DigitalTV的日志

数字电视核心应用：视频点播（VOD）

已有 793 次阅读 2009-09-25 16:43 标签: 视频点播数字电视 VOD 核心应用

一 视频点播技术概要

视频点播又称点播电视，即VOD(Video On Demand),它是一种交互式多媒体信息点播系统，其本质是信息使用者可根据自己的需求主动获取多媒体信息。视频点播以电视技术、计算机技术、通信技术为基础，它区别为信息发布的最大不同是用户具有主动性与选择性，传统电视系统只能进行单身传送，用户只能被动接收，百VOD是一种崭新的双向视频、音频信息，给用户提供所需的高品质视听节目。

VOD的基本工作原理如下：VOD服务提供者将大量节目源存储在视频服务器中，视频服务器可随时响应用户需求，并通过传输网络将压缩编码并经过打包处理的视频、音频码流传送至用户端，用户接收端利用数字机顶盒或综合接收解码器将压缩编码并经过打包处理的视频、音频信号解调、解复用、解码，并通过数字电视显示设备还原出原始的视频、音频信息，给用户提供需的高品质视听节目。

VOD体系结构如图10-37所示，它由视频服务提供商、传送网络和用户终端组成，其中视频服务提供商提供视频节目源、并对视频服务系统进行管理。视频服务与管理设备一般由视频服务器、辅助存储服务器、记账计算机和节目选择计算机组成，如图10-38所示。视频服务器存储在线的视频源，辅助存储服务器存储后备的大容量视频库，当用户所点播的视频节目源不在视频服务器中，则把后备的视频节目源从辅助存储服务器中转移到在线视频服务器中。节目选择计算机和记账计算机可以是一台计算机，在小型VOD系统中也可与视频服务器共用同一台计算机，它们承担视频服务器与用户之间的会话管理以及VOD系统的服务管理。用户终端是VOD向用户提供服务的接口，典型的用户终端设备通常是数字机顶盒或个人计算机。传送网络用来传送下行视频流、上行命令与选择请求，用户接入网可采用ADSL、HFC、FTTC或：FTTB方式。

二 真视频点播、准视频点播与全视频点播

根据不同的功能需求和应用场景，主要有以下三种VOD客户端系统。

1．TVOD (True Video-On-Demand)

TVOD即真视频点播，它真正支持即点即放，用户能够得到即时响应，但是能够提供所有服务的TVOD价格非常昂贵。在TVOD中，它为每个用户提供一个单独的通信路径，每个用户各自占有一套节目，并且都要得到即时响应，用户可随意控制存储在信息中心和电视台视频服务器中的节目，并可实时启动节目播放，在收看过程中也可控制节目快进、快退、暂停等。由于每个用户独占一条通信链路和一部分点播服务器资源，并且需要即时响应，因而TVOD对通信网和服务器配置均有较高要求，不仅视频服务器、视频磁盘驱动器，而且信道与其他系统元件的费用都相当高，TVOD的替代物是准点播电视。

2．NVOD(Near Video-On-Demand)

NVOD即准视频点播，它是TVOD的替代物，它是每隔一定时间从头播放同一套节目，用户在观看电视节目并发出点播信号后，交换机将用户终端与最近将要从头开播的频道连通，用户需要等待几分钟即可收看点播节目，等待时间不会超过规定的时间间隔。NVOD允许节目分享和虚拟地址共享，它采用一种广播机制，允许多个用户共享一个虚拟地址，由于所有用户共享若干条通信链路和部分点播服务器资源，因而大大减小了对通信网和服务器的压力。NVOD通过引入一定延时，提高了系统资源的共享程度，从而降低了系统造价，也降低了系统的技术实现难度，NVOD实现起来比TVOD便宜许多，其延迟对用户的许多应用无关紧要，在用户等待时间内可向用户播放存储资料、广告、音乐或视频插曲。

3．IVOD(Interactive Video-On-Demand)

IVOD即交互式视频点播，又称全视频点播，它相对于TVOD与NVOD两种方式在性能与功能方面有了很大改进，IVOD不仅支持即点即放，而且可让用户对视频流进行交互控制，用户可进行节目播放、暂停、快进和自动搜索等操作。

三 视频点播原理剖析及实现结构

视频点播技术是一门多学科、多领域融合交叉的技术，其中主要包括计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术以及数据压缩编码技术等。从根本原理上进行分析，可知视频点播是信息接受者根据自身需要进行自我完善与自我发展的方式，这种方式在当今的信息社会中将越来越符合信息资源消费者的深层次需要，因而它是未来的主流信息获取方式在多媒体视频、音频领域的具体表现。

通用视频点播系统的组成如图10-39所示，主要包括视频服务器、编码器与路由器、用户请求计算机、记账计算机以及数字机顶盒。其中视频服务器主要是接收并存储来自所有点播用户的全部信息，进行检索与服务，并快速将点播节目传送到用户接收端；编码器与路由器的主要功能是按照点播用户需要，将节目与服务数据进行编码，并经过路由选定分配到点播用户。详细的视频点播系统结构如图10-40所示。由图10-40可见，它主要由节目分配设备与用户设备两大部分组成，每个部分又可逐渐细化。

基于HFC网实现视频点播在实际应用中非常广泛，其系统实现结构如图10-41所示。由图lO-4l可见，系统主要由中心服务器、传输系统、HFC网络以及用户终端设备组成，其中中心服务器又包括视频服务器、管理服务器与数据服务器，它为用户提供信源、进行资源分配和计费管理，用户终端设备则主要由数字机顶盒与电视接收机组成。

视频流传输在视频点播系统中非常关键，它与视频数据封装格式及其传输载体密切相关。目前广为使用的以太网传输层协议有TCP、UDP两种，其中TCP面向连接，具备高可靠性，每一次传输需要交换大量报文，其可靠性由确认和超时重传等技术来保证，因而会出现重复报文；UDP则面向无连接，具备高效性，一次传输只交换少量报文。视频编码通常采用MPEG-2格式，由于视频数据传输量大、传输速度快，因而必须采用高效的传输方式，这里采用以太网帧格式、UDP／IP网络协议进行传输。由图10-41可见，视频流由视频服务器经以太网交换机传送到编码复用器。视频传输协议的层次结构如图10-42所示。

此外，VOD网络结构通常由交换局、骨干网络和用户接入网组成，在一个城市范围内，可采用SDH环状网作为骨干网，其中服务器位于中心交换局，在每个本地交换局内采用分插复用设备(ADM，Add／Drop Multiplexer)取出本地用户点播的节目，具体的网络结构如图lO-43所示。采用这种网络结构具有节目更新与管理方便等优点，但由于每路节目都要在一个城市范围内进行传输，因而传输费用很高、而且要求环状网络具有很宽频带。