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(diǎn)產(chǎn)業(yè)，是IT產(chǎn)品與娛樂(lè)業(yè)的又一重要結(jié)合。對(duì)此題材，相信IDG/IDC早有研究。本文主要由各IT報(bào)刊有關(guān)文章編輯整理而成，黑體字是本人的評(píng)述。本文可視作VOD，走著瞧的續(xù)篇，上篇以對(duì)VOD集成業(yè)的評(píng)論為主，本文以整個(gè)VOD產(chǎn)業(yè)的基本介紹為主。VOD（服務(wù)）定義點(diǎn)播電視(VOD-VideoOnDemand)可分為真點(diǎn)播電視(TVOD-TrueVideoOnDemand)和準(zhǔn)點(diǎn)播電視(NVOD-NearVideoOnDemand)。真點(diǎn)播電視:每個(gè)用戶(hù)各自占用一套節(jié)目,即和電視交互的每個(gè)人都要即時(shí)響應(yīng),對(duì)裝設(shè)在信息中心和電視臺(tái)視頻盤(pán)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(fèi)用是十分昂貴的。準(zhǔn)點(diǎn)播電視是真點(diǎn)播電視的替代物。NVOD是每隔一定時(shí)間(如10分鐘)從頭播放一套節(jié)目,用戶(hù)觀看電視節(jié)目時(shí),交換機(jī)將終端與最近將要從頭開(kāi)播的頻道連通,用戶(hù)等待時(shí)間不會(huì)超過(guò)時(shí)間間隔。NVOD實(shí)現(xiàn)起來(lái)要便宜得多,它的延遲對(duì)用戶(hù)的許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)是無(wú)足輕重的。在等待時(shí)間里還可向用戶(hù)播放存儲(chǔ)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(lè)視頻插曲。這樣就使服務(wù)提供者能用廣告利潤(rùn)補(bǔ)償用戶(hù)帳單。節(jié)目?jī)?nèi)(Intraprogram)交互式電視也稱(chēng)全交互型電視,它能夠?qū)⒂脩?hù)請(qǐng)求應(yīng)答即時(shí)地傳送給用戶(hù)。傳送給用戶(hù)的信息內(nèi)容包括視頻、圖像、語(yǔ)音、文字和數(shù)據(jù)。它可以用在教育ITV、購(gòu)物ITV、交互式游戲ITV。但是實(shí)現(xiàn)交互式電影需要有從一個(gè)場(chǎng)景切換到另一個(gè)場(chǎng)景的能力,花費(fèi)太大,一般很少使用。美國(guó)電話(huà)公司(TELCO)和有線電視公司(CATV)正在致力于研究和開(kāi)發(fā)ITV技術(shù),它們既是合作者又是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。按照慣例,電話(huà)公司支持交互性的實(shí)現(xiàn),它擁有非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(AsymmetricDataSubscriberLoop),利用現(xiàn)有的雙絞線向大多數(shù)用戶(hù)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(guó)已擁9400萬(wàn)個(gè)家庭用戶(hù),有線電視公司擁有大量單向帶寬通路,為5800萬(wàn)個(gè)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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù),并具有播出多種電視節(jié)目的經(jīng)驗(yàn)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史目前,世界上很多國(guó)家,很多大公司都非常重視這項(xiàng)技術(shù)，IBM，DEC，Compaq,Sun,Fore，Toshiba等及臺(tái)灣的一些廠家已進(jìn)行了大量的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作。國(guó)內(nèi)一些公司和部門(mén)從1995年開(kāi)始在一些大城市試驗(yàn)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(gè)重要的VOD實(shí)驗(yàn)。1993年,聯(lián)邦政府批準(zhǔn)大西洋貝爾(BellAtlantic)有一年時(shí)間在現(xiàn)有電話(huà)線上進(jìn)行傳送TV視頻撥號(hào)音試驗(yàn)。緊接著大西洋貝爾的Chesaperke和PotomacTelephone公司被授權(quán)在1994年3月對(duì)2000個(gè)用戶(hù)進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)中將MPEG-1壓縮視頻節(jié)目傳送到用戶(hù)的機(jī)頂盒,解碼后送給用戶(hù)電視機(jī)。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(guó)召開(kāi)了關(guān)于TimeWarner全業(yè)務(wù)網(wǎng)(FSN-FullSeviceNetwork)的新聞發(fā)布會(huì),會(huì)議將這個(gè)日子稱(chēng)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(jí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。后有三個(gè)主要合作伙伴共同開(kāi)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(jī)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(yàn)現(xiàn)場(chǎng),采用一套4000視頻流的設(shè)備,它需要1萬(wàn)億位的存儲(chǔ)能力,相當(dāng)于1500張標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM盤(pán),約1750小時(shí)的壓縮視頻資料。FSN的開(kāi)發(fā)者十分重視商品化問(wèn)題,1994年各項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有成熟到讓用戶(hù)滿(mǎn)意,預(yù)計(jì)到1996年才切實(shí)可用。那時(shí)FSN的機(jī)頂盒售價(jià)將為300美元,觀看影片的價(jià)格少于出租錄像帶的租金,玩游戲的價(jià)格每天1美元。美國(guó)Oracle公司1994年宣布每個(gè)視頻流費(fèi)用約600美元,僅為以前價(jià)格的1/5,對(duì)于一個(gè)接入100萬(wàn)訂戶(hù)的VOD系統(tǒng),每年每戶(hù)費(fèi)用減少到75美元。Oracle的媒體服務(wù)器采用視頻存儲(chǔ)器和巨型并行處理機(jī)(n-Cube的MPP)。n-Cube計(jì)算機(jī)具有1024個(gè)并行處理器,每個(gè)處理器可看成是一個(gè)視頻泵(VideoPump),在服務(wù)器陣列盤(pán)上提取數(shù)字視頻壓縮信號(hào)(如電影),視頻信號(hào)的幀被分散到不同盤(pán)上。Oracle已解決了如何使這些視頻泵一同或單獨(dú)工作的問(wèn)題,其結(jié)果是上千人可以同時(shí)觀看單一拷貝的一部電影,1臺(tái)視頻服務(wù)器能同時(shí)傳送1700個(gè)獨(dú)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(gè)可將電視和機(jī)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(shí)用性,同時(shí)還可用于點(diǎn)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(jī)頂盒及其他消費(fèi)類(lèi)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(lè)系統(tǒng)、數(shù)字式電視和錄像機(jī)。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(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)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(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。對(duì)于那些用電話(huà)、有線電視及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的ITV解碼器,DAVID是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的操作環(huán)境。現(xiàn)在已有20多家制造廠商為其解碼產(chǎn)品選用了DAVID平臺(tái)。這些解碼產(chǎn)品將用于1995年交互式電視的試運(yùn)行和大規(guī)模連網(wǎng)工程。歐洲進(jìn)行這類(lèi)試驗(yàn)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(kāi)發(fā)中心(RACE)等。尤其是英國(guó)通訊公司(BritishTelecom)的VOD已在工作。這是一次ADSL不公開(kāi)的技術(shù)演示,是由英國(guó)通訊公司實(shí)驗(yàn)室為一個(gè)工業(yè)小組安排的,點(diǎn)播電視節(jié)目和廣告,經(jīng)過(guò)本地電話(huà)交換機(jī)的普通雙絞線傳輸?shù)?公里外的私人住宅。以縮小為一個(gè)芯片。通過(guò)電話(huà)線接收的VOD,最后機(jī)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(huà)呼叫中分離出來(lái)的濾波器,價(jià)格將下降到150200美元。通過(guò)一般電話(huà)線提供VOD業(yè)務(wù),技術(shù)已很現(xiàn)實(shí),由英國(guó)通訊公司(或任何其他國(guó)家電訊集團(tuán))開(kāi)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(guó)的KT(KoreaTelecom)公司已推出VOD業(yè)務(wù),通過(guò)電話(huà)線向家庭傳送電影和Karaoke節(jié)目。KT公司1995年6月通過(guò)Panpo電話(huà)局向100個(gè)家庭提供VOD服務(wù)。1995年7月,KT公司打算把這個(gè)服務(wù)擴(kuò)展到Pusan、Taegu和Kwangiu的另外1000個(gè)家庭。在這次試驗(yàn)中,存儲(chǔ)在Pan-po電話(huà)局計(jì)算機(jī)中經(jīng)過(guò)編碼的VOD節(jié)目將通過(guò)電話(huà)線發(fā)送給點(diǎn)播人。點(diǎn)播人家中的機(jī)頂盒將信號(hào)進(jìn)行解碼。在選定某個(gè)節(jié)目之后的三秒鐘內(nèi),電視機(jī)上將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的畫(huà)面,點(diǎn)播人可以進(jìn)行停止、快進(jìn)、倒放等操作,就像使用錄像機(jī)一樣。1996年,KT公司打算將其全面商業(yè)化。技術(shù)及其實(shí)質(zhì)交互式電視系統(tǒng)和分布式多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)從機(jī)理上講是完全一樣的。交互式電視臺(tái)把新聞和其他節(jié)目,經(jīng)過(guò)視頻音頻壓縮技術(shù)存儲(chǔ)到多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中,用戶(hù)可以通過(guò)機(jī)頂盒而不是多媒體工作站,點(diǎn)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(kù)系統(tǒng)的一個(gè)重要區(qū)別。交互式電視系統(tǒng)和人機(jī)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(lèi)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(pán)和定位設(shè)備的手就要慢好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。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(jī)頂盒只是每分鐘幾位的數(shù)量級(jí)。以賓館按次付費(fèi)(PPV)點(diǎn)播電視系統(tǒng)(VOD)為例,輸入為44位11個(gè)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(duì)稱(chēng)性為1.88億比1。無(wú)論是有線電視和電話(huà)公司的VOD系統(tǒng),還是蜂窩電視和賓館點(diǎn)播電視VOD系統(tǒng),都有一個(gè)用戶(hù)擴(kuò)充和技術(shù)更新的問(wèn)題。要有效地解決上述問(wèn)題,系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成模塊化,使其具有可擴(kuò)展性。例如有線電視和電話(huà)公司的VOD系統(tǒng),擁有50010萬(wàn)個(gè)用戶(hù)、203000個(gè)電影或節(jié)目資源是比較經(jīng)濟(jì)有效的；就蜂窩電視VOD而言,擁有10005000個(gè)用戶(hù)、20300個(gè)節(jié)目；對(duì)于賓館VOD系統(tǒng),擁有201000個(gè)用戶(hù),20200個(gè)節(jié)目資源也是經(jīng)濟(jì)有效的。根據(jù)目前試范系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn),在一個(gè)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(gè)非常小的節(jié)目子集中。一個(gè)特殊的例子是視頻點(diǎn)播收入:不到25個(gè)節(jié)目提供了97%的收入；在1000到10000個(gè)節(jié)目中,3368個(gè)節(jié)目就可滿(mǎn)足99%的請(qǐng)求,而39129個(gè)節(jié)目就可滿(mǎn)足99.5%的請(qǐng)求。基于上述的統(tǒng)計(jì),可以選用準(zhǔn)點(diǎn)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(gè)線程,每個(gè)線程偏移9分鐘,在點(diǎn)播等待時(shí)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(kāi)始的提示。NVOD系統(tǒng)可以大大提高每個(gè)視頻線程的用戶(hù)量,同時(shí)還可以用廣告收入貼補(bǔ)用戶(hù)費(fèi)用,這樣就可以降低整個(gè)點(diǎn)播電視系統(tǒng)的費(fèi)用。另一個(gè)值得重視的特點(diǎn)是節(jié)目選擇時(shí)間的集中性。例如一個(gè)有4500個(gè)用戶(hù)正觀看的視頻節(jié)目在晚上八點(diǎn)結(jié)束,節(jié)目結(jié)束后,有4300個(gè)用戶(hù)在1分鐘之內(nèi)要選擇新的節(jié)目,這樣每秒鐘將會(huì)有72個(gè)復(fù)雜事件等待處理。這就是在VOD系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)節(jié)目選擇計(jì)算機(jī)和記帳計(jì)算機(jī)要考慮的問(wèn)題。交互式電視最常用的是節(jié)目間的交互,亦稱(chēng)點(diǎn)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(hù)請(qǐng)求計(jì)算機(jī)和記帳計(jì)算機(jī)及機(jī)頂盒。在這里重點(diǎn)講述兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):1.視頻服務(wù)器VOD系統(tǒng)為了進(jìn)行點(diǎn)播電視服務(wù),需要一個(gè)大容量存儲(chǔ)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(chǔ)典型的視頻存儲(chǔ)器可以有20GB的存儲(chǔ)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(chǔ)體有磁盤(pán)、磁帶和RAM。為了提高性能價(jià)格比,較多的采用溫徹斯特硬盤(pán)?，F(xiàn)在單盤(pán)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(shí)間、可靠性、存儲(chǔ)容量及降低費(fèi)用,大量采用廉價(jià)磁盤(pán)冗余陣列(RAID)技術(shù)來(lái)制作視頻陣列盤(pán)。要滿(mǎn)足對(duì)不太流行的視頻節(jié)目的需要,必須有二級(jí)存儲(chǔ)器,通常采用智能化磁帶(RoboticTapeLibraries)。由于RAM費(fèi)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(hù)的全部信號(hào)對(duì)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(jì)。例如,交互較少的點(diǎn)播影片,只需要較少的控制處理能力；而對(duì)交互式較多的交互式學(xué)習(xí)、交互式購(gòu)物及交互式視頻游戲,就需要高性能的計(jì)算平臺(tái)。(3)快速的傳輸通道視頻服務(wù)器有一個(gè)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(hào)的數(shù)據(jù))傳送給各個(gè)用戶(hù)。SGI宣稱(chēng)它的ChallengerXL系列通過(guò)總線每秒可以傳送大約1GB數(shù)據(jù)。同時(shí),視頻服務(wù)器還接收來(lái)自用戶(hù)請(qǐng)求計(jì)算機(jī)的各種反向通路信號(hào)。每個(gè)用戶(hù)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(hù)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(jià)錢(qián)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(chǎng),爭(zhēng)先設(shè)計(jì)銷(xiāo)售自己的視頻服務(wù)器。視頻服務(wù)器最大的特點(diǎn)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器希望盡可能快地向計(jì)算機(jī)傳送數(shù)據(jù)。還希望它具有較好的交互性、可靠性及可擴(kuò)展性。為了提高性能價(jià)格比,存儲(chǔ)器多數(shù)采用視頻磁盤(pán)結(jié)構(gòu)。為了盡量滿(mǎn)足上述指標(biāo)要求,視頻磁盤(pán)要能夠:識(shí)別錯(cuò)誤而不是中止視頻流來(lái)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(shí)別的嵌入地址,而不必重新校準(zhǔn)；利用磁盤(pán)寬帶的優(yōu)點(diǎn)從一個(gè)磁盤(pán)產(chǎn)生多個(gè)視頻流(滿(mǎn)足VHS質(zhì)量,從一個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器可以產(chǎn)生3到18個(gè)順序訪問(wèn)的視頻流)；提供適于視頻記錄和重播的簡(jiǎn)單命令集。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了三種基本的視頻服務(wù)器結(jié)構(gòu)；在通用主機(jī)上實(shí)現(xiàn)的視頻服務(wù)器；用緊耦合多處理器實(shí)現(xiàn)的視頻服務(wù)器；專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)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(jī)的方法是最容易實(shí)現(xiàn)的方案,但是費(fèi)用較高,可靠性取決于主機(jī)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(jī)方法便宜一些。因?yàn)樗鼡碛懈嗟娜哂?可靠性高于主機(jī)方案。專(zhuān)用的多線程視頻服務(wù)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是針對(duì)視頻服務(wù)應(yīng)用的,視頻服務(wù)器首先是一個(gè)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng),它不需要大量的計(jì)算處理能力。所以采用擴(kuò)充的模