数字电视视频服务器的设计与实现
IPTV智慧桌面系统设计方案
IPTV智慧桌面系统设计方案一、引言：随着互联网的快速发展，IPTV（Internet Protocol Television）作为一种新兴的数字电视传播方式，已经逐渐取代传统的有线电视和卫星电视。
IPTV提供了更丰富的用户体验和更多的个性化选择，为用户提供了更加智能化、便捷化的电视观看方式。
本文将从IPTV智慧桌面系统的设计方案进行探讨，为满足用户的多样化需求和提升用户体验提供参考。
二、系统架构设计：1. 用户端：用户端主要包括电视机、机顶盒和手机等终端设备。
用户可通过手机进行遥控电视机，检索和选择电视节目。
用户端与网络设备通过局域网或无线网络进行连接。
2. 网络设备：网络设备包括宽带路由器、交换机等。
宽带路由器负责接入互联网，提供网络连接和数据传输的功能，交换机负责将数据从网络设备传输到用户端设备。
3. 服务端：服务端是整个系统的核心，包括IPTV服务器、内容管理系统和认证授权系统等。
IPTV服务器负责存储和传输电视频道数据，内容管理系统对电视频道进行分类和管理，认证授权系统用于验证用户身份并授权观看相应的电视节目。
三、系统功能设计：1. 用户管理功能：系统提供用户注册、登录和修改密码等功能，用户可以通过手机或电视机进行操作。
2. 节目分类功能：系统对电视频道进行分类，用户可以通过电视机或手机选择感兴趣的节目类型，例如新闻、体育、电影等。
3. 搜索功能：用户可以通过手机进行关键词搜索，系统将根据用户的搜索条件返回相关的电视频道或节目。
4. 收藏功能：系统提供用户收藏电视频道和节目的功能，用户可以将喜欢的电视频道和节目加入收藏夹，方便以后观看。
5. 个性化推荐功能：根据用户的观看记录和喜好，系统可以智能推荐相关的电视频道和节目，提升用户的观看体验。
6. 点播功能：系统提供点播功能，用户可以根据自己的需求选择想要观看的电视节目，不受电视节目播放时间限制。
7. 时移功能：系统支持电视节目时移功能，用户可以随时暂停、回放和快进电视节目，充分满足用户的观看需求。
基于DVB-C的数字电视管理系统设计与实现
着一 个 巨大 的商 机 。有鉴 于此 ， 洲 、 国和 日本 欧 美
相继 出 了 自己 的 数 字 广 播 标 准 。其 中 欧 洲 的
Ｄ （ ｉｉ ｌ ｉｅ ｒａ ｃｓｉｇ 以 超 过 ３ ＶＢ ｄｇｔ ｄ ｏｂ ｏ ｄ ａｔ ） ａｖ ｎ ３个 国
家 近 ３ ０ 组 织 的加 盟 而成 为世 界上被 采用 最广 ０个 泛 的一个 标 准 。它依 据 传 输 媒 体 的 不 同 ， 为卫 分
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第 ２ ６卷第 ５期
２０ ０ ６年 ９月
Ｖｏ ． ６ ＮＯ ５ １２ ．
Ｓ ｐ． ２ ０６ ｅ ０
基 于 ＤＶＢ—Ｃ 的数 字 电视 管 理 系统 设 计 与 实现
刘 宏 杰 ， 徐 永 跃 ， 杨 鸿 卉 ， 王 丽 清
和各 地 电视 台也纷 纷 开播或 试播 自己的数 字 电视
频道。 １ １总 体 结 构 及 功 能 ．
１ 实 现
系统在 实 际应用 中 的硬 件结 构如 图 １ 示 。 所 有线 电视数 字化 业务管 理 系统运 行于管 理 服
务器 ， 可对 数字 电视 的播 出业务 进行控 制 和管理 。
接 收全 部采 用数 字 编 码 与 数字 传 输 技 术 的 电视 。
数 字技 术带 给广 播 电视 的不仅 是对传 统 电视广 播 的变革 ， 同时也 为 广 电行 业 实 现 数 据广 播 和 交 互 业 务 提供 了技术 基础 。这 将从 根本 上改 变过去 电 视被 动收看 的方 式 ， 带来 更多 的交互 性 ， 也就 意味
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第５ 期
刘 宏 杰 ， ： 基 于 Ｄ —Ｃ 的数 字 电视 管 理 系统 设 计 与 实 现 等 ＶＢ
有线数字互动电视系统的设计
� � 第七步： C 控制-机顶盒和视频服务器之间通 D 可以保存在机顶盒的存储中，当需要申请 过 C 协议进行快进� 快退 � 暂停等操作� 视频流时发送给 即可； （4 ） B 根据 � 第八步：结束播放 -机顶盒向 B 发出结束播放 接收到机顶盒返回的 D， � � � � 请求， B 接到后释放视频服务器 � 对应 A 资源， D A 就可以定位该机顶盒是 然后通知机顶盒接受结束播放请求 � A 对应的服务区域了， 于是就可以完成 在观众选择节目到结束收
视频 服务器 支持 对实 时内 容的捕 捉， 通过 和 管理器的配合实现时移回看应用中的广播频道 内容的捕捉 � 元数据生成和输出， 然后由时移回看应 用管理组件分别生成应用交互逻辑和导航界面发布 给机顶盒 �节目录制流程图如图 4 所示 � 下面是工作流程，工作流程由 3个关键步骤组
查其资源注册表然后分配相应的资源， 如最适合播放 的视频服务卡� 机顶盒所属区域的边缘 A 及向机 顶盒传送内容的对应边缘 A 地址和端口等� 如果 没有资源将不进行分配， 并通知机顶盒� 如果没有通
器对广播内容进行录制， 其中广播内容是以 方式提供� （3） 直播内容的捕捉 需要进行录制的广播频道内容由运营商的数字
合式的部署方式过渡升级的解决方案， 要能够与业界 前 端系统 提供给 互动电 视平台 ，其格 式建议 采用 主流的大容量高性能的存储 � 推流设备进行对接集 （CB ） ， 以 方式发送给视频服 � 成� 在增值业务集成能力方面， B 及中间件需向业务 务 器 � 视频 服务 器根 据 管理 器提 供的 信息 （ 地址 � 端口号 � 起始时间� 截止时间等 ） 对需 要录制的频道或频道中的节目进行录制� 保存 � � 化原则， 系统涉及的 B � 推流系统 � 媒资系统� 注入系 6.2 频道回看应用 统等子系统的各种对外接口需严格按照规范化 � 标准 在前端， 视频服务器会按照 管理器中设定 的 频道和 节目对广播频道内容进行录 制� 在机顶盒端， 一个横轴是时间， 纵轴是各个频道的 方式 化进行设计， 对接口实行充分开放， 从而提高运营商 日后选型的主动性 � 如何提高互动电视系统平台的扩 层提供规范的接口，从而实现增值业务的快速部署 � 对于开放性来说， 系统整体设计的时候， 需遵循标准
基于数字有线电视宽带网络的视频点播系统设计
浅谈数字电视播出系统的实现
Ｉ ■
Ｃｒ００ｎ ￣ｎｇ ｏｗ ｈ Ｓｎ ｈｌ ｖ ｌ ｂｅｄ ｏｙ ￣ ￣ ａＴ ｏＲ ３
浅谈数字 电视播 出系统 的实现
陈 丽
（ 州盘 县文体广播电视局 贵州 ５ ３ ３ 贵 ５ ５ ７） ［ 摘 要］计算机技术 和网络技术 的飞速 发展 造就 了电视 台从 制作、播 出、传送 各个技术环节 新一轮 的技 术革新。作为 电视 中心 的重要组 成部分 ，播 出系统实现 数字 化 、网络化是 电视 台实现数字 化 的必 然要求 。本文 结合现代 播 出技 术的 发展和 电视 台的具体情况 ，提出 了电视 台播 出系统 的数字 化解 决方案 ［ 关键 词］ 数字 电视 播 出系统 设计
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｎ
一
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章编 号 ：１ ０ — １ Ｘ ２ １ ） ６ ０ ６ － １ ９ ９ （ ０ ０ — ２ ４ ０ ０ ４ ０
数 字 电视 播 出 系 统 的 发展 趋 势 数 字 技 术 的快 速 发展 从 各个 方 面深 刻 地 影 响 了传 统 的广 播 电视 技 术，数字电视技术取代传统模拟 电视技术 是电视发展 的必然趋势 ，同 样 ， 电视 播 出系 统 的 数 字 化 、 网络 化 趋 势 也是 不 可 逆 转 的 。 以视 频 服 务器为基本播 出设备 的硬盘播 出系统在 显示其 优越 性的同时，也暴露 出 自身 的缺 点 。为 了克 服 视 频 服 务 器 自身 的不 足 ，更 好 的 发 挥 硬 盘 描 出 的优 点 ， 电视 播 出系 统 向着 以 下 两 个 方 向发 展 。 是继续 采用视频 服务器 作为播 出系统 的基本设 备 ，但是 以多 台视频服务器构成服务器群 ，不 同的服务 器完成不 同的功能 。比如选 用两 台服 务器 ，一 台用 于 制 作部 门 ，完成 音 视频 素 材 的采集 、录入 工 作， 台用于播出机房，完成节 目的播出工作，服务器之问采用高速光纤网 络连接 ，保证音视频信号的快速传输，这种方式较好的克服了视频服务 器的缺点，实现 了节 目在各部门分布制作、上载、播出和无带网络传输， 但带来的问题是成本更高，大大超出了许多中小电视台的经济承受能力。 二是用计算机加 视频压 缩卡的方式来代替视频服务器，完成素材 的 采集 和 节 目的 播 出工 作 ，这 样 ，不 同 的节 日部 门可 以使 用 不 同的 采 集 站 ，实 现节 目的分 布 式 采 集 和 上找 ，极 大 的 方便 了节 目的 制 作过 程 ， 采 集工 作 站 、编 辑 工 作 站 、 播 出工 作 站 等 通 过 网络 互 连 ，真 正 做 到 节 目在 各 部 门分 布 制 作 、 上 载 、 串 编 和 无 带 网络 传 输 。 二 、 数 字 电视 播 出 系 统 的 需 求 分 析 随 着 电视 台 节 目播 出 时 问 延 长 、频 道 数 量 的 扩 大 ， 同 时 由于 一 些 新 闻 、 专题 、广 告及 电 视剧 、 电 视 在 不 同 频道 的 交 叉 播 出 ， 电 视 台 对 自动 播 出 的 高 效 率 、 统 一 化 提 出 了 更 高 的 要 求 。 另 一 方 面 ， 电 视插 出系 统 数 字化 、 网络 化 的趋 势越 来越 明 显 ， 而 电 视 台现 有 的非 线 性 编 辑系统也越来越成熟 ，节 目采集 、后期制 作、节 目播 出设钎必将 以网 络方式互联，实现 制编播一体化 ，进而实现 无磁 带播出。 数字化 的网络播出系统是用 网络和磁盘阵列将 前期拍摄的素材 、 录 音 录 像 和文 字 图片 资料 的收 集 、编 辑 、合 成 、审 查各 个 环 节 与 最 后 的 播 出紧 密集 成 ，利 用 计 算 机 网络 对 节 目的 采 、编 、审 、播 的 全 过 程 实 行全 面 管 理 ，包 括 对 节 目素 材 和 文 字 稿 件 进 行 科 学 化 存 档 管 理 的 新 代 电视 节 目播 出系 统 。 三 、数 字 电视 播 出系 统 的 总 体设 计方 案 ３ １播 控 系 统 ． 采 用 主 从 热 备 实 时 同 步 技 术 。 采 取 无 溃 点 的 多 级 备 份 结 构 设 计 ，软 件 内置 应 急 热各 机 制 。 主 备 播 程序 采 用 实 时 同 步 技 术 ，保 证 故障后实时切换。同步技 术主 要表现 在 哎备共享同步控制，节 目信息 同步加载，播出控 制信 号同步触发，从而真正意义 的实现 了主备描 出 热 备 的 功 能
电视台数字播出系统的设计与实现
（ ｉ ｅ ｄａＧ ｏ ｐ Ｆ ｊ ｎＸ ａ ｎ３ １ １ ，Ｃ ｉａ Ｘａ ｎＭｅ ｉ ｒｕ ， ｕ ａ ｉ ｍ ｉ ｍｅ ６ ０ ２ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ：ｎ ｔ ｉ ｒｉｌ ｏ ｐｏ ａｉ ｇ ｗｉ ｒ ｃ ｉｅ ｗｅ ｉ ｔｏ ｃ ｈｅｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｇ ｔｌｔｌｖ ｓｏ ｒ ａ ｃ ｓ － ｓ ｒ ｃ Ｉ ｈ ｓ ａ ｔｃｅ ｃ ｒ ｒ ｔｎ ｔ ｐ ａ ｔｃ ｎｒ ｄｕ ｅ ｔ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｄｉｉａ ｅ ｅ ｉｉｎ ｂ ｄ ａ ｔ ｈ ｏ
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《 中国有线 电视）０ ６ １ ） ） ０ （５ ２
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⑥
文 章 编 号 ：０ ７— ０ ２ ２０ ）５—１９ ０ １０ ７ ２ （０ ６ １ ４ ６— ５
・制・ 摄播 编
中图 分 类 号 ：Ｎ ４ ．２ Ｔ ９ ８ １
２２ 数 字播 控技 术 已经成 熟 ．
国内外众多电视 台的实践表明数字播控技术已经
成熟 ， Ｇ Ｇ公 司的 Ｐ ｆｅＸ Ｖ ０ ０视 频 服务 器 以 Ｖ ｏ ｒ ｌ Ｐ Ｐ Ｓ１０ ｉ
通过光纤将待播节 目传送 到节 目存储库 中， 硬盘播出 服务器根据网络数据库服务器中的节 目 信息及播出节
ｔ ｒ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｏ ｖ ｄ ｉ ｒ ａ ｃ ｓｉ ｇ ｓ ｓｅ ｄｅ ｉｎ ａ ｄ ｒ ａｉａ ｉｎ ｕ ｅ ，ｓ ｍｅ ｐ ｏ ｌｍｓｓ ｌｅ ｎ ｂ ｏ ｄ ａ ｔｎ ｙ ｔｍ ｓｇ ｎ ｅ ｌｚ ｔｏ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ：ｅｅ ｉｉｎ ｂｒ ａ ｃ ｓｉ ｇ；ｖｄ ｏ ｓ ｒ ｅ ；ＤＶＢ ｄ ｔｌ ｖｓｏ ｏ ｄ ａ ｔｎ ｉｅ ｅｖ ｒ
湖北广播电视台4K EFP系统设计和建造
高新视频技术I行业专题湖北广播电视总台张达荀家琦随着4K超高清技术的不断发展，4K技术已成为趋势所向，湖北广播电视台4K EFP项目可以满足小型节目对系统的灵活 性、便携式的需求，也为湖北台建造大型转播车提供前期技术 尝试与经验积累。
一项目介绍该系统为一套高清兼顾4K电视信号箱载摄录视音频系统，新采购4台广播级系统摄像机，支持4K及高清节目制作；充 分利用台内原来的摄像机参与高清节目制作；通过合理配置新 购和现有3个高清讯道，组合成一套机动灵活、规模可大可 小的多讯道、多格式节目制作系统。
系统主要设备包括20路 4K/H D多格式主切换台、新购4讯道多格式摄像机、集成现有 3个高清讯道、12路广播级高清备切换台、16输入通道的数 字调音台、2台有源音箱、多通道硬盘录像机、2台监视大屏、通话系统以及UPS配电系统等。
所有系统集成到5个飞行箱中，使用时只将箱与箱之间各线按规定接序号连接，便可实现系统 整体功能。
通过飞行箱不同的组合连接，可实现3种系统结构。
二系统概况本箱载摄录视音频系统可分为视频子系统、音频子系统、信号处理与录制子系统、监视显示子系统、Tally子系统、通 话子系统、配电系统、飞行箱系统等。
1、视频系统视频子系统包括视频信号源和视频切换台，视频信号源包 含新采购的4台HXC-FB80及利用原卫星车的3台日立摄像 机、2套移动摄像机（含图传）；视频切换台包括ATEM 4 M/ E Broadcast Studio 4K多格式（4K和高清）切换台及HVS- 110高清切换台，HVS-110高清切换台也可以随时通过软件 升级为3入2出的4K切换台。
4路4K超高清信号、7路高清信号、外来2路图传信号分别进入主切换台与备用切换台。
主 切换台支持4x12 G超高清信号输入。
系统架构如图1。
图1视频系统2、音频系统音频子系统包括利用旧话筒和新采购的YAMAHA 01V96i 数字调音台、MSP3监听音箱以及监听耳机等。
集团连锁酒店iptv方案
集团连锁酒店IPTV方案简介随着信息技术的发展和大众消费水平的提高，连锁酒店行业越来越重视提供高品质的客房信息服务。
IPTV（Internet Protocol Television）是利用互联网传输协议在数字通信网络基础上，以数字视频广播技术为核心，实现电视节目的收看和交互功能。
本文将介绍集团连锁酒店IPTV方案的设计和实施。
方案设计系统架构集团连锁酒店IPTV方案的系统架构主要包括以下几个组成部分：1.IPTV服务器：负责管理和分发酒店内的数字视频节目和信息。
服务器需要具备高性能和可靠性，以确保流畅的视频播放和稳定的运行。
2.数据库服务器：存储酒店内的数字视频节目和信息，包括影片、节目表、用户信息等。
数据库服务器需要高容量、高性能和可扩展性。
3.客户端设备：包括每间客房内的电视机和遥控器等终端设备。
客户端设备需要支持IPTV功能，并能够通过网络连接到IPTV服务器。
4.网络设备：包括酒店内的局域网设备和网络交换机等。
网络设备需要支持高带宽和多用户连接，以确保视频流畅传输。
功能模块集团连锁酒店IPTV方案的功能模块主要包括以下几个方面：1.节目播放：通过IPTV服务器，客户端设备可以收看到酒店内提供的各种电视节目和数字视频。
客房客户能够自由选择他们喜欢的节目。
2.互动功能：客户端设备支持互动功能，例如点播影片、查看节目表、了解酒店服务等。
这些互动功能通过与IPTV服务器的交互实现。
3.客房信息服务：通过IPTV系统，酒店可以提供客房信息服务，包括酒店介绍、房间服务、旅游指南等。
客户可以方便地获取相关信息。
4.客户私人空间：每个客房内的IPTV系统支持私人空间功能，客户可以保存个人偏好、订购服务等信息。
这样，客户可以方便地使用IPTV系统。
5.多语言支持：IPTV系统支持多语言功能，客户可以选择自己擅长的语言进行操作和观看。
实施策略在实施集团连锁酒店IPTV方案时，需要考虑以下几个关键步骤：1.需求分析：与酒店管理者协商，明确需求和功能要求。
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数字电视视频服务器的设计与实现摘要：讨论了一种分布式视频服务器的设计与实现设计与实现。
重点从磁盘和文件调度与节目流调度策略两个方面讨论提高数字电视视频服务器数字电视视频服务器整体性能的技术。
关键词：数字电视视频服务器节目调度数字电视是从电视节目录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视。
它具有可实现双向交互业务、抗干扰能力强、频率资源利用率高等优点。
视频服务器是数字电视的关键技术之一。
视频服务器类型可分为基于通用计算机的服务器、基于高级工作站的服务器、基于专用硬件平台的服务器、分布式层次结构服务器等几类。
分布式视频服务器结构对每个播出服务器的性能要求不是很高,因此,可以将大量廉价的服务器结合起来,通过合理的控制和调度达到一个高性能服务器的功能。
本文讨论了一种分布式视频服务器的设计与实现。
1 分布式视频服务器的设计 1.1 数字电视视频服务器网络结构本文设计的分布式视频服务器网络结构。
它可以完成从播出计划、节目存储、播出管理、码流复接等一系列工作。
图1 数字电视视频服务器网络结构图1.2 分布式视频服务器的功能构成节目单服务器的功能是生成电子节目单。
它提供人机交互功能,可以根据播出计划生成电子节目单,并可对已有的电子节目单进行编辑、查询等操作。
此外它还可以对每一个节目提供附加信息,如节目简介等。
当电子节目单发生变化时通知节目单代理服务器。
链表,例如根据节目是否重播,是否在多个视频服务器上播放相同的节目等。
节目单代理服务器根据更新的节目单生成相应的PSI/SI各种表复接到TS流中播发出去。
由节目单数据库形成播出系统的基本指令是数字电视特有的系统流程,是网络化播出的基础,它使流媒体流媒体高效连续的自动化播出得以实现。
播出服务器根据节目单代理服务器提供的播放列表维护节目的播放状态,实现自动播出。
播出服务器一般由多个服务器组成,由节目单代理服务器调度。
节目单代理服务器和播出服务器通过底层套接字通信。
节目单代理服务器向播出服务器发送消息,然后播出服务器解释该消息以便决定要执行什么操作,如在特定的时间播出特定的节目。
节目播控是数字电视节目平台播控系统中重要的组成部分,它的正确、稳定、高效运行是节目播出,安全、优质的保证。
整个节目播出过程为自动播出无须人工干预,但可以通过客户端对播出过程进行调整。
2 视频服务器实现的关键问题视频服务器涉及的技术很多,如流调度、磁盘I/O、磁盘存储、VCR功能实现等。
本文重点从磁盘和文件调度与节目流调度策略两个方面讨论提高数字电视视频服务器的整体性能的技术。
2.1视频服务器的磁盘和文件调度数字电视视频服务器与普通操作系统的磁盘调度不同,需采用带有在规定时间限制内完成的实时调度算法。
适合流媒体的调度算法有EDF、RM、DSr等。
LMD(Least Missed Deadline)算法是对服务超时限数作为优化对象的实时调度算法。
本文采用一种称为贪婪LMD的调度算法GLMD。
GLMD算法的核心为:(1)精确地计算服务每一个请求的时间,提高优化结果的可信度;(2)寻找服务超时限数最小的服务队列为最佳队列;(3)在满足服务时限的请求时,利用SCAN算法服务处在其移动路线上的请求。
设原服务队列为?鄢q,新加入的服务请求为?鄢r,best_Deadline为原最佳服务队列超时限数,new_Deadline为插入新请求后服务队列超时限数,best_time为原最佳服务队列总服务时间,new_time为插入新请求后服务队列总服务时间,具体的GLMD算法如下所示: void sbull_request(request_queue * q,request * r) { best_Deadline=+∞; new_time=+∞; while(1) {for(i=0;i add_queue( * r,i);/ * 把请求插入队列i的位置 * / int new_Deadline=compute_Deadline( * q);/ * 计算当前/ * 超限数Deadline * / if(new_Deadline{best_queue= * q;/ * 当小于原服务超时限数,该服务* / best_Deadline=new_Deadline;}/ * 队列为最佳服务队列* / if(new_Deadline==best_Deadline) {new_time=compute_time( * q);/ * 计算当前总服务时间 * / if(new_ time {best_queue= * q;/ * 当小于原服务时间,该服务队列 * / best_Deadline=new_Deadline;}/ * 为最佳服务队列* / } } } } 函数compute_Deadline( * q)主要计算当前队列是否有请求超时限以及有多少个请求超时限。
函数 compute_time( * q)主要计算磁头寻道延时、磁盘旋转延时、数据传输延时传输延时、总线传输延时和命令处理延时五部分。
总线传输延时和命令处理延时大小相对稳定;数据传输延时由磁盘读取带宽和数据大小决定;磁头寻道模型有加速、匀速、减速和定位四个阶段,其中加速和减速的加速度恒定。
当磁头寻道的距离d为1～4个磁道时,仅有定位阶段;当磁头寻道的距离d(磁道数)为4 磁盘旋转延时为旋转等待时间,可取其数据期望值,即磁盘旋转一周所需时间的一半。
在Windows平台实现时,有二种途径:(1)写一个lower filter挂在disk.sys下,GLMD算法在lower filter中实现。
(2)直接改写DISK.SYS,其中DISK.SYS的源代码可以由Microsoft的DDK(Windows Driver Development Kit)得到。
在Unix 平台实现时,磁盘设备属于区块设备, GLMD算法主要改写区块设备request等相关函数,磁盘设备的驱动程序在drivers/ide/下,区块设备的驱动程序的request方法定义在linux/blkdev.h中。
为了检验GLMD算法的效果,找到单个服务器吞吐量上限(调度条件),本文做了大量实验,实验数据如表1所示。
表 1 GLMD算法实验数据Windows2000 UNIX UNIX +EDF UNIX +GLMD 12h 24h 12h 24h 12h 24h 12h 24h 0 0 0 0 0 0 0 0 5路节目0 0 0 1 0 0 0 0 6路节目 1 2 1 2 0 0 0 0 7路节目 2 3 2 2 0 0 0 0 8路节目12 22 15 29 1 2 0 0 9路节目50 104 34 62 5 11 0 0 10路节目63 128 39 87 13 26 2 5 播出节目为同一个节目,平均带宽为 4.2MB,每一路节目为该节目的一个备份,所得结果为12h和24h检测到的超时限次数。
服务器硬件配置为:PⅢ Xeon 800/512MB内存/SCSI硬盘/100MB自适应网卡。
2.2 节目流调度策略MPEG 码流不是码率恒定的。
本文实现的视频服务器采用内存缓冲平滑策略:每次磁盘访问连续读取相对大数据量的数据,数据首先缓存于内存中,平滑MPEG码流的突发码流,并减少磁盘访问次数。
在实际处理时,针对不同的视频流视频流码率和当前总输出缓冲区的情况,对每一个视频流确定一个读取文件的输入缓冲区。
总输出码率与所有数据文件的总码率有关。
2.2.1视频流文件读取实验表明,通过读取大的请求(64KB),一次读取磁盘上的若干数据块,绕过文件系统作缓存可以使处理器开销减小一个数量级,从以前的每字节两个机器指令减少到每字节0.2个机器指令。
对于所有大于8KB的请求,无缓冲的顺序读取达到了磁盘传输率的极限,并且磁盘控制器的预取机制起到了流水线的并行作用,使驱动器读操作可以达到内部传输率的极限。
经过实验,本文选择了每隔0.3s进行连续文件访问,每次I/O操作读取数据为64KB 的读取方式。
2.2.2 输入缓冲区输入缓冲区操作根据2个阈值进行,即大于A%为满,小于B%为空。
A、B这两个阈值的选择很重要。
每次进行输入缓冲区操作前,检测输入缓冲区的状态。
当缓冲区快满时,暂停并等待下一次进行输入缓冲区操作;同样,每次完成输入缓冲区操作后,检测输入缓冲区的状态。
当缓冲区快空时,重复输入缓冲区操作,防止缓冲区出现下溢,处理更多的传输流分组。
具体操作如下。
(1)输入缓冲区操作while(!EndOfFile){ 每隔0.3s处理如下操作if(缓冲区的状态do{进行缓冲区操作} until (缓冲区的状态>B%) } } (2)参数选择输入缓冲区参数选择:A=65,B=35,主要依赖于表2实验数据。
表2 输入缓冲区参数实验数据缓冲区占用情况划分(12小时检测结果) 大于X%为满,小于35%为空大于65%为满,小于Y%为空70 65 60 40 35 30 缓冲区上溢次数 2 0 0 0 0 0 缓冲区下溢次数0 0 0 0 0 2 缓冲区暂停操作次数 5 5 6 6 5 5 缓冲区重复操作次数 1 1 3 2 1 1 (3)输入缓冲区操作举例当三个输入流的缓冲区占用情况分别为图2所示的50%、71%、32%时,若此时正处于0.3s输入缓冲区操作周期,对于流A和C进行输入缓冲区操作,对于流B暂停并等待下一次进行输入缓冲区操作;若此时刚完成输入缓冲区操作,则对于流A和B暂停并等待下一次输入缓冲区操作,对于流C重复输入缓冲区操作,。
图2 输入缓冲区操作举例2.2.3输出缓冲区MPEG传输流的时间信息保存在PCR中,MPEG节目流音视频的时间信息保存在视频、音频流中携带的PTS、DTS中。
所以视频服务器需要进行计算得到输出码流中每一路节目的分码率,并根据每一路节目的分码率进行输出缓冲区操作,把每一路节目的输入缓冲区的数据加上时间信息(PCR)发送到输出缓冲区。
由于视频服务器的输出速率基本恒定,所以视频服务器还需要根据传输速率与每一路节目的分码率总和的差向输出缓冲区加入空的数据包。
这样输出缓冲区就可以按照恒定的传输速率发送数据。
本文提出的数字电视视频服务器设计方案已成功应用于辽宁鞍山数字电视系统中,收到了良好的经济和社会效益。
该设计也可以推广应用到分布式视频服务器、视频点播服务器(VOD)、准视频点播服务器(NVOD)中。
这样对每个视频服务器的性能要求不是很高,可以将大量廉价的服务器结合起来,通过合理的控制和调度,完成一个高性能数字电视视频服务器集群的功能。