P2P網絡電視臺前端編碼方式問題的解決方案

1 應用需求

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對網絡的依賴性越來越強。于是網絡新媒體、政府、事業單位和企業紛紛搭建視頻直播或網絡電視臺系統，將多路音視頻信號實時編碼處理發送給流媒體服務器(Windows Media Services或P2P),由流媒體服務器提供直播點播服務。客戶端通過Internet方便我們可以觀看到豐富多彩的直播，如果錯過了直播還可以回看，這樣就不會有喜愛的電視沒有看到的煩憂了。

我們知道P2P（peer-to-peer）是作為流媒體系統的傳輸方式，是互聯網整體架構的基礎，主要用于公網視頻信息的傳輸，可以在少量公網帶寬的情況下提供成千上萬客戶端在線觀看的服務。就目前看來，P2P流媒體發布平臺越來越成熟了，但還是存在一些問題，前端編碼方式就是一個比較嚴峻的問題。如：單機編碼效率低、編碼機太多、維護量大。下面是某網絡電視平臺建立P2P視頻服務平臺的應用需求，我們將由此來逐漸解決問題。

1. 為現有P2P平臺提供標準的WMV編碼，以MMS、RTST、HTTP數據流為P2P服務器提供數據源。

2. 將國內衛視電視頻道通過采用單機多路編碼工作站將多路模擬電視信號采集編碼后發送到Windows Media Services(以下簡稱WMS),由WMS提供MMS網絡數據流到P2P服務平臺。

3. 由于在公網提供直播服務既要保證圖象質量也要控制網絡流量,視頻圖象格式:640*480,碼流大小:300kpbs~512kpbs.

4. 編碼同時可對視頻信息字幕添加、臺標定制等功能。

5. 系統支持多任務錄象,錄象后的文件能直接用第三方非編系統編輯。

6. 系統7*24小時連續穩定運行，滿足電信級應用。

2 解決方案

有了前文的用戶需求，我們就可以根據用戶需求將有線電視和數字電視通過信號解調器獲得的AV信號，采用世紀葵花多路編碼工作站AVCaster實時采集編碼，AVCaster單機采集壓縮16路電視信號或其他AV信號，并實時上傳給WMS服務器，由WMS提供WMV編碼的MMS、RTST、HTTP數據流為P2P服務器提供數據源；上傳直播源同時將節目錄制為WMV標準流媒體格式保存以便后期編輯，不至于因為忘記儲存而丟失了長時間的辛勞成果。下面是給出的系統拓撲圖：

2.1 系統拓撲圖

2.2 系統組成

該系統由TV2AV（有線電視信號解調器）、AVCaster（多路采集工作站）、Windows Media Services流媒體服務器組成。

1 TV2AV……把1路RF射頻輸入，解調出多4~16個不同電視頻道的信號（AV）出來，以便作為采集工作站信號源；

2 AVCaster……單臺服務器采集4~16組AV信號，實時壓縮成MPEG4數據流，發布到WMS服務器滿足直播需求；

3 WMS服務器……提供流媒體數據的發布，為P2P服務器提供數據源；

2.3 系統功能

1. 支持7*24小時不間斷運行，滿足電信級應用；

2. 編碼同時可對視頻信息字幕添加、臺標定制等功能；

3. AVCaster支持多種錄像模式，也可對AVCaster上傳來的直播數據流進行手動、自動或按照節目表進行錄像，可直接錄制成WMV格式的媒體文件，并自動生成WMS的點播發布點，供用戶進行VOD點播；

4. 錄像節目支持網絡存儲，可把錄制的節目存儲到網絡鄰居或NAS存儲器上，方便用戶重看；

5. 提供獨立的節目制作、編輯工具，可把VCD、DVD等格式的媒體文件快速的轉換成WMV格式的高壓縮節目，并能夠以類似文件拷貝的速度把RM/RMVB格式的媒體文件轉存成WMV格式的文件，以便WMS可識別提供VOD點播，可對WMV或ASF節目進行剪切、合并等操作，速度為拷貝級；

2.4 AVCaster性能指標

1、 內置WEB發布服務，支持單播用戶接入數量在500以上，采用組播方式，使接收直播用戶數達到無限，系統支持B/S及C/S兩種模式，且要支持遠程管理；

2、 集成音視頻采集、壓縮、存儲、發布、用戶認證、遠程管理及Web服務等眾多功能為一體；

3、 支持7*24小時不間斷采集編碼直播服務，自動不間斷上傳到WMS服務。

4、 聲音視頻必須完全同步、直播延時可控制在1~3秒（采用專用播放器）；

5、視頻壓縮格式為MPEG4-2、WMV7、WMV9，音頻壓縮格式為MP3、WMA，采用硬件與軟件組合方式完成壓縮，可支持多達16路 D1（720*576）8路CIF（352*288）的A/V信號采集、壓縮、存儲、直播、錄制后文件的點播等功能，視頻碼流 8kpbs－6000kpbs可調，音頻輸出碼流8kpbs－160kpbs可調;

6、 支持PAL-D（Phase AlternATIng Line，D是在中國使用 ）、NTSC制式（National TelevisiON System Committee，制定的彩色電視廣播標準）；

7、 支持設置視頻屬性功能，比如設置視頻采集設備的圖象格式大小、亮度、對比度等；

8、 支持定時錄像、按任務錄像等功能，錄制后的節目可直接提供點播；

9、 支持直接把節目錄制到網絡磁盤和NAS存儲器上；

10、 錄制的視頻文件完全支持后期非線編 比如用軟件Adobe Premiere、Movie Maker等；

2.5 部分界面預覽

A、采集編碼器界面

B、設置直播數據流錄像的界面

3 結論

事實上，網絡上現有的許多服務可以歸入P2P的行列。即時訊息系統譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微軟的MSN Messenger以及國內的OICQ是最流行的P2P應用。它們允許用戶互相溝通和交換信息、交換文件。用戶之間的信息交流不是直接的，需要有位于中心的服務器來協調。但這些系統并沒有諸如搜索這種對于大量信息共享非常重要的功能，這特征的缺乏可能正為什么即時訊息出現很久但是并沒有能夠產生如Napster這樣的影響的原因之一。相信通過前文可以帶給媒體，政府，事業單位及企業搭建視頻會議等直播或網絡電視系統帶來改善，使用戶帶來方便。比如視頻會議可以重復觀看，網上電視更流暢畫面更清晰，直播延遲時間短，可以一直觀看電影。