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关于IPTV中的流传输技术研究与分析

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来源: 作者: 2018-10-25 13:19:52

IPTV是随着宽带网络、流传输、编解码和海量存储等技术的发展而出现的互联网新业务,被业界认为是“TriplePlay”业务的体现,因此得到了业界的广泛关注。尽管国外已有IPTV的实际运营案例,但在中国开展大规模的IPTV业务,需要结合国内的网络环境,仔细研究端到端的关键技术。

一IPTV技术框架

IPTV是一个完整的端到端业务,技术设计面广,包括了节目接收/采集、编码/转码、DRM、EPG管理、组播路由、内容分发以及相应的业务管理、运维支撑等。图1仅从媒体流的流向角度给出IPTV的技术框架。

图1IPTV技术框架图

如图1,虚线即为流传输技术在IPTV系统框架中的位置。流媒体服务器或CDN的边缘服务器通过流传输技术将媒体内容传送到机顶盒。

二IPTV流传输技术分析

IPTV系统中,视频点播内容主要通过内容分发网络(CDN:ContentDeliveryNetwork)完成,即视频数据通过内容分发网络被复制到位于网络边缘的边缘服务器中,然后通过流传输技术传送到机顶盒,实现“边下载边播放”的功能。流传输包括了流会话的建立、数据包封装格式、数据包传输格式、用户的暂停/快进/快退请求处理等,对应的,流传输技术包括了流控制协议、文件打包格式、流传输协议等。

当前在IPTV系统中,主要采用的流传输技术主要为ISMA方式和MPEG-2TSoverIP方式。

1.ISMA方式

ISMA(InternetStreamingMediaAlliance)即互联网流媒体联盟,是在2000年12月成立的标准化组织,其目标就是制定互联网流媒体编码器、服务器和播放器之间的开放标准,其原则是最大程度的利用现有互联网国际标准。

ISMA规范范围涵盖音视频编解码、文件格式、流传输机制和参考SDK。2001年2月发布的ISMA1.0版本规定了基于MPEG-4的音视频格式和流传输,2005年4月发布的ISMA2.0版本在1.0版本基础上,扩充了对H.264标准的支持。ISMA的基本传输过程如图2所示。

图2ISMA的流传输基本过程

从图2可见,ISMA通过服务器/客户端的结构实现流数据的传输,在应用层采用了RTSP控制协议,媒体数据采用RTP封装后承载在TCP或UDP上,并通过RTP/RTCP协议进行传输质量的监测。

ISMA协议栈如图3所示。

图3ISMA的协议栈

需要指出的是,ISMA协议栈中,媒体数据需要经过流化处理,MPEG-4格式遵循MP4文件格式规范(即ISO/IEC14496-14:MP4fileformat),H.264格式遵循高级视频编码文件格式规范(即ISO/IEC 14496-15:Advanced Video Coding file format)。二者在规范中均采用了Hint track索引方式,使得流服务器能够通过实时流方式传输媒体轨道的信息。Hint track中将视频和音频媒体信息是分开的,因此在图1中,是把媒体数据按照视频流和音频流分开传输的。

2.MPEG-2TSover IP方式

MPEG-2TS(TransportStream)参考标准为MPEG-2的系统层,即ISO/IEC13818-1。MPEG-2 TS是广播电视领域广泛采用的流传输标准。

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