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摘 要： 主要讨论基于IPQAM技术的流媒体数据推送。选用苹果公司的Darwin Streaming Server（DSS）来进行相关的二次开发，使得DSS能够支持TS over UDP这种封装的包数据推送。在传输方面，采用异步网络传输来实现这个功能。由于UDP本身没有流量控制机制，经过对TS包的分析，我们采用PCR值来对推送的流量进行控制。
关键词： DSS；IPQAM；TS流；PCR；互动节目；UDP
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820063－01
0 引言
目前，用户不满足于被动的接受数据信息，视频领域的发展将会更多地以互动的形式出现。广电运营商需要积极开发VOD技术与应用。由于IPQAM将现代IP骨干网与传统有线HFC网络完美结合，与其全面建设城域网络，对组播交换设备的重新更换，使用IPQAM技术在需要开通VOD业务的地区架设相关设备，这样以来前期将投入较少，而且随着业务增加也可以非常方便地进行扩容，只需将IPQAM设备架设在分前端。未来VOD业务的发展前景将是非常鼓舞人心的。我们通过扩展DSS功能模块使其支持mpeg-2 TS流的推送，这样，一是前端无需进行MPEG-2至MPEG-4的转码，二是可以很好地满足未来网络改造后的VOD业务发展需求。
1 设计原理分析
由于DSS默认传输协议是RTP协议，而RTP协议需要通过RTCP协议进行流量控制，这就增加了机顶盒CPU的负担。本设计采用UDP协议直接对TS包进行发送，由于UDP协议缺少流量控制机制，我们使用PCR值来对发送流量进行控制，以防止接收端出现缓存溢出影响到播放质量。为了实现Mpeg-2 TS流数据通过Cable发送，关键在于视频服务器能够采用UDP协议将TS数据包以特定的速率发送到IPQAM设备上。由于将TS视频数据用UDP方式发送到IPQAM设备实现相对简单，遵循一个原则：UDP数据包的大小不应超过以太网传输的最大传输单元（MTU）。而以特定的速率发送则要求服务器在发送MPEG-2TS流时，必须保证发送数据的速率与媒体正常播放的速率一致。由于解码端一般有一个缓冲区，用来防止接受数据时产生抖动，所以数据的发送速率和解码速率并不一定是绝对同步的。由于使用的是点播终端是机顶盒，因此发送数据时要根据机顶盒的一个处理（解码）速率来发送，且发送数据带来的波动要在IPQAM设备许可的范围内，否则IPQAM无法正常处理。
2 模块功能划分
由于TS推流模块需要被DSS调用，要求模块具有良好的文件读写性能，支持高并发流，由于采用了UDP推送，缺少对流量控制，因此还需要有流量控制单元。综合这几点主要因素，大致把推送模块结构划分成几个单元，如左图所示。
模块划分由于根据DSS模块开发要求，各个模块都需要以异步处理的方式进行开发，在模块被调用时不容易引起阻塞，导致服务器崩溃。在文件的读写单元我们需要采用一种缓冲方式，对文件读取到发送的过程起到一个平滑作用，文件的管理我们采用了DSS自带的文件管理单元。
3 流量进行控制单元设计思想
由于UDP协议本身没有对传输流量的控制，为了保证解码端不产生传输数据的缓冲溢出，利用PCR值来控制传输的流量。要想得到比较理想的发送速率，我们就先要计算出理想传输速率。首先需要做的是提取TS包的PCR值，这个字段是计算理想传输速率的关键。在解码时，解码器通过比较本地PCR相位与输入瞬间的PCR相位进行比较，用来确定整个过程是不是同步的。如果不同步，则需要利用输入PCR瞬时值来调整时钟频率。由于数据视频图像数据使用了复杂度非常高的编码压缩算法，因而每个画面的数据都不相同，这也使得从压缩后的图像数据中提取编码时钟信息变成无法完成的任务。所以我们在传输数据的时候在自适应区中加入了定时信息如PCR。自适应区可加入一些重要的控制信息。但是PCR没有必要在没个TS包中都加入，在不同的使用领域对时间间隔的要求也不一样。在Mpeg系统中至少要每100ms加入一次。
参考文献：
[1]杨峰、白新跃、何健编著，《数字电视原理及应用》，成都：电子科技大学出版社，2010.4.
[2]董科军、南凯、阎保平，一种可扩展的集群流媒体服务器，计算机工程与应用，2003.
[3]张平、张剑寅、辛宇等，基于IPQAM的VOD低成本解决方案，广播与电视技术，2008.
作者简介：
李光耀（1985-），男，汉族，成都人，电子科技大学在读硕士研究生，研究方向：数字广播电视技术；唐继勇（1953-），男，汉族，成都人，电子科技大学副教授，研究方向：数字广播电视技术。
关键词： DSS；IPQAM；TS流；PCR；互动节目；UDP
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0820063－01
0 引言
目前，用户不满足于被动的接受数据信息，视频领域的发展将会更多地以互动的形式出现。广电运营商需要积极开发VOD技术与应用。由于IPQAM将现代IP骨干网与传统有线HFC网络完美结合，与其全面建设城域网络，对组播交换设备的重新更换，使用IPQAM技术在需要开通VOD业务的地区架设相关设备，这样以来前期将投入较少，而且随着业务增加也可以非常方便地进行扩容，只需将IPQAM设备架设在分前端。未来VOD业务的发展前景将是非常鼓舞人心的。我们通过扩展DSS功能模块使其支持mpeg-2 TS流的推送，这样，一是前端无需进行MPEG-2至MPEG-4的转码，二是可以很好地满足未来网络改造后的VOD业务发展需求。
1 设计原理分析
由于DSS默认传输协议是RTP协议，而RTP协议需要通过RTCP协议进行流量控制，这就增加了机顶盒CPU的负担。本设计采用UDP协议直接对TS包进行发送，由于UDP协议缺少流量控制机制，我们使用PCR值来对发送流量进行控制，以防止接收端出现缓存溢出影响到播放质量。为了实现Mpeg-2 TS流数据通过Cable发送，关键在于视频服务器能够采用UDP协议将TS数据包以特定的速率发送到IPQAM设备上。由于将TS视频数据用UDP方式发送到IPQAM设备实现相对简单，遵循一个原则：UDP数据包的大小不应超过以太网传输的最大传输单元（MTU）。而以特定的速率发送则要求服务器在发送MPEG-2TS流时，必须保证发送数据的速率与媒体正常播放的速率一致。由于解码端一般有一个缓冲区，用来防止接受数据时产生抖动，所以数据的发送速率和解码速率并不一定是绝对同步的。由于使用的是点播终端是机顶盒，因此发送数据时要根据机顶盒的一个处理（解码）速率来发送，且发送数据带来的波动要在IPQAM设备许可的范围内，否则IPQAM无法正常处理。
2 模块功能划分
由于TS推流模块需要被DSS调用，要求模块具有良好的文件读写性能，支持高并发流，由于采用了UDP推送，缺少对流量控制，因此还需要有流量控制单元。综合这几点主要因素，大致把推送模块结构划分成几个单元，如左图所示。
模块划分由于根据DSS模块开发要求，各个模块都需要以异步处理的方式进行开发，在模块被调用时不容易引起阻塞，导致服务器崩溃。在文件的读写单元我们需要采用一种缓冲方式，对文件读取到发送的过程起到一个平滑作用，文件的管理我们采用了DSS自带的文件管理单元。
3 流量进行控制单元设计思想
由于UDP协议本身没有对传输流量的控制，为了保证解码端不产生传输数据的缓冲溢出，利用PCR值来控制传输的流量。要想得到比较理想的发送速率，我们就先要计算出理想传输速率。首先需要做的是提取TS包的PCR值，这个字段是计算理想传输速率的关键。在解码时，解码器通过比较本地PCR相位与输入瞬间的PCR相位进行比较，用来确定整个过程是不是同步的。如果不同步，则需要利用输入PCR瞬时值来调整时钟频率。由于数据视频图像数据使用了复杂度非常高的编码压缩算法，因而每个画面的数据都不相同，这也使得从压缩后的图像数据中提取编码时钟信息变成无法完成的任务。所以我们在传输数据的时候在自适应区中加入了定时信息如PCR。自适应区可加入一些重要的控制信息。但是PCR没有必要在没个TS包中都加入，在不同的使用领域对时间间隔的要求也不一样。在Mpeg系统中至少要每100ms加入一次。
参考文献：
[1]杨峰、白新跃、何健编著，《数字电视原理及应用》，成都：电子科技大学出版社，2010.4.
[2]董科军、南凯、阎保平，一种可扩展的集群流媒体服务器，计算机工程与应用，2003.
[3]张平、张剑寅、辛宇等，基于IPQAM的VOD低成本解决方案，广播与电视技术，2008.
作者简介：
李光耀（1985-），男，汉族，成都人，电子科技大学在读硕士研究生，研究方向：数字广播电视技术；唐继勇（1953-），男，汉族，成都人，电子科技大学副教授，研究方向：数字广播电视技术。