新疆石河子广播电视局梁海波介绍IP方式传输视频的一些特点。在IP网络上传输视频,是利用IP协议的数据包在交换网络上承载和传输视频,IP协议数据包的内容就是视频内容。在IP网络上传输视频技术从开始产生到迅速得到广泛认可主要有几个推动力:一是越来越多的用户体会到了使用IP技术的优点;一是由于芯片技术的快速发展,IP网络设备处理能力不断提高,带宽不断加大,使得在IP网络上传输实时视频变得可能;加之针对视频处理的一些优化处理软件,使得海量实时视频数据能够可靠顺利地传送到目的地。另外,在交互式数字电视增值业务VOD的系统中,由于越来越多地使用服务器以及硬盘阵列系统,数据交换基于千兆或者万兆以太网网络,传统的ASI传输由于受到传输能力的限制已经不能满足系统使用的需要,因此,在IP交换网络上传输视频也正好发挥了千兆以太网传输视频的技术优势,使得该技术得到广泛应用。在IP网络上传输视频从实现技术上来讲,就是将视音频数字化的数据封装在IP数据包内,封装方式为将7个188字节封装在一个UDP数据包内。然后加上UDP的包头和IP包头,构成一个IP数据包。由此可见利用IP传输效率是非常高的,开销仅为3~5个百分点。 1、为何选用IP传输视频 首先,IP的核心是路由协议。根据不同的IP地址在网络内传输不同的数据,如何到达不同的地址是由路由协议决定的。其次,IP提供了广泛的兼容性,不同类型的数据可以在交换机、路由器以及传输系统中自由传输。加上MPEG-2和DVB视频压缩标准以及IP和千兆以太网的标准,为IP传输视频提供了一个全面开放的标准基础,各家设备可以方便地互联互通,尤其是其低成本的解决方案,为IP视频网络提供了可能。 IP传输为什么要采用UDP协议或者RTP协议而不采用TCP/IP协议呢?这主要是由实时视频的特点决定的,因为TCP/IP协议虽然可靠,但它是面向连接的,即数据包丢失后可以重新要求再传一次,但是对视频来讲这是不可能的,只能选择UDP非面向连接的协议,因为视频主要应用于广播系统,不可能重新传送数据,而只能通过其它技术手段,保证数据在传输过程中不发生丢失的情况。 至于组播(Multicast),因为在一个视频网络系统内,一般的视频内容都是基于广播的,意味着接收端不止一个,往往是多个授权用户同时接收相同的内容。这样,利用组播技术,可以方便地将视频内容只发送一次,所有的用户都能接收,达到广播的优越性,提高传输效率,降低网络数据的吞吐量。 2、利用IP技术传输的挑战及应对 利用IP技术传输视频内容除了上述的一些特点和优点之外,还需要注意以下几点挑战,以及一些应对办法,这样才能够保证使用IP构建系统是安全可靠的。 2.1抖动 数据包在IP网络传输时,经过了路由交换器等网络设备,由于交换机、路由器等网络设备是基于缓冲控制机制的,也就是数据包只有达到一定数量,填满交换机、路由器的缓冲时,它们才将数据转发出去,因此,不同的数据包,到达接收端的时间间隔可能会不同,尤其是VBR节目,这样就产生了抖动,抖动是不可避免的,但是是可以减小和容忍的。具体手段是,避免VBR节目,将其转换为CBR节目进行传输。如在有线电视前端,中央电视台的节目尽量不拆分原来的数据结构,将原来的多节目流进行整体传输,使其保持CBR结构,对于不能保持的节目如凤凰卫视,则可采用带有PID过滤,VBR到CBR转换的卫星接收机来实现;还有在接收端加大缓存,在接收端通过软件机制,调整抖动的范围。一般来说,在IP网络上,抖动是以毫秒计的,而视频领域往往采用纳秒进行测量,因此,这个去抖动机制的去抖动能力成为了衡量产品好坏的主要依据。 2.2丢包 由于网络传输过程中可能会由于交换机或路由器的原因造成数据包的丢失,每个丢失的数据包,在视频上会表现为马赛克或者静帧等现象,因此利用IP传输视频的时候,需要在IP数据包上增加一些校验位,在接收端通过这些冗余的校验位对收到的数据进行检测和恢复,可以有效地避免丢包造成的损害。另外在有线电视前端,由于结构相对简单,数据经过的交换机和路由器不多,这个丢包的情况不会发生,只有在复杂的网络环境和大型的网络系统中才会产生,即使产生,也可以有效地恢复和避免。 2.3到达顺序 在复杂的网络环境上,不同的数据包可能经过不同的路由到达同一个接收端,由于路径不同,它们到达的顺序也可能不同,造成数据接收的混乱。这个问题可以通过RTP协议有效解决,即在每个IP数据包上打上时间标签,在接收端,可以通过这些标签对数据包进行重新排序,然后进行解码。在有线电视前端,这个问题不会发生。 2.4优先级 优先级也是网络传输中的一个重要手段,这一点,IP网络有着十分优越的特点,可以通过QoS保证机制,利用MPLS(多协议标签服务)以及DiffServe(区分协议)进行控制,将视频数据流打上标签,赋予更高的优先级进行传输。综上所述,在IP网络上传输视频的这些问题都已经有效地得到了解决,也就是说选择IP网络进行视频传输是安全的可靠的。 2009年09月23日 |
微信扫码关注公众号