高清数字电视直播在校园网中的应用

高清数字电视直播在校园网中的应用姜开达2010.10.27什么是高清晰度数字电视？HDTV（HighDefinitionTelevision）高清晰度指与传统电视相比，其水平和垂直方向的图象分辨率都要求提高一倍以上，使用大屏幕显示器近距离观看时，图象细腻逼真，无闪烁和粗糙感，并配以数字环绕音响伴音。采用16:9的宽高比作为标准。我国HDTV标准为1920×1080i，每帧图像有207万个像素。SDTVvsHDTV标准清晰度数字电视(SDTV，704×576i或720×480i，约500电视线，相当于DVD标准)高清晰度数字电视(HDTV，1920×1080i，约1000电视线)宽屏带来的新体验传统电视播出只能通过剪切或上下留黑边播出国家政策支持《制定高标清混合直播体系的若干关键技术规范》《广电总局关于促进高清电视发展的通知》发展高清电视的思路：1、高标清同播过渡；2、免费公益模式；3、鼓励现有上星频道先行同播；4、原则上不得以发展高清电视的名义增办频道。国内高清电视频道2009年9月28日起，以下9个频道开始高标清同播CCTV-1、北京卫视、东方卫视江苏卫视、湖南卫视、浙江卫视、黑龙江卫视、广东卫视、深圳卫视上海已落地高清频道高清电视进校园？存在的问题：接入有线电视网需要完成数字化改造用户端需要高清平板电视机和高清机顶盒校园电视机普及率低学生寝室空间狭小师生高密度集中校园网承载高清电视业务的前提电脑高普及率（超过人手一台）校园网万M主干,100M到桌面高清流媒体服务平台把高清电视数字信号转换成网络IP流完善的校园网组播支持高清电视信号源哪里来？卫星数字电视传输(DVB-S)有线数字电视传输(DVB-C)地面无线电视传输(DMB-TH)电视台、NGBInternet、CERNET2卫星数字电视接收不受地理位置制约安装受国家政策限制卫星接收机带LAN口输出IP流支持DVB-S的电视卡输出IP流有线数字电视普通机顶盒只能输出到电视机支持DVB-C的电视卡输出IP流带DVB-C模块的高清数字卫星接收机输出IP流存在的问题：全国各地有线系统加密标准不一地面无线电视支持DMB-TH的电视卡输出IP流支持DMB-TH的高清数字卫星接收机缺点：高清频道少，仅少数大中城市有我们做过的远距离高清传输实验在我校，在一定条件下，中韩，中日大学之间可以走IPv6稳定传输20~25Mbps的高清视频流为什么一般都输出TS流MPEG-2TS流格式是一种由ISO13818-1定义音/视频压缩数据流的传输格式。各种音/视频编码（如MPEG-2、MPEG-4、H.264等）输出的码流均可打包成MPEG-2TS流格式进行传输。PackagePackageDataLoad(PES)PESheaderESpackagesTimeInfo.TSstream直接转换成TS流送进校园网SatelliteCATVDMB-TH输出TS流高清流媒体服务器单播组播组播今年世界杯期间某台服务器流量曲线2010年6月下旬某台电视直播服务器一周流量图（Fedora13x64，2×E5520CPU，10GSRuplink）服务器群输出校内用户单播峰值流量超过20Gbps高清流单播VLC（）高性能（单机可以提供10G以上流量）使用多进程来充分利用多核高清流组播降低校园网各处受到的带宽压力1台交换机百M上行，支持100M/20M=5个用户1个学生宿舍楼千M上行，支持1G/20M=50个用户1个汇聚点10G上行，支持10G/20M=500个用户降低服务器投入成本多个多核CPU＋多10GE网卡＋多台服务器组播HowToVLCDVBlast更高效！()Areyoulookingforlivestreaming?Don'tlookanyfurther!DVBlastisasimpleandpowerfulMPEG-2/TSdemuxandstreamingapplicationwithseveralinputmethods:linux-dvb-supportedcards(DVB-S,DVB-S2,DVB-C,DVB-T...)DVB-ASIcards(fromComputerModules)UDPorRTPstreamcarryingatransportstreamItoutputsoneorseveralRTPstreamscarryingtransportstreamswith:hardwareorsoftwarePIDfilteringPID-basedorservice-baseddemultiplexingoptionaldescramblingviaCAMdeviceEIT,SDTandTDTpass-throughforEPGinformationDVBlastiswrittentobethecoreofacustomIRD,CID,orASIgateway,basedonaPCwithaLinux-supportedcard.Itisverylightweightandstable,designedfor24/7operation.路由器交换机组播配置示例核心三层interfaceVlan17ippimsparse-modepassiveipigmpsnoopingipigmpsnoopingvlan17ippimmulticast-routing接入二层ipigmpsnoopingivglipigmpsnoopingvlan1mrouterinterfacegigabitEthernet1/1ipigmpsnoopingsource-checkport为什么要压缩到720p(1280×720)的IP流?无法得到TS流，只能依赖重新编码压缩信号源可以是常规机顶盒或任何能播放的设备使用HDMI/VGA采集卡，压缩成5~6Mbps的MMS流通用性更强，只要能看到的高清都能转换缓解带宽压力10Gbps/20Mbps=500人10Gbps/5Mbps=2000人部分老电脑无法流畅在线播放全高清的电视HDMI捕捉卡重编码软件WindowsMediaEncoderWindowsExpressionEncoder使用i5/i7多核CPU编码方式:MediaVideo9AdvancedProfileVC-1AdvancedProfile5Mbpsmms流的图像质量世界杯小组赛阿根廷VS韩国(2010.6.17)WindowsServer2008，1×E5620CPU8GRAM，5×1Guplink存在的问题互联网(Internet)不是被设计用来传输电视的目前校园网络设计均未考虑承载高清电视业务校园电视传播中涉及到政策冲突和法规问题公益性目的、非商业性运营使用扩展应用高清直播校内讲座报告和校园活动高清摄像机服务器现场采集编码2010.6.1我校首次高清直播校内活动1280*720谢谢！[e-mail]