通信學(xué)論文-VOD產(chǎn)業(yè)小覽 .doc

通信學(xué)論文-VOD產(chǎn)業(yè)小覽VOD是熱點產(chǎn)業(yè)，是IT產(chǎn)品與娛樂業(yè)的又一重要結(jié)合。對此題材，相信IDG/IDC早有研究。本文主要由各IT報刊有關(guān)文章編輯整理而成，黑體字是本人的評述。本文可視作VOD，走著瞧的續(xù)篇，上篇以對VOD集成業(yè)的評論為主，本文以整個VOD產(chǎn)業(yè)的基本介紹為主。VOD（服務(wù)）定義點播電視(VOD-VideoOnDemand)可分為真點播電視(TVOD-TrueVideoOnDemand)和準(zhǔn)點播電視(NVOD-NearVideoOnDemand)。真點播電視:每個用戶各自占用一套節(jié)目,即和電視交互的每個人都要即時響應(yīng),對裝設(shè)在信息中心和電視臺視頻盤和視頻帶的節(jié)目可以隨意控制。但提供上述所有服務(wù)及設(shè)備的費用是十分昂貴的。準(zhǔn)點播電視是真點播電視的替代物。NVOD是每隔一定時間(如10分鐘)從頭播放一套節(jié)目,用戶觀看電視節(jié)目時,交換機將終端與最近將要從頭開播的頻道連通,用戶等待時間不會超過時間間隔。NVOD實現(xiàn)起來要便宜得多,它的延遲對用戶的許多應(yīng)用來說是無足輕重的。在等待時間里還可向用戶播放存儲資料(像在劇院中看到的一樣)、食品及其他產(chǎn)品的廣告,或提供音樂視頻插曲。這樣就使服務(wù)提供者能用廣告利潤補償用戶帳單。節(jié)目內(nèi)(Intraprogram)交互式電視也稱全交互型電視,它能夠?qū)⒂脩粽埱髴?yīng)答即時地傳送給用戶。傳送給用戶的信息內(nèi)容包括視頻、圖像、語音、文字和數(shù)據(jù)。它可以用在教育ITV、購物ITV、交互式游戲ITV。但是實現(xiàn)交互式電影需要有從一個場景切換到另一個場景的能力,花費太大,一般很少使用。美國電話公司(TELCO)和有線電視公司(CATV)正在致力于研究和開發(fā)ITV技術(shù),它們既是合作者又是競爭對手。按照慣例,電話公司支持交互性的實現(xiàn),它擁有非對稱數(shù)據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(AsymmetricDataSubscriberLoop),利用現(xiàn)有的雙絞線向大多數(shù)用戶傳送26MHz帶寬的雙向數(shù)據(jù),向家庭和商業(yè)企業(yè)傳送圖像、電視和數(shù)據(jù)。TELCO在美國已擁9400萬個家庭用戶,有線電視公司擁有大量單向帶寬通路,為5800萬個家庭提供靈活大容量的光纖網(wǎng)絡(luò)用以傳輸各種圖像、視頻、音頻及計算機數(shù)據(jù),并具有播出多種電視節(jié)目的經(jīng)驗。產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史目前,世界上很多國家,很多大公司都非常重視這項技術(shù)，IBM，DEC，Compaq,Sun,Fore，Toshiba等及臺灣的一些廠家已進(jìn)行了大量的產(chǎn)品開發(fā)工作。國內(nèi)一些公司和部門從1995年開始在一些大城市試驗小區(qū)的VOD服務(wù)。從1986年起,南貝爾(Bellsouth)已經(jīng)在HunterGreek和Heathrow分別作了兩個重要的VOD實驗。1993年,聯(lián)邦政府批準(zhǔn)大西洋貝爾(BellAtlantic)有一年時間在現(xiàn)有電話線上進(jìn)行傳送TV視頻撥號音試驗。緊接著大西洋貝爾的Chesaperke和PotomacTelephone公司被授權(quán)在1994年3月對2000個用戶進(jìn)行試驗,試驗中將MPEG-1壓縮視頻節(jié)目傳送到用戶的機頂盒,解碼后送給用戶電視機。此外,Nynex公司在1993年6月向曼哈頓(Manhattan)居民提供了第一套VOD系統(tǒng)。1994年12月14日,在美國召開了關(guān)于TimeWarner全業(yè)務(wù)網(wǎng)(FSN-FullSeviceNetwork)的新聞發(fā)布會,會議將這個日子稱為交互式電視誕生日。FSN的概念是兩年前TimeWarner公司提出的,使用現(xiàn)有的光纖網(wǎng)及其升級的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。后有三個主要合作伙伴共同開發(fā)FSN:SGI在視頻服務(wù)器方面提供合作；ScientificAtlanta公司在網(wǎng)絡(luò)底層結(jié)構(gòu)和機頂盒方面提供合作；AT&T公司負(fù)責(zé)ATN轉(zhuǎn)換。TimeWarner在奧蘭多(Orlandflorida)全業(yè)務(wù)網(wǎng)試驗現(xiàn)場,采用一套4000視頻流的設(shè)備,它需要1萬億位的存儲能力,相當(dāng)于1500張標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM盤,約1750小時的壓縮視頻資料。FSN的開發(fā)者十分重視商品化問題,1994年各項技術(shù)并沒有成熟到讓用戶滿意,預(yù)計到1996年才切實可用。那時FSN的機頂盒售價將為300美元,觀看影片的價格少于出租錄像帶的租金,玩游戲的價格每天1美元。美國Oracle公司1994年宣布每個視頻流費用約600美元,僅為以前價格的1/5,對于一個接入100萬訂戶的VOD系統(tǒng),每年每戶費用減少到75美元。Oracle的媒體服務(wù)器采用視頻存儲器和巨型并行處理機(n-Cube的MPP)。n-Cube計算機具有1024個并行處理器,每個處理器可看成是一個視頻泵(VideoPump),在服務(wù)器陣列盤上提取數(shù)字視頻壓縮信號(如電影),視頻信號的幀被分散到不同盤上。Oracle已解決了如何使這些視頻泵一同或單獨工作的問題,其結(jié)果是上千人可以同時觀看單一拷貝的一部電影,1臺視頻服務(wù)器能同時傳送1700個獨立的視頻流。Oracle還提供OracleMediaObjects,一種用于交互式多媒體創(chuàng)作的編輯工具；OracleMediaNet,一個可將電視和機頂盒設(shè)備聯(lián)接到視頻服務(wù)器的軟件。上述軟件具有傳送VOD的實用性,同時還可用于點播文字、音頻和圖形業(yè)務(wù)。其他的,如Viacom、Nickelodeon、DiscoveryNetwork、Sega、Intel和GeneralInstrument、HP、Micropolis、NEC和WothernTelecom等公司,都正在研制與此有關(guān)的產(chǎn)品。SGI公司最近(1995年)宣布了一種新型的交互式電視視頻處理器MagicCarpet,它將支持ITV的機頂盒及其他消費類產(chǎn)品的交互式視頻。它集成了MIPS的RISC技術(shù)和SGI先進(jìn)的圖形引擎技術(shù)。MagicCarpet的潛在產(chǎn)品包括完全服務(wù)的交互式電視網(wǎng)絡(luò)、家庭娛樂系統(tǒng)、數(shù)字式電視和錄像機。AT&TNetWorkSystem、PhillipsElectronics、SamsungElectronics和TimeWarnerCable都宣布支持MagicCarpet產(chǎn)品。IBM1995年7月宣布建立ITV應(yīng)用開發(fā)實驗室,選用了Microware的數(shù)字音頻/視頻交互式解碼系統(tǒng)(DAVID)作為交互式電視應(yīng)用開發(fā)實驗室的開發(fā)平臺。對于那些用電話、有線電視及無線網(wǎng)絡(luò)的ITV解碼器,DAVID是一個標(biāo)準(zhǔn)的操作環(huán)境?，F(xiàn)在已有20多家制造廠商為其解碼產(chǎn)品選用了DAVID平臺。這些解碼產(chǎn)品將用于1995年交互式電視的試運行和大規(guī)模連網(wǎng)工程。歐洲進(jìn)行這類試驗的有泛歐ATM網(wǎng)絡(luò)(PEAN)、全歐網(wǎng)絡(luò)(GEN)及歐洲先進(jìn)通訊技術(shù)研究開發(fā)中心(RACE)等。尤其是英國通訊公司(BritishTelecom)的VOD已在工作。這是一次ADSL不公開的技術(shù)演示,是由英國通訊公司實驗室為一個工業(yè)小組安排的,點播電視節(jié)目和廣告,經(jīng)過本地電話交換機的普通雙絞線傳輸?shù)?公里外的私人住宅。以縮小為一個芯片。通過電話線接收的VOD,最后機上可能只包括:一只ADSL解碼器、一只MPEG解碼器、一只微處理器控制器及將視頻從電話呼叫中分離出來的濾波器,價格將下降到150200美元。通過一般電話線提供VOD業(yè)務(wù),技術(shù)已很現(xiàn)實,由英國通訊公司(或任何其他國家電訊集團(tuán))開辦這種業(yè)務(wù)的真正障礙將是節(jié)目權(quán)的使用。亞洲韓國的KT(KoreaTelecom)公司已推出VOD業(yè)務(wù),通過電話線向家庭傳送電影和Karaoke節(jié)目。KT公司1995年6月通過Panpo電話局向100個家庭提供VOD服務(wù)。1995年7月,KT公司打算把這個服務(wù)擴展到Pusan、Taegu和Kwangiu的另外1000個家庭。在這次試驗中,存儲在Pan-po電話局計算機中經(jīng)過編碼的VOD節(jié)目將通過電話線發(fā)送給點播人。點播人家中的機頂盒將信號進(jìn)行解碼。在選定某個節(jié)目之后的三秒鐘內(nèi),電視機上將會出現(xiàn)相應(yīng)的畫面,點播人可以進(jìn)行停止、快進(jìn)、倒放等操作,就像使用錄像機一樣。1996年,KT公司打算將其全面商業(yè)化。技術(shù)及其實質(zhì)交互式電視系統(tǒng)和分布式多媒體數(shù)據(jù)庫從機理上講是完全一樣的。交互式電視臺把新聞和其他節(jié)目,經(jīng)過視頻音頻壓縮技術(shù)存儲到多媒體數(shù)據(jù)庫中,用戶可以通過機頂盒而不是多媒體工作站,點播各種廣播節(jié)目。這是交互式電視系統(tǒng)與分布式多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個重要區(qū)別。交互式電視系統(tǒng)和人機間直接通訊系統(tǒng)一樣,數(shù)據(jù)的傳送量和接收量之間有大量的差異。人類的眼腦和耳腦結(jié)合可以迅速地接收非常多的信息,而操作鍵盤和定位設(shè)備的手就要慢好幾個數(shù)量級。使用單鍵遙控器的交互式電視系統(tǒng),目前要以每秒兆位的速度傳送家用質(zhì)量的電視,而從遙控器到機頂盒只是每分鐘幾位的數(shù)量級。以賓館按次付費(PPV)點播電視系統(tǒng)(VOD)為例,輸入為44位11個數(shù)字,而響應(yīng)輸出是每秒192000字節(jié)90分鐘的圖像及聲音,不對稱性為1.88億比1。無論是有線電視和電話公司的VOD系統(tǒng),還是蜂窩電視和賓館點播電視VOD系統(tǒng),都有一個用戶擴充和技術(shù)更新的問題。要有效地解決上述問題,系統(tǒng)必須設(shè)計成模塊化,使其具有可擴展性。例如有線電視和電話公司的VOD系統(tǒng),擁有50010萬個用戶、203000個電影或節(jié)目資源是比較經(jīng)濟有效的；就蜂窩電視VOD而言,擁有10005000個用戶、20300個節(jié)目；對于賓館VOD系統(tǒng),擁有201000個用戶,20200個節(jié)目資源也是經(jīng)濟有效的。根據(jù)目前試范系統(tǒng)的經(jīng)驗,在一個星期中,交互式電視系統(tǒng)大多數(shù)節(jié)目的選擇集中在一個非常小的節(jié)目子集中。一個特殊的例子是視頻點播收入:不到25個節(jié)目提供了97%的收入；在1000到10000個節(jié)目中,3368個節(jié)目就可滿足99%的請求,而39129個節(jié)目就可滿足99.5%的請求。基于上述的統(tǒng)計,可以選用準(zhǔn)點播電視(NVOD)的方案。例如將一部90分鐘的視頻節(jié)目(1G字節(jié))組織成10個線程,每個線程偏移9分鐘,在點播等待時間,可以播放預(yù)先準(zhǔn)備的微型節(jié)目、卡通片及即將播放節(jié)目的精選；2.5分鐘的新聞提要；1分45秒的公眾服務(wù)公告；50秒鐘的有用的提示；25秒可引用的記錄；12秒鐘鼓舞人心的消息和12秒正片即將開始的提示。NVOD系統(tǒng)可以大大提高每個視頻線程的用戶量,同時還可以用廣告收入貼補用戶費用,這樣就可以降低整個點播電視系統(tǒng)的費用。另一個值得重視的特點是節(jié)目選擇時間的集中性。例如一個有4500個用戶正觀看的視頻節(jié)目在晚上八點結(jié)束,節(jié)目結(jié)束后,有4300個用戶在1分鐘之內(nèi)要選擇新的節(jié)目,這樣每秒鐘將會有72個復(fù)雜事件等待處理。這就是在VOD系統(tǒng)中,設(shè)計節(jié)目選擇計算機和記帳計算機要考慮的問題。交互式電視最常用的是節(jié)目間的交互,亦稱點播電視(VOD)。典型的VOD系統(tǒng)主要由下面四部分組成:視頻服務(wù)器、編碼器/路由器、用戶請求計算機和記帳計算機及機頂盒。在這里重點講述兩個關(guān)鍵技術(shù):1.視頻服務(wù)器VOD系統(tǒng)為了進(jìn)行點播電視服務(wù),需要一個大容量存儲器和具有高速傳輸能力的快速檢索系統(tǒng),這就是視頻服務(wù)器。它的主要功能是:(1)大容量視頻存儲典型的視頻存儲器可以有20GB的存儲空間(20部90分鐘的影片),采用多重單元互連可以提供幾倍的20部影片。視頻服務(wù)器選用的存儲體有磁盤、磁帶和RAM。為了提高性能價格比,較多的采用溫徹斯特硬盤?，F(xiàn)在單盤可以以2Mb/s的速度產(chǎn)生8路視頻數(shù)據(jù)流。為了提高數(shù)據(jù)傳輸率、I/O響應(yīng)時間、可靠性、存儲容量及降低費用,大量采用廉價磁盤冗余陣列(RAID)技術(shù)來制作視頻陣列盤。要滿足對不太流行的視頻節(jié)目的需要,必須有二級存儲器,通常采用智能化磁帶(RoboticTapeLibraries)。由于RAM費用太高,只有少量用在Cache緩存中。(2)節(jié)目檢索和服務(wù)視頻服務(wù)器接收所有用戶的全部信號對服務(wù)器進(jìn)行控制。服務(wù)器控制處理能力要根據(jù)應(yīng)用的不同進(jìn)行設(shè)計。例如,交互較少的點播影片,只需要較少的控制處理能力；而對交互式較多的交互式學(xué)習(xí)、交互式購物及交互式視頻游戲,就需要高性能的計算平臺。(3)快速的傳輸通道視頻服務(wù)器有一個高速、寬帶的下行通道與編碼路由器相連,把服務(wù)數(shù)據(jù)(視頻、音頻及嵌入控制信號的數(shù)據(jù))傳送給各個用戶。SGI宣稱它的ChallengerXL系列通過總線每秒可以傳送大約1GB數(shù)據(jù)。同時,視頻服務(wù)器還接收來自用戶請求計算機的各種反向通路信號。每個用戶要求的帶寬較低(16Kb/s),當(dāng)然數(shù)據(jù)量和速率也取決于用戶的多少。視頻服務(wù)器是交互式電視系統(tǒng)最重要的組成部分,也是價錢最貴的設(shè)備。目前世界上很多公司都看好視頻服務(wù)器市場,爭先設(shè)計銷售自己的視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器最大的特點是要求數(shù)據(jù)流的平穩(wěn)性。例如,希望視頻流以精確的29.97幀/s傳輸,而不像一般計算機網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器希望盡可能快地向計算機傳送數(shù)據(jù)。還希望它具有較好的交互性、可靠性及可擴展性。為了提高性能價格比,存儲器多數(shù)采用視頻磁盤結(jié)構(gòu)。為了盡量滿足上述指標(biāo)要求,視頻磁盤要能夠:識別錯誤而不是中止視頻流來改正它；利用順序?qū)ぶ愤m應(yīng)視頻數(shù)據(jù)的固有特性；盡可能在視頻流利用自識別的嵌入地址,而不必重新校準(zhǔn)；利用磁盤寬帶的優(yōu)點從一個磁盤產(chǎn)生多個視頻流(滿足VHS質(zhì)量,從一個磁盤驅(qū)動器可以產(chǎn)生3到18個順序訪問的視頻流)；提供適于視頻記錄和重播的簡單命令集。已經(jīng)開發(fā)了三種基本的視頻服務(wù)器結(jié)構(gòu)；在通用主機上實現(xiàn)的視頻服務(wù)器；用緊耦合多處理器實現(xiàn)的視頻服務(wù)器；專門設(shè)計的多線程視頻服務(wù)器,又叫調(diào)諧視頻服務(wù)器(TunedVideoServer)。通用主機的方法是最容易實現(xiàn)的方案,但是費用較高,可靠性取決于主機系統(tǒng)。緊耦合多處理器方法能處理更多的并行節(jié)目,比主機方法便宜一些。因為它擁有更多的冗余,可靠性高于主機方案。專用的多線程視頻服務(wù)器的設(shè)計目標(biāo)就是針對視頻服務(wù)應(yīng)用的,視頻服務(wù)器首先是一個數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng),它不需要大量的計算處理能力。所以采用擴充的模