通信學論文-VOD產(chǎn)業(yè)小覽 .doc

通信學論文-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)的又一重要結合。對此題材，相信IDG/IDC早有研究。本文主要由各IT報刊有關文章編輯整理而成，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）定義點播電視(VOD-VideoOnDemand)可分為真點播電視(TVOD-TrueVideoOnDemand)和準點播電視(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,對裝設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及設備的費用是十分昂貴的。準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鸺磿r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,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)絡技術(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，IBM，DEC，Compaq,Sun,Fore，Toshiba等及臺灣的一些廠家已進行了大量的產(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。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)邦政府批準大西洋貝爾(BellAtlantic)有一年時間在現(xiàn)有電話線上進行傳送TV視頻撥號音試驗。緊接著大西洋貝爾的Chesaperke和PotomacTelephone公司被授權在1994年3月對2000個用戶進行試驗,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,在美國召開了關于TimeWarner全業(yè)務網(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)標準協(xié)議。后有三個主要合作伙伴共同開發(fā)FSN:SGI在視頻服務器方面提供合作；ScientificAtlanta公司在網(wǎng)絡底層結構和機頂盒方面提供合作；AT&T公司負責ATN轉換。TimeWarner在奧蘭多(Orlandflorida)全業(yè)務網(wǎng)試驗現(xiàn)場,采用一套4000視頻流的設備,它需要1萬億位的存儲能力,相當于1500張標準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年各項技術并沒有成熟到讓用戶滿意,預計到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備聯(lián)接到視頻服務器的軟件。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。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技術和SGI先進的圖形引擎技術。MagicCarpet的潛在產(chǎn)品包括完全服務的交互式電視網(wǎng)絡、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)絡的ITV解碼器,DAVID是一個標準的操作環(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。歐洲進行這類試驗的有泛歐ATM網(wǎng)絡(PEAN)、全歐網(wǎng)絡(GEN)及歐洲先進通訊技術研究開發(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,技術已很現(xiàn)實,由英國通訊公司(或任何其他國家電訊集團)開辦這種業(yè)務的真正障礙將是節(jié)目權的使用。亞洲韓國的KT(KoreaTelecom)公司已推出VOD業(yè)務,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。1995年7月,KT公司打算把這個服務擴展到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)相應的畫面,點播人可以進行停止、快進、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合可以迅速地接收非常多的信息,而操作鍵盤和定位設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更新的問題。要有效地解決上述問題,系統(tǒng)必須設計成模塊化,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?；谏鲜龅慕y(tǒng)計,可以選用準點播電視(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,可以播放預先準備的微型節(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)目在晚上八點結束,節(jié)目結束后,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個復雜事件等待處理。這就是在VOD系統(tǒng)中,設計節(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鍵技術:1.視頻服務器VOD系統(tǒng)為了進行點播電視服務,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)目檢索和服務視頻服務器接收所有用戶的全部信號對服務器進行控制。服務器控制處理能力要根據(jù)應用的不同進行設計。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習、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器有一個高速、寬帶的下行通道與編碼路由器相連,把服務數(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),當然數(shù)據(jù)量和速率也取決于用戶的多少。視頻服務器是交互式電視系統(tǒng)最重要的組成部分,也是價錢最貴的設備。目前世界上很多公司都看好視頻服務器市場,爭先設計銷售自己的視頻服務器。視頻服務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)絡服務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)采用視頻磁盤結構。為了盡量滿足上述指標要求,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；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器結構；在通用主機上實現(xiàn)的視頻服務器；用緊耦合多處理器實現(xiàn)的視頻服務器；專門設計的多線程視頻服務器,又叫調(diào)諧視頻服務器(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器的設計目標就是針對視頻服務應用的,視頻服務器首先是一個數(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