P2P 与组播结合实现高质量 IP 视频直播承载
摘要 本文首先研究了高质量 IP 视频直播技术要求特点,然后分别对 P2P 及组播承载高质
量 IP 视频直播进行分析,发现两者均存在一定的缺点。本文提出了一种 P2P 与组播结合实
现高质量 IP 视频直播承载的技术方案,很好地解决了以上问题。
1、高质量 IP 视频直播特点
随着网络技术的发展与普及,全程数字化、网络化的视频直播业务已开始应用,如目前在
开展的 IPTV 业务、PC 终端上的实时广播业务、广播式远程会议业务等。这些业务由于实
时性、视频质量要求均较高,所以在 IP 网络传输所占用的带宽也较高。
在目前应用的互联网音视频点播/直播应用,一般使用的带宽都在 512 kbit/s 以下,所以即
使使用高压缩率的编码技术如 MPEG4/H.264,其观看效果也不理想,严重影响业务的推广。
提高视频直播的带宽是解决视频质量的最根本办法,一般说来,1.5 Mbit/s 的 MPEG4 视频
直播流观看效果已接近目前的有线广播电视效果, 4 Mbit/s 可以优于 DVD 的效果。1.5
Mbit/s 以上的高带宽视频直播由于占用的带宽高,所以给 IP 网络带来了巨大的压力。高质
量视频直播对 IP 网络的要求可归纳为以下重要的几点:
(1)高带宽:高质量视频直播要求视频带宽至少在 1.5 Mbit/s 以上,加上音频占用的带宽
及开销,高质量视频直播平均需要的带宽在 2 Mbit/s 以上;
(2)低丢包率:数字化视频如果出现丢包,很容易出现马赛克现象,严重的还会引起丢帧、
停顿等现象,影响用户体验;
(3)低时延及抖动:时延及抖动会造成用户在开始收看或切换频道时的延时等待时间过长,
目前的有线电视切换时间小于 1 s,由于数字化的解码需要,目前最小的 IP 直播都大于 1
s。
要保证用户的使用体验,高质量 IP 视频直播承载必须满足以上特点的要求。
2、组播技术在实现高质量视频直播存在的问题
利用流媒体技术把实时节目(如现场直播的体育节目)传送到用户端,由用户通过电脑或
加上机顶盒的电视机收看是流媒体的重要应用。目前主要的网络传输方式包括单播和组播
由于单播需要建立服务器和客户端的点对点连接,对服务器及网络资源的要求较高,所以
在大量用户同时收看同一实时节目的场合较适用组播技术。
组播技术(也称多址广播或多播)技术,是一种允许一台或多台主机(组播源)发送单一
数据包到多台主机(一次的,同时的)的网络技术。组播作为一点对多点的通信,是节省
网络带宽的有效方法之一。组播能使一个或多个组播源只把数据包发送给特定的组播组,
而只有加入该组播组的主机才能接收到数据包。目前, IP 组播技术被广泛应用在网络音频
/视频广播、AOD/VOD、网络视频会议、多媒体远程教育等方面。