P2P网络电视台前端编码方式问题的解决方案

1 应用需求

随着人们生活水平的逐渐提高，人们对网络的依赖性越来越强。于是网络新媒体、政府、事业单位和企业纷纷搭建视频直播或网络电视台系统，将多路音视频信号实时编码处理发送给流媒体服务器(Windows Media Services或P2P),由流媒体服务器提供直播点播服务。客户端通过Internet方便我们可以观看到丰富多彩的直播，如果错过了直播还可以回看，这样就不会有喜爱的电视没有看到的烦忧了。

我们知道P2P（peer-to-peer）是作为流媒体系统的传输方式，是互联网整体架构的基础，主要用于公网视频信息的传输，可以在少量公网带宽的情况下提供成千上万客户端在线观看的服务。就目前看来，P2P流媒体发布平台越来越成熟了，但还是存在一些问题，前端编码方式就是一个比较严峻的问题。如：单机编码效率低、编码机太多、维护量大。下面是某网络电视平台建立P2P视频服务平台的应用需求，我们将由此来逐渐解决问题。

1. 为现有P2P平台提供标准的WMV编码，以MMS、RTST、HTTP数据流为P2P服务器提供数据源。

2. 将国内卫视电视频道通过采用单机多路编码工作站将多路模拟电视信号采集编码后发送到Windows Media Services(以下简称WMS),由WMS提供MMS网络数据流到P2P服务平台。

3. 由于在公网提供直播服务既要保证图象质量也要控制网络流量,视频图象格式:640*480,码流大小:300kpbs~512kpbs.

4. 编码同时可对视频信息字幕添加、台标定制等功能。

5. 系统支持多任务录象,录象后的文件能直接用第三方非编系统编辑。

6. 系统7*24小时连续稳定运行，满足电信级应用。

2 解决方案

有了前文的用户需求，我们就可以根据用户需求将有线电视和数字电视通过信号解调器获得的AV信号，采用世纪葵花多路编码工作站AVCaster实时采集编码，AVCaster单机采集压缩16路电视信号或其他AV信号，并实时上传给WMS服务器，由WMS提供WMV编码的MMS、RTST、HTTP数据流为P2P服务器提供数据源；上传直播源同时将节目录制为WMV标准流媒体格式保存以便后期编辑，不至于因为忘记储存而丢失了长时间的辛劳成果。下面是给出的系统拓扑图：

2.1 系统拓扑图

2.2 系统组成

该系统由TV2AV（有线电视信号解调器）、AVCaster（多路采集工作站）、Windows Media Services流媒体服务器组成。

1 TV2AV……把1路RF射频输入，解调出多4~16个不同电视频道的信号（AV）出来，以便作为采集工作站信号源；

2 AVCaster……单台服务器采集4~16组AV信号，实时压缩成MPEG4数据流，发布到WMS服务器满足直播需求；

3 WMS服务器……提供流媒体数据的发布，为P2P服务器提供数据源；

2.3 系统功能

1. 支持7*24小时不间断运行，满足电信级应用；

2. 编码同时可对视频信息字幕添加、台标定制等功能；

3. AVCaster支持多种录像模式，也可对AVCaster上传来的直播数据流进行手动、自动或按照节目表进行录像，可直接录制成WMV格式的媒体文件，并自动生成WMS的点播发布点，供用户进行VOD点播；

4. 录像节目支持网络存储，可把录制的节目存储到网络邻居或NAS存储器上，方便用户重看；

5. 提供独立的节目制作、编辑工具，可把VCD、DVD等格式的媒体文件快速的转换成WMV格式的高压缩节目，并能够以类似文件拷贝的速度把RM/RMVB格式的媒体文件转存成WMV格式的文件，以便WMS可识别提供VOD点播，可对WMV或ASF节目进行剪切、合并等操作，速度为拷贝级；

2.4 AVCaster性能指标

1、 内置WEB发布服务，支持单播用户接入数量在500以上，采用组播方式，使接收直播用户数达到无限，系统支持B/S及C/S两种模式，且要支持远程管理；

2、 集成音视频采集、压缩、存储、发布、用户认证、远程管理及Web服务等众多功能为一体；

3、 支持7*24小时不间断采集编码直播服务，自动不间断上传到WMS服务。

4、 声音视频必须完全同步、直播延时可控制在1~3秒（采用专用播放器）；

5、视频压缩格式为MPEG4-2、WMV7、WMV9，音频压缩格式为MP3、WMA，采用硬件与软件组合方式完成压缩，可支持多达16路 D1（720*576）8路CIF（352*288）的A/V信号采集、压缩、存储、直播、录制后文件的点播等功能，视频码流 8kpbs－6000kpbs可调，音频输出码流8kpbs－160kpbs可调;

6、 支持PAL-D（Phase AlternATIng Line，D是在中国使用 ）、NTSC制式（National TelevisiON System Committee，制定的彩色电视广播标准）；

7、 支持设置视频属性功能，比如设置视频采集设备的图象格式大小、亮度、对比度等；

8、 支持定时录像、按任务录像等功能，录制后的节目可直接提供点播；

9、 支持直接把节目录制到网络磁盘和NAS存储器上；

10、 录制的视频文件完全支持后期非线编 比如用软件Adobe Premiere、Movie Maker等；

2.5 部分界面预览

A、采集编码器界面

B、设置直播数据流录像的界面

3 结论

事实上，网络上现有的许多服务可以归入P2P的行列。即时讯息系统譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微软的MSN Messenger以及国内的OICQ是最流行的P2P应用。它们允许用户互相沟通和交换信息、交换文件。用户之间的信息交流不是直接的，需要有位于中心的服务器来协调。但这些系统并没有诸如搜索这种对于大量信息共享非常重要的功能，这特征的缺乏可能正为什么即时讯息出现很久但是并没有能够产生如Napster这样的影响的原因之一。相信通过前文可以带给媒体，政府，事业单位及企业搭建视频会议等直播或网络电视系统带来改善，使用户带来方便。比如视频会议可以重复观看，网上电视更流畅画面更清晰，直播延迟时间短，可以一直观看电影。