国际标准 高性能流媒体解决方案

    互联网、通信网与有线电视网络的三网融合已经成为全球的趋势，互联网在各宽带运营商的竞争下正在向宽带时代挺进。同时宽带网络的竞争最终将是宽带应用的竞争，由此诞生的基于宽带网络的流媒体技术正日益受到人们的关注。它推动了互联网整体架构的革新，转变了传统互联网呆板的内容表现形式，赋予宽带应用更多的娱乐性和互动性，必将成为未来宽带网络的主流技术。相应的各大宽带运营商，电信运营商正在寻找着一个可行的多样化的宽带流媒体经营方式，使宽带流媒体应用服务真正融入到最终用户的生活中。这时候虽然基于MPEG－1、MPEG－2、WMT、QUICKTIME等各种流媒体技术的产品发展很快，但最终受带宽占用率大，传输过程复杂，接入终端麻烦等等影响，使得流媒体应用服务得不到普及，这时候基于MPEG—4技术的流媒体传输平台，体现出的低码流、低延迟、高画质的特点将更能适应现有的网络环境，真正促进三网的融合，使流媒体应用融入到人们的日常生活中。 

    熟悉视频压缩技术的朋友们都知道MPEG-4, 现在国内已经把它炒得够热了。一些国内厂商甚至推出了自己的MPEG-4产品。但也有许多人听说过ISMA 和H.264标准，据说它们也是MPEG-4。 同时还有些人是在用微软的WMV的软件编码技术来实现类似的MPEG-4功能。这里我们就先谈谈MPEG—4，ISMA，和H.264之间的关系。众所周知，MPEG 是国际标准化组织ISO所属的一个标准起草小组，英文原意为动态图像专家组（Motion Picture Expert Group）。该组织制定的MPEG-1和MPEG-2视频编码标准就是我们所熟悉的VCD和DVD，但MPEG—1/2在传输和存储时占用带宽和存储空间大，这就大大地影响了网络视频的应用普及。人们迫切地需要一种编码方法，即可以确保图像质量又可以最大限度地把压缩后的码流降到最低。MPEG-4就是在这样的背景下提出来的。MPEG-4的初衷是将DVD质量的图像码流从每秒6兆降低到1.5兆, 将高清电视的码流从每秒几十兆降低到6-8兆。要实现这样的编码压缩水平，就要用到一种叫AVC（Advanced Video CODEC）的技术。国际电联（ITU）将这项技术命名为H.264标准, MPEG 把这项技术放到MPEG-4标准里的第10章（Part 10）。这就是MPEG-4和H.264的关系。 

    由于MPEG-4的视频产品存在着巨大的商机，所以很多相关的生产厂商都跃跃欲试地开发自己的产品。有些甚至等不得MPEG-4的标准发展，针对特定的应用系统，采用MPEG-4的小码流概念自己搞自己的边界码方案，反正是自己压自己解。微软就是典型的代表，微软决定抛开MPEG-4, 仅参照MPEG-4小码流高画质的概念来自己开发出类似的产品。微软的WMV 也就是我们常说的WM9就是这种做法的产物。应该说微软的WMV还是有影响力的。可是由于微软本身的局限性其WMV的应用发展并不顺利。第一, WM9是微软的产品它必定要依赖着Windows，Windows 意味着解码部分也要有PC, 起码要有PC机的主板。这就大大增加了机顶盒的造价，从而影响了视频广播点播的普及。第二，WMV技术的视频传输延迟非常大，通常要10几秒钟，正是由于这种局限性，目前WMV也仅限于在计算机上浏览WM9视频文件，针对混乱的局面我们就得谈谈ISMA组织。 

     2000年12月国际上的一些视频产业的重要成员成立了一个组织，叫互联网流媒体联盟，简称ISMA(Internet Streaming Media Alliance)。在这个组织里有许多我们比较熟悉的公司如Cisco、IBM、Sony、Sun、NEC、苹果、飞利浦、日立、杜比和Optibase等等。到目前为止，该组织已经在产品标准化方面取得了一些进展。ISMA从MPEG-4标准中做了某些限定，主要内容包括： 视频压缩采用MPEG-4的第2章（Part 2）， 一般音频压缩采用AAC格式，语音：CELP，媒体传输流协议：RTP、RTCP、UTP，媒体控制：RTSP，媒体公告（Media Announcement）: SAP、SDP， 内容交换格式（Media Distribution）采用苹果的MP4文件格式，这样就保证了从编码传输到接收过程中各厂家之间软硬件的兼容性。在当今流媒体发展的趋势下，中恒兴业科技集团基于MPEG—4 ISMA标准推出了中恒数据广播平台，层次图如下：

该系统分二大部分： 

1. 编码传输和解码接收 

2. 计费系统 

（一）编/解码传输 

·内容采集：节目源可以是摄像机、有线电视节目、媒体文件、视频节目光盘、卫星输入信号等。 

·视音频捕获和压缩编码：视频采集采用符合MPEG-4 ISMA标准的编码卡，支持各种分辨率，码流大小在48K~5M之间，编码软件为MPEG-4编码软件，视频编码采用IPPPP格式，音频用ACC LC模式，传输时码流，帧率，动态场景侦测均可进行调整。 

·内容编辑：对内容进行编辑修改、归档，并可对视频文件做索引入库。 

·内容存储和播放：节目不多时可使用文件系统，当节目量大，就必须编制数据库管理系统。使用数据库存储视音频文件、视频服务器运行流播放服务软件播放视音频流做广播。存储编码采用MPEG-4技术，以提供更高的压缩比、近似于DVD的图像质量和近似于CD的音质的视频流媒体节目，如：1M~1.5M的码流相当于5M以上的DVD效果，体现高效编码、高效存储与传播的特点，并且支持更多的交互操作。 

·服务器管理及流发布：分为点播频道管理、广播频道管理和网络电视频道管理，负责将节目流提交到终端客户，可以通过IE浏览器链接或用ISMA标准的MPEG-4机顶盒接收。同时可以随意添加、删除或修改目录、视频节目；多级目录索引，轻松管理视频节目,可打开、保存、修改不同的节目表单；实时状态显示，能够随时反映出各个节目的播放状态，点播人数等等。 

·终端接收：客户端可以通过PC机接收用视音频媒体播放，也可以用基于MPEG-4 ISMA标准开发的机顶盒接收。 

（二）计费系统 

    中恒宽带计费运营支持系统主要用于管理系统运营所需的数据，这些数据包括用户信息、各类服务的定义、系统内部的服务器、系统运营中所产生的账单、日志等信息。该宽带计费运营支持系统主要包括系统管理和运营管理两大部分。 

    系统管理主要是设置系统运营所需要的一些基本参数：如管理员授权，系统信息（IP地址授权），运营参数设置，实施监测等功能。主要用于维护系统运行所需的基本参数，这些参数与具体的用户和服务无关。 

运营管理由用户管理、资费管理、账务管理和营账管理四部分组成。 

一、 用户管理： 

·基本概念：该系统计费是以用户为单位，所有的管理都是针对用户的，包括用户的等级、权限、以及付费方式。 

·管理功能： 

1. 用户管理：用户管理可以查询、增加、删除、修改用户，也可以针对某个用户（后付费的）进行出账或打印等功能； 

2. 用户组管理：中恒宽带计费系统支持用户组的概念，支持以用户组的为基础的用户查询和用户状态修改； 

3. 用户组查询：通过用户组查询可以很方便的看到一个组的总用户数、组的总上行流量、组的总下行流量、组的总时长以及组内每个用户的上下行流量、剩余金额，消费金额等等； 

4. 批量开户：提供批量开户的功能以减轻工作量，但该种方式仅对预付费和一次性付费的用户有效。采用文本文件的形式，可以一次性将大量用户导入到系统中，这种功能可以满足开展预付费上网卡业务的需要； 

5. 充值卡：当用户账内没有钱的时候，可以向服务商购买不同面值的充值卡，在用户处可以通过用户自服务系统把钱充到自己的账户内。在这里服务商可以增加、删除或刷新充值卡。 

二、 资费管理： 

资费管理是整个计费系统的核心。该系统充分考虑到不同用户的需要，对于不同的用户提供不同的服务，而不是简单地归结为能否上网。提供了一种新颖的、全面的、实时的计费方案，可以灵活地定义费率和单价，该系统最重要的一个部分就是费率系统。该系统提供多种计费方式，费率有很多参数来实现不同策略的计费，例如初装费，基本收费，周期收费，折扣等等。 

管理概念： 

1．服务：提供给用户的使用最小单位，我们提供给用户所有的东西都是以服务形式给出的，服务主要分以下3种： 

·接入服务：是每个上网用户必须的一项服务，直接决定着用户能否上网。 

·端口服务：端口服务的范围很大，譬如邮件服务、www服务、有线电视服务等。 

·VOD服务： 给用户提供网上影院的功能，可按时长，也可按片，并相应地定义不同的单位价格，否则无论新片老片，统统一个价格，对与用户来说，自然是很不合理的，有了该系统，这样的问题都迎刃而解。 

2．服务包：将多种服务捆绑到一起，就成为服务包，这样既方便运行商的管理，又给用户带来便捷，因为对于大多的用户而言是不很清楚他们自己所需要的服务的，这就依赖与运营商针对不同的用户提供尽可能详细，经济的服务组合，这也是运营商提供给用户的一种隐性的服务。 

管理功能和特点： 

1. 支持多种用户付费方式：包括可充值预付费用户、一次性预付费卡用户、限额后付费用户和不受限后付费用户； 

2. 支持多种费用类型：包括一次性收费、周期性收费和基于使用量的收费； 

3. 对于周期性收费支持多种计费周期，包括：月、双月、半年、年； 

4. 支持基于使用量的收费，包括基于时间长度和网络流量的计费； 

5. 对于基于使用量的计费，运营商可以自己定义计费的单位和价格，如基于流量的计费，计费可以定为以KB或MB为单位；对于基于时长的计费，可以定为以分钟或3分钟为单位； 

6. 运营商可以定义计费精度； 

7. 计费管理可以定义灵活的计费策略，下面是系统可以支持的策略的例子，由于系统提供了非常灵活的计费策略定义方式，所以系统支持的计费策略远远超过例子中的类型： 

·分时间段的优惠策略，根据用户访问发生的不同时间段进行优惠； 

·基于使用量的优惠策略，根据用户的访问量（时长或流量）进行优惠，这种优惠方式还分为根据访问总量的优惠和根据用户每次的访问量的分次优惠； 

·不同的上行、下行流量带宽的优惠； 

·对特殊日期，如周末和节假日的优惠； 

8. 对于每种计费策略，都可以定义有效期，超过有效期后，该计费策略将停止使用； 

9. 自定义服务：运营商可以根据自己的需求，定义各种不同的服务，每个服务可以有各自的计费策略，定义了服务以后，进入有效期后，服务就可以在系统中使用； 

10. 自定义服务包：运营商可以定义自己的服务包，每个服务包可以有自己的优惠策略，用户通过选用不同的服务包而享有不同的计费策略，这样有利于吸引更多的用户； 

11. 支持第三方提供的服务，支持运营商和服务提供商之间的费用结算。 

三、 帐务管理 

账务管理在计费系统也是很重要的一个功能。 

·对于用户：可以通过Portal，网上查询自己的使用明细，账单及对应的账单明细。 

·对于运营商：除了支付功能以外，本系统还提供用户个人结算（销户）等功能。我们运营商提供了良好有效的查询功能，通过各种报表，这对于运营商的收支平衡的统计来说都是很有帮助的。 

账务管理分为参数设置、使用明细、账单明细、手动生成账单、打印账单几项功能。 

1. 参数设置：该系统为计费周期提供了灵活的参数设置，主要有计费周期的设置，收费时间段的设置，以及滞纳金的设置。 

2. 使用明细：系统记录用户的使用明细，每次的连接的开始时间，结束时间，使用的服务，使用时长，上下行流量等信息。同时，系统还提供了分类查询的功能。可查询当前计费周期，也可查询以往的使用明细，并提供了按时间段，按用户的检索功能。 

3. 账单明细：提供查看明细的功能，可分类查询，按未付账单和已付账单。并提供按时间段，按用户，按账单编码的检索功能。 

4. 手动生成账单：根据用户状态以及出账日期，手动生成账单生成相应的账单，如果用户不想按照每月出账，即可通过手动生成账单设置生成账单日期间隔来出账。比如某个用户是每月10号出账，用户5号来销户时按正常的出账时间，该用户上个月还没有账单计录。这时就可以通过手动生成账单来出账。 

5. 打印账单：系统提供多种打印组合方式，即可以以时间段为查询条件，也可以以账单号为查询条件。 

四、 营账管理 

营账管理分为支付、查看支付信息、个人结算、欠费用户管理四部分。 

1． 支付：支付是根据用户类型来分别区分。如果用户是后付费用户则支付的是上一个月的账单，如果用户是预付费用户则支付是续费； 

2． 查看支付信息：可以按支付日期，管理员，用户，账单编码查看用户的支付信息； 

3． 个人结算：个人结算的主要功能是用于用户进行销户。当用户不再使用运营商的服务时，运营商可以对用户进行个人结算。按用户类型来分，预付费用户来进行结算时，返回多余的金额，后付费用户进行结算时，须交本月的月租费和使用量金额。如果后付费用户是延期交费，按所设置的滞纳金的比例交付金额； 

4． 欠费用户：在这里，我们可以对欠费的用户作相应的处理。对于后付费和限额后付费的用户来说，如果用户欠费，系统会自动获取欠费用户的名单，运营商可以根据自己的实际情况对这些用户进行处理，单个关闭或全部关闭用户，直至交费。

北京中恒兴业科技