曙光公司卫星电视直播系统解决方案.docx

曙光数字直播系统
解
决
方
案

曙光信息产业(北京)有限公司
目 录
1 用户需求分析 3
2 曙光数字直播系统介绍 3
2.1 产品简介 3
2.2 曙光数字直播系统整体网络结构图 4
2.3 曙光数字直播系统技术特点 4
3 数字直播服务系统方案设计 6
3.1 设计原则 6
3.2 设计依据 7
3.3 曙光数字直播系统架构 7
3.4 直播服务器选择 9
3.5 客户端配置要求 10
3.6 用户端要求 10
3.7 系统可扩展性说明 10
4 曙光数字直播系统产品特色 11
5 曙光数字直播系统产品功能与性能指标 11
5.1 核心应用功能 11
5.2 系统性能指标 12
6 曙光数字直播系统核心技术 12
7 直播系统设备清单 13
8 产品售后服务 14
8.1 软件服务承诺 14
8.2 硬件服务承诺 14

1 用户需求分析
通过用户的情况，需要实现卫星电视节目在局域网里的直播，目前要做3~4套卫星电视的直播，要求所有客户端通过电脑来收看，要求系统稳定、直播图像清晰、接收同步、从而使互联网中的用户能够看到高清晰度的卫星电视节目。
根据你们的需求，采用我们公司自主开发的网络直播服务器可以实现:
1、 我们的直播服务系统采用MPEG-4编码方式，图像清晰度极高，每个直播频道占用网络带宽仅500K左右，图像质量接近DVD的效果。
2、 系统支持各种复杂的网络结构，支持大规模的用户同时接收。
3、 直播系统音视频全实时同步，不丢帧，可放大至全屏。
4、 系统具有极强的稳定性、安全性和可靠性，保证系统7*24小时不间断地运行。
2 曙光数字直播系统介绍
2.1 产品简介
曙光数字直播系统是一套全新的，基于IP网络的高性能数字视音频直播服务平台，能为各种行业用户提供基于各种网络环境的音视频直播服务。该系统采用采用分布式架构体系，具有高度的灵活性；在支持当前网络协议IPv4的基础上还全面支持新一代互联网协议IPv6，便于在不久的将来向IPv6网络平稳迁移。
系统在多媒体编码技术方面除支持当前业界主流MPEG-4视音频编码技术外，还支持MPEG-2、MPEG-1等多种当前被广泛使用的数字多媒体编码技术；在网络传输技术方面，全面支持国际标准的RTP/RTCP协议，结合独创的多项网络传输同步与抖动技术，协议智能协商(SmartTalk)技术，保证了系统在各种网络环境下稳定、高效地运行。系统可广泛适用于远程教学、远程培训、影视娱乐、远程医疗、视频监控、视频会议等许多方面。
2.2 曙光数字直播系统整体网络结构图

说明：
曙光数字直播系统由直播源、采集服务器、直播(转播或广播)服务器、录制服务器、播放器等五部分组成。以下分别介绍：
1. 直播源：
包括卫星信号，有线电视信号，VCD/DVD机，摄像机，摄像头等。
2. 直播与采集服务器
对直播源所输出的视音频信号进行模数转换、编码、发送。
3. 转播服务器
接收本地或远端的视音频流并转发出去，转播服务器支持任意层次的级联。
4. 录制服务器
从直播与采集服务器中接收直播流(Live Stream),并实时存储到磁盘阵列中。
5. 播放器
用于客户端将接收到的直播流实时播放出来。客户接收端如果采用计算机，可以直接安装我们的播放器即可。如果采用电视机来收看，可以采用机顶盒+电视机的方式。
2.3 曙光数字直播系统技术特点
1） 提供全面的多媒体编码技术与标准支持：
曙光数字直播系统除了支持当前主流的MPEG-4编码技术与标准外，还支持MPEG-2、MPEG-1等多种多媒体编码技术与标准，以满足各种用户的不同需求。
数字多媒体编码技术主要包含三个方面，即视频编码技术、音频编码技术与视音频合成技术，在这三个方面，曙光数字直播系统均提供了比较全面的支持。
具体如下表所示：
视频编码
技术与标准
支持MPEG-4视频，包括ISO.MP4、DivX、XviD、AVI、WMV、ASF、MOV等编码格式；
支持MPEG-2视频，包括VOB (DVD)、MPG、MP2V等
支持MPEG-1视频，包括DAT(VCD)、MPG、MPEG、MP1V等
支持H.263、H.264，WMV2与WMV3（微软）等；
音频编码
技术与标准
支持MPEG-4音频AAC编码；
支持MPEG-2、MPEG-1音频层Ⅰ、层Ⅱ，层Ⅲ(MP3)编码；
支持AC3编码。
支持WMA、MID、RA、AC3、AU、MIDI、MPA编码
系统合成
技术与标准
支持当前通用的文件合成格式AVI，ASF，以及ISO标准MP4；
支持合成MPEG-2 PS流，MPEG-2 TS流；
支持合成MPEG-1 System（系统）格式。

2） 采用先进多媒体流技术：
曙光数字直播系统采用了公司自主开发的新一代流传输技术BMMS，BMMS传输技术全面支持现有的国际标准多媒体传输协议RTP/RTCP，HTTP，RTSP等，还支持某些厂商提供的非标准协议，例如 Windows Media Service 9 系列的MMS协议，在此基础上，为了弥补已有协议的缺陷与不足，公司进行了大量的技术创新，加入了独有的网络传输同步与抖动技术，协议智能协商(SmartTalk)技术，使得BMMS协议具备更高的性能、更好的稳定性、更强的环境适应性，以及易用性。
特有的传输同步技术，保证了同一路多媒体流的视频与音频保持永远同步，还保证了不同客户会话的画面同步。
特有的传输抖动技术，对媒体内容根本无须缓冲，使网络传输延时极短，延时一般不超过1秒（Second），在某些复杂与恶劣的网络环境下自动采用最低限度的缓冲，以保证最终用户的音频与视频的连贯性与稳定性。
采用协议智能协商(SmartTalk)技术，使客户端与媒体服务器自动协商采用何种网络传输协议，从而充分利用网络带宽。同时也避免了让用户去手动配置终端的网络参数与传输方式，一切均由系统自动完成。
3） 广泛支持当前大多数硬件设备：
曙光数字直播系统除了支持采用VFW与WDM驱动协议的采集设备以外，还支持其它第三方厂家特有的采集编码设备，如TM4000系列采集卡、以色列Optibase 系列采集设备等。
4） 支持对众多的多媒体文件格式广播：
如AVI，ASF，WMV， MPG、MPEG-1/VCD，MPEG-2/DVD、MPEG-4、MP3等多种格式。
5） 支持流媒体内容的多级转发：
对于同一多媒体数据流可以跨网段逐级转发。
6） 全面支持新一代网络协议IPv6。
由于目前互联网地址资源将近枯竭，国际上正在大力推广IPv6协议，我国近期正在筹备建设的下一代骨干网将完全采用IPv6。
采用IPv6的优势如下：
⑴ 扩大了地址空间，采用128位地址长度
⑵ 服务质量得到很大改善
⑶ 安全性有了更好的保证。
⑷ 更好地实现了多播功能。
7） 提供多种用户权限认证方式：
提供用户IP地址段管理，用户分组管理，用户分权限管理等多种管理方式。从而更好地满足各个行业对不同用户的管理需要，提高系统应用上的灵活性。
8） 支持自动节目计划：
方便用户预先设置节目自动播出计划，从而无需管理员实时地手工启动与停止。
3 数字直播服务系统方案设计
3.1 设计原则
为了充分保护用户的利益，利用当前的投资达到用户所要求的预期效果，并考虑到将来系统的进一步升级与扩容，该方案在设计时遵循以下原则：
l实用性：
一个系统最基本的目标是建立一套适合实际应用环境的、能满足用户功能需求的实用系统。
l先进性：
该系统采用具有完全自主知识产权的核心技术开发，且该技术在当前处于业界领先地位，从而保证了产品的技术先进性。
l开放性：
在方案设计选型中，充分考虑目前或将来的网络发展和需求，采用标准的开放协议来构架整个系统。
l可扩展性（灵活性）：
所设计方案能适应不断扩大的用户要求，方便进一步升级与扩容；适应新技术不断发展的要求，使现实方案能不断引入新技术，能方便地向新产品过渡，使系统具有很强的生命力，能不断地平滑升级，不被淘汰。
l兼容性：
在本方案设计中充分考虑与用户现有的其它网络系统相兼容，同时也充分考虑与其它计算机产品、网络产品的兼容性。
l可维护性：
系统的可维护性对系统的生命力及实用性能是至关重要的，系统应提供友好的应用维护界面、模块化设计、采用标准的高级语言编程、灵活的功能模块重组等，使系统具有良好的可维护性。
3.2 设计依据
为了满足用户的应用需求，在系统核心层，我们采用了具有完全自主知识产权的视音频编码技术（MPEG-4、MPEG-2、MPEG-1）来为核心应用提供底层支持，且MPEG-4编码技术全球领先。在网络传输层，我们采用了自主开发的流媒体传输核心技术——智能适应流传输技术，从而保障了系统能够使多媒体信息在网络上真正流动起来。在用户接收层，我们采用了实时解码技术与超低缓冲技术来实现，保障了在复杂的网络环境下用户接收的稳定性与连续性。 对于用户要求的高清晰度直播，一方面，我们可以采用高清晰数字电视标准的MPEG-2编码技术来实现；另一方面，如果用户的实际网络带宽有限，我们可以采用当今业界最先进的MPEG-4编解码技术来实现，采用MPEG-4编码方式，音视频码率在350Kb/s时可达到VCD的效果，600Kb/s时可达到DVD的效果，从而在保证图像质量的前提下，又大大缩减了音视频所占用的网络带宽，使得直播平台更加的稳定和高效。
从系统整体方面考虑，作为视频直播核心硬件的服务器，在配置时需要综合考虑与系统各部分的合理搭配，以使得系统整体的资源利用率达到最优，具体需注意以下几个方面：
A、服务器网卡I/O带宽所决定的服务器输出能力
B、服务器的总线和CPU的处理能力
C、磁盘设备的I/O性能
D、磁盘阵列与服务器之间的I/O性能
E、内存容量
3.3 曙光数字直播系统架构
在本方案中，考虑到贵单位要实现3~4路卫星节目的网上直播，我们采用1台直播服务器来实现，通过一块4路的流媒体采集卡，可以实现对4路卫星节目的音视频采集，然后通过我们的直播系统将采集下来的音视频信号编码后直播出去，通过MPEG-4的编码方式进行直播，可以有效降低对网络带宽资源的占用，并保证客户端能够欣赏到高质量的电视节目。
直播系统流程图如下：

注：直播源可以是卫星信号、有线、VCD/DVD、录像机、摄像机等。
各视频输入源通过视频采集卡将实时模拟信号输入到录制直播服务器中，录制直播服务器采集信号的同时将模拟信号转换为数字信号，再由视频服务器将数字信号发送传输到各个客户终端。完成直播。同时录制直播服务器可以在转换模拟信号的时候将转换了的数字信号存储于存储设备中，因而完成录制。
在实际应用中，可以采用单播方式或组播方式向全网用户实时直播。本系统支持常见的各种视频源，且支持多种通用的视频采集卡，支持直播转发功能。

直播系统网络结构图如下：
信号源 服务器 用户接收端
卫星接收机0

用户

卫星接收机

卫星接收机

用户
采集+直播服务器
。
。
卫星接收机

用户

说明：
该方案中直播系统主要由信号输入源、采集/直播服务器和网络客户端组成。该系统中信号源设备已经具备；采集/直播服务器按用户应用情况配置；用户接收端采用现有PC终端，并安装直播系统客户端软件解码器即可。
3.4 直播服务器选择
本方案中采用1台直播服务器即可实现，且该直播服务器兼具视频采集、录制与直播功能。直播服务器推荐配置如下：
曙光天阔I650（机塔互换服务器）详细配置如下：

操作系统
Windows 2000 server系列或Windows Server 2003系列
数据库
Access、SQL Server 2000或Oracle 8.0以上
应用软件
曙光视频点播系统
处理器
Intel Xeon 3.0Gx2颗
内存
Register ECC DDR内存2GB
磁盘系统
当前配置5块300GB/10000转热插拔SCSI硬盘
双通道Ultra320 RAID卡
网卡
2＊1000M PCI-E网卡
采集卡类型
TM4004HL 四路音视频采集压缩卡1块，支持4路卫星电视信号的采集和编码
其它
显卡/软驱/光驱/专用工控5U机箱/冗余电源

备注：
这款服务器具有极高的性价比，在该系统中，它既做采集编码服务器，又作为直播服务器，同时还作为录制服务器使用，该服务器最大可以安装8块SCSI硬盘，如果选用8块300G的SCSI硬盘做RAID5，则可以提供2个T的存储容量，作为小型的磁盘阵列使用，一方面极大地降低了设备投入成本，另一方面还提供了良好的数据安全存储功能。
3.5 客户端配置要求
曙光视频服务系统对客户接收端的配置要求极低，对客户端的配置要求如下：

操作系统
Windows/98/2000/Me/XP/Server 2003等操作系统
支撑软件
DirectX要求安装8.1以上版本
处理器
PⅢ 800MHz以上处理器均可
内存
64 M及以上均可
网卡类型
10M/100M以太网卡一块
显卡
显存32M以上的独立显卡

3.6 用户端要求
该直播系统用户端采用PC机来接收，需安装有Windows 98以上操作系统，并安装曙光数字直播系统客户端软件解码器即可，用户接收时只需打开IE浏览器，在地址栏中输入直播服务器IP地址后即可进行接收。
3.7 系统可扩展性说明
系统的可扩展性是受限于可用的网络资源。目前，视频直播服务器以集中式的方式部署于网络中心节点，硬件配置上已经完全满足了当前用户需求。将来随着用户需求的进一步增长，系统可以在现有基础上平滑升级。具体升级过程可以分两步来完成：
⑴ 初步阶段
在网络带宽资源能够满足的情况下，该系统只需在软件上增加直播频道授权数目、在硬件上增加直播服务器的数量并配置相应数量的视频采集卡即可满足更多直播频道和更多网络用户直播接收的需要。
⑵ 未来阶段
当直播接收的用户数量过大，可以在原有基础上增加直播服务器数量或转播服务器数量，转播服务器采用组播方式向所在的局域网用户发送广播流，从而减轻多路直播或大并发用户接收时对直播主服务器的压力。
4 曙光数字直播系统产品特色
l 支持MPEG-4 、MPEG-2、MPEG-1标准的软件编码方式。
l 支持MPEG-4、 MPEG-2、MPEG-1标准的硬件编码方式。
l 支持标准传输协议RTP/RTCP。
l 支持对众多多媒体文件格式广播：如AVI，ASF，WMV，MPEG-1/VCD，MPEG-2/DVD，MPEG-4/MP4，MP3等多种格式。
l 支持IGMP组播，TCP、UDP单播，以及单播转发。
l 视频压缩码率和视频质量可灵活调整。
l 延迟时间短，组播≤1秒，单播≤2秒
l 依据实际网络情况，智能协商网络传输协议，极大地提高网络利用率。
l 提供多种用户权限认证方式：提供IP地址段限制，用户分组，分级别等管理方式。
l 支持DRM数字版权加密技术：采用独有的DRM技术对媒体内容进行保护，防止非法传播媒体内容。
l 采用分布式架构，采集、转播、录制可分开安装，并且转播服务可任意级联，使得资源配置更加合理，适合于各种网络环境。
l 支持在广域网、城域网或局域网内进行音视频直播，可穿越网关、路由器以及防火墙。
l 兼容目前市面上流行的大部分采集设备（支持采用VFW、WDM驱动协议的采集卡，1394接口设备、USB接口的采集设备等），支持一机多卡和一卡多路音视频采集。
l 支持服务器集群方式运行以及自动负载均衡，能随着用户数的增加而平滑扩容。
l 支持安全认证机制，完善的系统日志记录与查询，自动记录任何时间系统的日志信息，包括服务器状况、用户接入情况信息，可供以后查询。
l 支持下一代互联网协议IPv6。
l 支持客户端采用MPEG-4的机顶盒接收。
5 曙光数字直播系统产品功能与性能指标
5.1 核心应用功能
1、支持对众多的媒体文件格式广播
2、采用先进多媒体流技术：
曙光数字直播系统采用了全新开发的新一代流传输技术BMMS，BMMS传输技术全面支持当今已经存在的国际标准多媒体传输技术RTP/RTCP，HTTP，RTSP等，还支持某些厂商提供的非标准协议，例如 Windows Media Service 9 系列的MMS协议，在此基础上，为了弥补已有协议的缺陷与不足，公司进行了大量的技术创新，加入了独有的网络传输同步与抖动技术，协议智能协商(SmartTalk)技术，使得BMMS协议具备更高的性能，更强的稳定性和环境自适应性。
3、支持直播内容多级转发：
对于同一视频源的媒体内容可以跨网段转发。
4、支持一机多路、一卡多路、多卡多路等不同的直播组合模式。
5、全面支持新一代互联网协议IPv6。
5.2 系统性能指标
支持的编码方式
视频：支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、H263、H264等，且码率可调
音频：支持MPA(MPEG音频层Ⅰ、Ⅱ)、MP3、MP4等，且码率可调
延迟时间
采用组播方式：≤1秒
采用单播方式：MPEG1≤0.5秒，MPEG2≤2秒，MPEG4≤2秒
音视频同步
视频、音频完全同步
支持的网络协议
支持RTP/RTCP，HTTP，RTSP等国际标准协议，支持协议智能协商
支持的采集设备
PCI采集卡、USB采集设备、1394接口卡等
支持的输入源
文件、电视信号、VCD/DVD设备、采集设备等各种视频源
支持的操作系统
WindowsXP、Windows 2000、Windows Server 2003系列
支持的数据库
Oracle、SQL Server、Access

6 曙光数字直播系统核心技术
曙光数字直播系统采用了公司自主开发的当前国际领先的流媒体核心技术：MPEG-4编解码技术、智能适应流传输技术、独创的多项网络传输同步与抖动技术，协议智能协商(SmartTalk)技术。
特有的传输同步技术，保证同一路流的视频与音频的永久同步一致性，还保证了不同客户会话的画面同步。
特有的传输抖动技术，采用零缓冲技术，对媒体内容根本无须缓冲，使网络传输延时更加短，延时一般不超过1秒（Second），对某些复杂恶劣的网络环境自动最低限度的缓冲，以保证最终用户的音频与视频的连贯与稳定性。
采用协议智能协商(SmartTalk)技术，使客户端与媒体服务器自动协商最佳传输协议，以充分有效的利用网络带宽。同时减少了对终端的网络参数的配置，用户无须配置终端使用协议，一切自动协商。
独创的智能适应流传输技术具有跨平台性、响应速度极快、高性能、超强稳定性、广泛视音频格式支持性、易扩展性等特点。
智能适应流传输技术系统构成示意图如下：

7 直播系统设备清单
根据以上选择，现将系统各组成部分软硬件设备列表如下：

设备名称
详细设备配置
数量
产品单价（元）
折扣率
产品总价（元）
硬件设备
1
曙光流媒体直播服务器
详细配置见前面部分
1台
-----
-----
-----
硬件设备总价(元)
-----
软件系统
5
曙光网络直播系统
Windows服务器版本
4路
-----
-----
-----
6
操作系统
Windows 2000 Server或WindowsServer 2003
1套
用户自备
用户自备

数据库系统
Microsoft SQL Server
2000、ACCESS
1套
用户自备
用户自备

软件系统总价(元)
-----
系统总价(元)
-----
注：系统报价根据实际采购情况另行商议

8 产品售后服务
8.1 软件服务承诺
⑴ 基本服务方针
本公司非常注重对用户的售后服务与培训，对于售后产品的管理与服务，本公司按照严格的质量服务保障体系进行。凡购买本产品的用户都可以接受本公司的免费培训。负责培训的工程师对产品的核心思想有着深入的理解与领会，培训教师很可能就是产品规划设计者之一。
本公司对产品的技术支持服务包括：现场服务，电话咨询，电子邮件等方式，以确保用户的视频服务系统能够安全稳定地运行。除了对本产品提供一流的技术支持服务外，本公司还将为用户提供全方位的网络视频应用解决方案咨询。
⑵ 标准服务条款
本公司有以下服务承诺：
1、免费为用户进行现场系统培训，培训内容包括：应用系统操作和使用、系统数据备份、系统日常维护与管理、系统安装调试。
2、免费提供产品的培训文挡，包括使用说明、系统安装调试说明等。
3、提供终身系统维护和升级服务（分为免费和收费服务两种）。
4、提供终身售后跟踪服务，通过电话、传真、电子邮件等方式解答用户在实际使用过程中遇到的技术难题。
5、遇系统重大故障，本地用户24小时内响应，外地用户48小时内响应。
6、定期访问用户，了解系统使用情况。
7、优先为用户提供本公司的其它产品应用解决方案，并以优惠价格提供产品。
⑶ 有偿服务条款
1、首次之后，对本系统软件提供现场系统维护和升级服务。
2、有重大技术升级时的产品升级。
3、功能定制时需对产品进行二次开发。
4、其它不属于免费服务的服务类型。
8.2 硬件服务承诺
本公司对所售出的硬件系统提供5年的免费售后服务期，在免费服务期内因产品质量方面产生的任何问题，本公司提供免费维修或更换服