校园网内每个子内网设置一台流媒体主机话,也就是说可以设置60各子内网)。
流媒体服务器和终端电脑:
他们间单播数可以1~500台(假设我们这样一个内网是一个实验室。
也就是说这个实验室里每台主机可以带起终端电脑500台。
)
组播
IP组播技术构建一种具有组播能力的网络,允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。
采用组播方式,单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。
媒体服务器只需要发送一个信息包,而不是多个;所有发出请求的客户端共享同一信息包。
组播也可以在有需要的校园网或者校园网里的一个子内网进行。
他们可以连接数为不限制的无数。
(也就是说如果我们在比如一个实验室电脑可以有无数台去连接)
3、整体传输方案:
流媒体服务器及其管理系统构成组播发送到现已有的三座语言实验室。
节目源电视、网络讲座、会议等。
网络视频直播系统采用先进的流媒体传输技术,基于高创自有直播技术开发。
能够实时采集直播现场的音视频信号,并通过IP网络实时的将这些现场信息直播出去。
实现远程多媒体同步直播。
系统可实现同步录制,以保存所需要素材。
a:
采集工作站:
Gocaster1100PRO-LL的直播软件采集压缩节目后,进行编码对外发流。
通过设置每路节目都对应自己的端口来区分开节目。
比如现在出的节目流地址为MMS:
//192.168.1.76:
9000。
同时可以选择保存,以便保存所需要的素材,采集工作站可承受被拉几十路流。
b:
流媒体服务器:
做为一台面对所有终端电脑要访问的平台,我们采用的MicrosoftWindowsMediaService是一个能适应多种网络带宽条件的流式多媒体信息的发布平台,包括了流式媒体的制作、发布、播放和管理的一整套解决方案。
WindowsMediaService系统能用于多种网络环境,基本的应用方式有:
点播服务工作方式,单点或多点广播服务工作方式,服务器扩展工作方式。
如下图所示:
我们现在将TV信号(有线电视信号)通过GOTVBOX八路解调器解调出来,把八路AV信号分别输入到Gocaster1100PRO-LL服务器,通过采集直播服务器将节目采集下压缩编码成流对外传输,
o我们在这可以选择单播MPEG4格式进行。
o码流可设置2M(达到DVD的质量
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