数字媒体技术导论 （一般指多媒体）13

《数字媒体技术导论》刘清堂等第2版.清华大学出版社.第十三章数字媒体传输技术，包含流媒体概念及传播方法，基本原理与应用，p2p技术概念和特点、工作方式，iptv技术概念、特点、功能与工作原理，典型运用。

数字媒体技术导论 （一般指多媒体）

• 第十三章 数字媒体传输技术
  • 数字媒体 传输技术概念
    • 含义
      • 由传输信道、信道两端的数字终端设备【用来输入、处理、输出数字媒体】（信道两端的复用设备）组成
      • 概念：充分利用不同信道的传输能力构成一个完整的传输系统，使信息得以可靠传输的技术（性能重要指标：有效性、可靠性）
    • 分类
      • 分类
        • 按信道的使用方法
          • 专用信道：两个数字终端设备之间固定连接的信道
          • 公用信道：需要通信时才通过交换机接通的信道,也称交换信道。特点-通信路由不固定，线路利用率高
        • 按传输信道的不同
          • 有线信道传输：指由光缆、电缆等传输介质引导的电磁波的传输。包括明线、对称电缆、同轴电缆、光缆
          • 无线信道传输：自由空间中的电磁波
      • 有线传输技术
        • 架空明线线路传输
        • 平衡电缆传输
          • 高频对称电缆 低频对称电缆
        • 光纤传输
        • 包括信息终端、信道终端、信号处理、有线信道
      • 无线传输技术
        • SmartAir传输
        • MIMO无线通信技术
        • ZigBee无线传输技术
        • DMB-TH数字电视
        • 微波、激光、感应耦合、此耦合谐振、电场耦合
      • 传输技术依赖于具体信道的传输特性
  • 流媒体传输技术
    • 概念
      • 定义
        • 指采用流式传输方式的一种媒体格式（包括：下载、流式传输）
        • 顺序流式传输
          • 顺序下载，利用超文本传输协议http（HTTP流式传输）适合播放高质量的短片段（片头、片尾）（HTTP\FTP服务器，便于管理，不支持直播）是点播技术
        • 实时流式传输
          • 实时传送（适合现场广播、随机访问、快退/进），需要媒体信号带宽与网络连接匹配，需要特定的流媒体服务器（传输协议RTSP）
      • 特点
        • 缩短等待时间：边传输边播放
        • 节省存储空间：缓存，不用下载
        • 可实现实时传输、实时播放
      • 特点-运用可变带宽技术，以“流”的形式传送
    • 流媒体技术原理
      • 原理
        • 是先从服务器上下载一部分音视频文件,形成音视频流缓冲区后实时播放,同时继续下载,为接下来的播放做好准备
      • 网络协议
        • 实时传输协议RTP（一对一/多）
          • 目的：提供时间信息、实现流同步
        • 实时传输控制协议RTCP：增强上一个
        • 实时流协议RTSP：有状态，对称协议
          • 目的在于控制多个数据发送连接,为选择发送通道(如UDP、组播UDP和TCP)提供途经,并为选 降基于RTP的发送机制提供方法。
        • 资源预留协议RSVP：在面向无连接的网络上,增加了面向连接的服务
      • 传输过程
        • 在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与音视频服务器建立联系,目的是为了能够把服务器的输出重定向到一个非运行音视频客户程序的客户机的目的地址。
      • 传输方式
        • 单播：客户-媒体服务器
        • 点播与广播：客服端-服务器
        • 组播（IP组播技术）
    • 典型的流媒体系统
      • Real Networks 公司的 Real System
      • Microsoft 公司的 Windows Media
      • Apple 公司的 QuickTime
      • 由编码器、服务器和播放器构成
    • 应用
      • 视频点播
      • 远程教育
      • 视频会议
      • 网络直播
  • P2P技术
    • 简介
      • 定义
        • 每个节点的地位都是对等的，每个节点既充当服务器为其地节点提供服务,同时也享用其他节点提供的服务。指网络上的任何设备(包括大型机、PC、手机)可半等地直接进行连接并进行协作。
        • 包括信息交处理、处理器时钟、缓存和磁盘空间
        • 特点：系统依存于边缘化(非中央式服务器)设备的主动协作;每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益:系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色，系统应用的用户能够意识到被此的存在,构成一个虚拟或实际的群体
        • 分布式网络
      • 特点
        • 非中心化：可扩展性、健壮性
        • 可扩展性：无限
        • 健壮性：耐攻击、高容错
        • 高性价比
        • 隐私保护
        • 负载均衡
      • P2P计算是“向传统回归”
    • 原理
      • 传统的集中模式原理：是用户两种规则(协议)和提供文件的服务器取得联系并将文件到自己的计算机中,从而实现下载的功能
      • 基于P2P的分布式模式：在用户机自己下载其他用户机上文件的同时,还提供被其他用户机下载
      • P2P的网络体系结构
        • 中央控制网络体系结构;采用快速搜索算法,排队响应时间短,使用简单的协议能够提供较高的性能,容易中断服务
        • 分散分布网络体系结构：造成大量网络流量,搜索速度慢，排队响应时间长，有自行组织行为，降低成本，提供可扩展性
        • 混合网络体系结构：超级智能节点的布设提供T更高的性能。采用快速追踪，客户机/服务器，减少文件搜寻的时间,不用品贵的中央控制硬件设备（服务器）
        • 第四代P2P目前正在发展中，有动态口选择和双向下载
        • 实体同时扮演:客户和服务器
      • P2P不是新技术,而是新的应用技术模式
    • 典型的P2P应用系统
      • ICQ类的即时通信软件
      • 文件和其他内容共享--BT（比特湍流）技术：下载时用户越多,总下载速度越快
      • 基于P2P技术的流媒体网络视频：组播+P2P
    • P2P应用前景
      • 基于P2P的分布式存储系统
      • 基于 P2P 的分布式计算系统：共享CPU处理能力，用于进行基因数据库检索和密码破解等需要大规模计算能力的应用
      • 基于P2P的适应性信息检索系统：元搜索、爬行器和转交给服务器端代理
  • IPTV技术
    • 简介
      • 概念
        • 网络电视,也称为IP电视或IPTV,是指利用互联网作为传输通路传送电视节目及其他数字媒体业务,在终端设备观看的技术。
        • 电视机(或计算机)作为主要终端设备,集互联网、多媒体、通信（个性化、交互式）
        • 优势：交互性、实时性；ICP/IP协议
      • 特点：传输手段多样；有回传通道；双向交互；根据用户的置求点播节目,提高了用户友好性与交互性
      • 功能
        • 点播功能
        • 广播时移功能
        • 双向互动功能
        • 借助先进高效的视频压缩技术，为用户提供包括数字电视节目、可视电话、VOD、Internes、网络游戏、网上购物和远程教育等交互式多媒体信息服务
    • 原理
      • 工作原理：把呼叫分为数据包,通过互联网发送,然后在另一端进行复原；首先编码，然后通过互联网传送，最后解码,通过计算机或电视播放，要求传输的数据是视频和同步的声音。
      • 系统组成
        • IPTV业务系统平台：包括流媒体系统、用户管理系统、储系统、编码系统、信源接收转换系统
        • IP网络
          • 骨干/城域网络:城市范围和城市之间的传送
          • 宽带接入网络:用户到城域网络的连接
          • 内容分发网络:叠加在骨干/城城网络之上的应用系统
            • 作用：将位于前端的视频内容分布存放到网络的边缘以改善用户获得服务的质量,减少视频流对骨干/城域网络的带宽压力。 IPTV系统的业务提供平台，视频流是通过分布在全网边缘的各个宽带接入设备或边缘服务器与前端部分共同完成的。
        • 用户接收端
          • PC终端
            • 特点是自身具备较强的处理能力,不仅可以独立完成视频解码显示任务,还可以安装其他软件完成信息交互、自动升级和远程管理
          • 机顶盒士电视
            • 作为数字视频信号的接收和处理设备,与网络进行交互控制，只完成显示工作
          • 手机
            • 有处理显示动态画面的手机基本受其网络传输速率和视频解码处理能力的限制
        • TACP/IP协议,包括骨干/城域网络、宽带接入网络和内容分发网络
        • IPTV业务系统平台、IP网络和用户端
      • 以家用电视机或PC为显示终端, 利用计算机或“机顶盒土电视”
    • 典型的IPTV应用系统
      • 应用领域
        • 直播电视
        • 时移电视
        • 视频点播
        • 网络电视
        • 电视上网
        • 远程教育
      • 应用系统
        • 方正天骄的网络电视系统
          • 产品概述：节目制作、节目整合及节目运营
          • 产品架构：以内容管理系统和工作流引警为平台，采用SOA(面向服务架构)；由平台软件、应用软件及工具软件构成
          • 详细介绍
            • 节目生产系统：针对节目制作商
            • 节目整合系统：统针对节目提供商
            • 发布运营系统：针对节目运营商
          • 技术优势
            • 流媒体技术：网络化采集、帧精确快编、集群化转码、集群化加密,复合信源编播
            • 数字版权保护技术DRM
            • 内容管理技术：集内数字化、内容分布式存储、内容挖掘分析为一体
            • 工作流引擎技术WF
            • 内容分发技术
            • 内容发布技术：通过配置后台调度的时间间隔保证信息发布的即时性和滚动性
          • 典型案例
            • 央视网络电视
            • 搜狐网站：全套的视音频内容管理系统、生产系统、整合系统,以及各类视音频处理软件
        • 奔流(RollingStream) 运营级IPTY整体解决方案
          • 优势
            • 系统稳定
            • 视听类和增值类互动业务
            • 系统架构与编解码格式无关
            • 技术领先
          • 组成
            • 端到端
            • 采用模块化的组件架构，内容发布、运维支撑和 网络分发
            • 分布式体系架构部署，分为内容服务平台、存储分发平台、运营支撑平台、网络分发平台、终端服务平台
          • 支持的特色业务：支持以LiveTV、Timeshift-TV、VOD、TVOP 等为基融的各项功能，具有良好的功能上的可扩展性
          • 运营支撑系统和网络管理系统：管理职能
          • 典型大规模组网方案：支持3级和多级部署架构,包括中心节点(CMS)、区域汇聚节点(HMS)及边缘服务节点(EMS)。容忍度高，LAN接入、DSLAM接入、GEPON接入
            • 国内案例:中国电信CTC
            • 中国网通CNC
            • 国际案例：Yahoo!BB
              • 采用系统集成的思路进行建设,如视频服务器、机顶盒、DRM、中间件均采用不同厂家的产品 UT斯达康奔流占据国内商用用户市场69%的市场份额
            • UT斯达康公司， 整体解决方案提供商
          • 用户管理 EPG管理 终端管理 网络管理 SP管理和经营分析
          • 支持多业务、多服务终端的宽带多媒体业务平台，端到端，包括内容制作、内容存储/加密、内容分发、内容播放、终端显示
      • 优点：高带宽、交互性 特点：老体化、互动性、人性化、个性化
  • 数字媒体传输技术 的应用与发展
    • 应用
      • 缩短信息传输的距离，可帮助建立可视化的信息平台，提供即时声像信息，快速响应
      • 广泛应用于政府、企事业单位、高等院校、广告等
      • 主要应用于交流信息文化、推广品牌形象、提供公共信息、反映民生需求,应对突发事件等
      • 数字媒体传输技术广泛应用于电力、电信、消防、交通、游,建设等
    • 发展
      • 无线传输技术具有方便、捷、灵活等特点，对于机对机及人机之间的联系,直线传物技术则最为适用
      • 3G的通信标准共有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA
      • 4G解决视频技术等问题，网络延迟也减少
      • 5G有超高的频谱利用率和超低的功耗等特点
• 自由主题
• 13、数字媒体的传输技术 流媒体概念及传播方法，基本原理与应用，p2p技术概念和特点、工作方式，iptv技术概念、特点、功能与工作原理，典型运用