流媒體技術綜述論文

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流媒體技術綜述論文

　　摘要：隨著Internet的迅猛發(fā)展，流媒體技術已經廣泛應用于新聞發(fā)布、廣播電視、教育、金融、視頻會議、安防等領域，對人們的工作及生活方式產生深遠的影響。本文通過對現有的流媒體技術的原理、系統(tǒng)構成、傳輸協議等的總結分析，系統(tǒng)的介紹了流媒體的基本概念及特點，研究了流媒體的關鍵技術，并從用戶的角度對流媒體的應用前景做了展望。

流媒體技術綜述論文

　　關鍵詞：流媒體；傳輸協議；系統(tǒng)結構

　　流媒體（Streaming Media）是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的多媒體格式。在流媒體出現之前，人們在互聯網上獲取音視頻信息的唯一方式就是將音視頻文件下載到本地計算機進行觀看。而流媒體技術把連續(xù)的影像和聲音信息以數據流的方式實時發(fā)布，即邊下邊播的方式，使得用戶無需等待下載或只需少量時間緩沖即可觀看，大大提高了音視頻信息的可觀賞性，節(jié)約用戶時間及系統(tǒng)資源。

　　自從1995年progressive Network公司（即RealNetwork公司）發(fā)布第一個流產品以來，流媒體得到巨大的發(fā)展，已經成為目前互聯網上呈現音、視頻信息的主要方式。

　　1. 流媒體傳輸的方法

　　流媒體傳輸技術分為兩類：:順序流傳輸(Progressive streaming )和實時流傳輸(Realtime streaming)。

　　順序流方式又叫漸進式下載，其傳輸方式是順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線內容，用戶只能觀看已下載的部分，而不能跳到還未下載的部分。由于標準的HTTP服務器可發(fā)送順序流式傳輸的文件，也不需要其他特殊協議，所以順序流式傳輸經常被稱作HTTP流式傳輸。

　　實時流方式：實時流式傳輸使媒體可被實時觀看到，特別適合現場廣播并提供VCR 功能，具備交互性，可以在播放的過程中響應用戶的快進或后退等操作。實時流式傳輸必須匹配網絡帶寬，其出錯的部分一般被忽略，傳輸質量特別時低帶寬時的質量要比順序傳輸的差。實時流傳輸需要專門的流媒體服務器和流傳輸協議。

　　2. 流媒體技術原理

　　流式傳輸方式是指通過特定算法將音頻和視頻等多媒體文件分解成多個小的數據包，由服務器向客戶端連續(xù)傳送，用戶可播放已經接收到的數據包，而不需要將整個文件下載到客戶端。由于TCP協議不太適合傳輸多媒體數據，故在實時流媒體方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時數據。

　　3. 流媒體技術的系統(tǒng)結構

　　目前不同公司的流媒體解決方案各不相同。但就其本質來說，一個完整的.流媒體系統(tǒng)至少包括三個組件:編碼工具、服務器及播放器。這三個組件間通過特定的通信協議相互聯系，按特定的格式相互交換數據。

　　4. 傳輸協議

　　流媒體系統(tǒng)各組件通過傳輸協議相互通信。對于順序流傳輸，可采用HTTP協議進行傳輸。但HTTP協議并不適合傳輸實時流數據。在流式傳輸的實現方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實時多媒體數據。傳輸協議是流媒體技術的一個重要組成部分，也是基礎組成部分。它包括"RSVP(資源預留協議)"、"RTP(實時傳輸協議)"、"R T C P (實時傳輸控制協議)" 和"RTSP(實時流協議)"，這四種協議構成了"rea1-time"服務的基礎。

　　4.1 資源預留協議RSVP (Resource Reserve Protocol)

　　RSVP是Internet上的資源預訂協議，使用RSVP可以讓流數據的接收者主動請求流數據上的路由器，為該數據流預留一分網絡資源（即帶寬），在一定程度上為流媒體的傳輸提供服務質量。

　　4.2 實時傳輸協議RTP與RTCP

　　RTP是用于Internet/Intranet針對多媒體數據流的一種傳輸協議。RTP被定義為在一對一或一對多傳輸的情況下工作，其目的是提供時間信息和實現流同步。RTP通常使用UDP來傳送數據，但它本身并不能為按順序傳送數據包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，特別適合傳送網上的實時數據。

　　4.3 實時流協議RTSP

　　RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的，該協議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數據傳輸。RTSP 是應用級協議，它以底層的RTP和RSVP為依托，控制實時數據的發(fā)送，它提供了可擴展框架，使實時數據的受控、點播成為可能。在客戶端應用程序中對流式多媒體內容的播放、暫停等操作都是通過RTSP協議實現的。

　　4.4 MMS協議（Microsoft Media Server Protocol）

　　與QuickTime和Realsystem流媒體技術采用RTSP協議進行傳輸不同，微軟采用專用協議MMS進行流式傳輸。

　　MMS協議是用來訪問并且流式接收Windows Media服務器中流媒體文件（asf或 wmv）的一種協議。MMS協議是訪問Windows Media發(fā)布點上的單播內容的默認方法。觀眾在 Windows Media Player 中必須使用 MMS 協議才能引用該流。

　　5. 主要的流媒體技術

　　5.1 四大流媒體技術

　　目前，互聯網上流媒體主要流媒體技術方案有Real Networks公司的Real System方案，微軟公司的Windows Media流式媒體解決方案，Apple公司的QuickTime流式媒體解決方案及Adobe公司的Flash流媒體解決方案。

　　5.1.1 Real System

　　Real Networks是Internet上流媒體傳輸的先驅者和領導者。其流媒體文件包括RealAudio，Real Video，Real Presentation和RealFlash4類文件。

　　5.1.2 Windows Media

　　Windows Media的前身是微軟公司的Netshow產品，隨著流媒體的廣泛應用，微軟推出了整套的流媒體制作、發(fā)布和播放產品。由于Windows Media的成本較低且簡單易學，支持屏幕錄制等功能，故在教育方面應用較廣。其流媒體文件包括視頻文件WMV/ASF，音頻文件WMA等。

　　5.1.3 QuickTime流式媒體解決方案

　　Apple的QuickTime是一個跨平臺的解決方法，同時支持蘋果系統(tǒng)及Windows，其播放器支持多達40種的格式，交互性較強。由于大部分QuickTime編碼器和服務器軟件均運行在蘋果操作系統(tǒng)中，故QuickTime流式媒體在PC機上應用較少。

　　5.2 新型流媒體技術

　　5.2.1 HTTP流式媒體

　　傳統(tǒng)的順序流傳輸(Progressive streaming )由于采用傳統(tǒng)的HTTP協議傳輸，并不支持現場直播等實時流傳輸。而隨著網絡技術的發(fā)展，最新的流媒體技術已經支持采用HTTP協議傳輸流媒體文件和進行實時流傳輸。HTTP流式媒體的代表有Microsoft公司 IIS平滑流式媒體（IIS Smooth Streaming）、APPLE公司HTTP流媒體直播（HTTP Live streaming），Adobe公司最新的Flash Media Server 4.5也支持HTTP流式媒體傳輸。

　　5.2.2 P2P流媒體

　　P2P流媒體技術并不是一個嶄新的流媒體技術。他是P2P技術同流媒體技術結合的產物。基于P2P 的流媒體服務系統(tǒng)并不改變現有的流媒體服務架構, 只是在現有系統(tǒng)的基礎上, 改變傳統(tǒng)模式下的服務方式和數據傳輸路徑, 使請求同一媒體流的客戶端組成一個P2P 網絡, 使服務器只須向這個P2P 網絡中的少數節(jié)點發(fā)送數據, 而這些節(jié)點可以把得到的數據共享給其余的節(jié)點。

　　6．總結

　　截至2011年6月，我國的網民人數已經達到4.85億，其中中國家庭電腦寬帶上網網民規(guī)模達到3.90億人。如此巨大的網民數量，為流媒體的發(fā)展帶來了前所未有的機遇發(fā)展機遇。隨著互聯網的飛速發(fā)展，人們對互聯網內容多樣化的需求也越來越強烈，流媒體業(yè)務的需求與只俱增。目前，流媒體已經廣泛應用于網絡電視，遠程教育，移動設備，數字電視，安防監(jiān)控，視頻會議等多個領域。今后流媒體的發(fā)展趨勢是：①隨著流媒體技術的進步、網絡帶寬的增加及新型高質量編碼方式的出現，流媒體的質量進一步提高，高清流媒體將成為主流。②流媒體技術的應用更加廣泛。基于流媒體技術的數字電視將取代傳統(tǒng)有線電視成為主流；同時隨著3G網絡基礎設施的完善和移動終端功能的增強，融合語音、文字、圖像等多種形態(tài)的移動實時流媒體業(yè)務，如手機流媒體直播、移動網絡會議等，將使流媒體的應用達到一個新的高度。

　　參考文獻：

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