Transcript 校园网高清直播PPT - 上海交通大学IPv6站

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（High Definition Television）
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。
SDTV vs HDTV
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、 NGB
Internet、 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-2 TS 流格式是一种由ISO 13818-1 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-2 TS 流格式进行传输。
Package
Time Info.
Data Load (PES)
Package
PES header
ES packages
TS
stream
直接转换成TS流送进校园网
高清流媒体
服务器
Satellit
e
CATV
输出TS流
组播
单播
DMBTH
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
（Fedora13 x64，2×E5520 CPU，10G SR uplink）
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 （ http://www.videolan.org/ ）
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HowTo
VLC
DVBlast 更高效！( http://www.videolan.org/projects/dvblast.html )
Are you looking for live streaming? Don't look any further!
DVBlast is a simple and powerful MPEG-2/TS demux and streaming application
with several input methods:
linux-dvb-supported cards (DVB-S, DVB-S2, DVB-C, DVB-T...)
DVB-ASI cards (from Computer Modules)
UDP or RTP stream carrying a transport stream
It outputs one or several RTP streams carrying transport streams with:
hardware or software PID filtering
PID-based or service-based demultiplexing
optional descrambling via CAM device
EIT, SDT and TDT pass-through for EPG information
DVBlast is written to be the core of a custom IRD, CID, or ASI gateway, based on
a PC with a Linux-supported card. Itis very lightweight and stable, designed for
24/7 operation.
路由器交换机组播配置示例
核心三层
interface Vlan17
ip pim sparse-mode passive
ip igmp snooping
ip igmp snooping vlan 17
ip pim multicast-routing
接入二层
ip igmp snooping ivgl
ip igmp snooping vlan 1 mrouter interface gigabitEthernet 1/1
ip igmp snooping source-check port
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 /5 Mbps = 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
Windows Media Encoder
Windows Expression Encoder
使用 i5/i7 多核 CPU
编码方式:
Media Video 9 Advanced Profile
VC-1 Advanced Profile
5Mbps mms流的图像质量
世界杯小组赛阿根廷VS韩国(2010.6.17)
Windows Server 2008，1×E5620 CPU
8G RAM ，5×1G uplink
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
现场采集编码
高清摄像机
服务器
2010.6.1
我校首次
高清直播
校内活动
1280*720
谢 谢！
[email protected]