點播系統(tǒng)建設方案

1、建設方案xxxxxx有限公司前言視頻點播技術（VOD）是近年來新興的一種傳媒方式，它徹底改變了長期以來廣播式的單向視頻傳播方式，滿足了人們對視頻播放進行實時控制的愿望。如今，視頻點播技術正日益受到教育界的普遍關注。將學?，F(xiàn)有的軟硬件資源進行升級改造，構建一個基于校園網(wǎng)的視頻點播系統(tǒng)，將有利于學校開展多種形式的雙向多媒體教學，同時，也有利于學校教育資源的網(wǎng)絡化。在良好的校園網(wǎng)絡條件下，充分利用先進的流媒體及相關技術，結合環(huán)境應用需求，可以設計并實現(xiàn)一個流媒體視頻點播系統(tǒng)，為在校廣大師生提供基于流媒體技術的服務平臺，豐富校園網(wǎng)信息服務內(nèi)容，促進數(shù)字化校園建設。本系統(tǒng)的設計思路是：首先構建服務器端，

2、因為服務器端是整個系統(tǒng)的核心，只有在服務器的支持下才能完成后續(xù)功能的設計和實現(xiàn)，所以本系統(tǒng)分別對流媒體服務器，WEB服務器，數(shù)據(jù)庫服務器進行設計架構，其次根據(jù)視頻點播系統(tǒng)的組成，分別對服務器端和客戶端網(wǎng)絡接口模塊進行設計，為視頻點播系統(tǒng)的實現(xiàn) 提供良好的視頻支持。最后根據(jù)流媒體拘束的適用方向，結合校園環(huán)境特點，實現(xiàn)了視頻點播系統(tǒng)。一、視頻點播技術1、什么是視頻點播視頻點播（Video On Demand），簡稱VOD，意即根據(jù)用戶的需要播放相應的視頻節(jié)目。它是一種先進的視頻通信技術,綜合了網(wǎng)絡通信技術、多媒體技術和電視技術的優(yōu)勢，徹底改變了過去收看節(jié)目的被動方式，實現(xiàn)了節(jié)目的按需收看。此外，它

3、還可以讓用戶對節(jié)目的播放進程進行控制，如開始、停止、暫停、快進、倒退等。近年來，隨著視頻編碼、高容量存儲、ATM交換技術及高速網(wǎng)絡通訊的發(fā)展，視頻點播技術的商用已不再是遙不可及的事了。 2、視頻點播（VOD）系統(tǒng)的組成視頻點播系統(tǒng)由4部分組成（如圖1所示）：視頻節(jié)目制作中心、VOD服務器、網(wǎng)絡傳輸和用戶終端等。視頻節(jié)目制作中心主要完成視頻節(jié)目的制作和存儲。服務器是溝通用戶與節(jié)目的橋梁：用戶通過網(wǎng)絡和服務器建立連接，服務器把節(jié)目單下傳給用戶終端，用戶從節(jié)目單中選擇自己感興趣的節(jié)目，服務器分析用戶的請求，從存儲器中調(diào)用相應的節(jié)目內(nèi)容，將它以穩(wěn)定的速率下傳給用戶。VOD系統(tǒng)的網(wǎng)絡可分為交換

4、網(wǎng)和接入網(wǎng)兩大部分。目前交換網(wǎng)大多是采用ATM技術的光纖網(wǎng)。ATM是一種信元交換技術，它綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點，可穩(wěn)定流暢地傳輸視頻、聲音、圖像等多媒體信息。接入網(wǎng)是連接用戶和交換網(wǎng)的那一段，可以是RTTC、ADSL、HFC、LAN、WAN等多種方式。用戶終端可以有多種，最常用的就是利用計算機瀏覽器方式或電視機加機頂盒的方式來實現(xiàn)。二、視頻點播系統(tǒng)工作原理結合校園視頻點播系統(tǒng)開發(fā)的特點,比較適合采用瀏覽器/服務器模式,即B/S模式?？蛻舳酥灰苌暇W(wǎng)即可以觀看視頻,系統(tǒng)靈活開放。這樣處理,即可充分發(fā)揮點播系統(tǒng)的優(yōu)越性,又不需要使用者有專業(yè)的知識或者熟悉軟件的使用?；贐/S結構的視頻點播

5、系統(tǒng)的工作原理是當客戶機需要點播節(jié)目時,首先使用瀏覽器訪問Web服務器,由Web服務器返回節(jié)目的URL,然后客戶機啟動流媒體播放器,按照獲得的節(jié)目URL發(fā)起請求,流媒體服務器接受請求并發(fā)送流媒體數(shù)據(jù),最后在客戶機的媒體播放器上進行播放,完成一次視頻點播過程。在整個工作流程中,一般還要完成身份認證、訪問控制等必要步驟。Web服務器通常與數(shù)據(jù)庫服務器協(xié)作,由數(shù)據(jù)庫服務器完成信息存儲、數(shù)據(jù)查詢等工作,降低Web服務器的壓力。三、視頻點播系統(tǒng)結構及設計視頻點播系統(tǒng)由流媒體服務器、Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器三部分組成1.流媒體服務器流媒體服務器是視頻點播系統(tǒng)的核心服務器,其主要功能有:存儲視頻節(jié)目、響應

6、用戶點播請求、提供穩(wěn)定的視頻流、響應用戶在點播過程中的交互、進行內(nèi)容訪問控制。流媒體服務器要求具有強大的并發(fā)處理能力、與網(wǎng)絡和磁盤匹配的I/0吞吐能力。流媒體服務器的技術和性能決定著整個系統(tǒng)的技術先進性和服務性。流媒體服務器要完成的工作包括:圖系統(tǒng)E-R圖(1)當收到網(wǎng)絡通信接口模塊發(fā)來的為客戶服務的消息(包括客戶的地址)后,流媒體服務器從媒體存儲器上讀取相應的節(jié)目發(fā)送到給定的用戶。(2)一旦開始向某一特定客戶發(fā)送數(shù)據(jù),流媒體服務器就直接與客戶交互,當收到暫停和繼續(xù)播放時,完成相應的操作。(3)當收到斷開連接時,必須與給定的用戶斷開,然后關閉此進程,并且將此情況告訴給網(wǎng)絡通信接口模塊。構建流媒

7、體服務器是以在校校園網(wǎng)用戶為服務對象,提供視頻點播服務。由服務器主機、存儲系統(tǒng)和流媒體服務軟件三部分組成。(1)服務器主機。服務器主機性能是衡量一個流媒體服務系統(tǒng)的重要指標,選擇運行穩(wěn)定并擁有足夠的帶寬的服務器主機是流媒體服務系統(tǒng)的關鍵。(2)存儲系統(tǒng)。流媒體服務器中存儲的課件、電影等各種視頻文件數(shù)量很大,所以需要的存儲空間相對較大?？紤]到文件系統(tǒng)本身的開銷和系統(tǒng)容錯,實際的容量需求會更多。大容量的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)是基本的要求,更需要系統(tǒng)具有良好的容錯性能,并具有足夠的穩(wěn)定性,在發(fā)生部分數(shù)據(jù)錯誤時,系統(tǒng)可以在線恢復和重建數(shù)據(jù),而不至于影響系統(tǒng)的正常運行。(3)流媒體服務器軟件選型。流媒體服務器應該

8、與多種媒體播放器兼容,所以必須支持MMS,HTTP,RTSP等多種控制協(xié)議。ReaINetworks公司系列產(chǎn)品是最早的流媒體應用系統(tǒng),也是世界領先和成功的網(wǎng)上流式視音頻解決方案的提供者,提供從制作端、服務器端到客戶端的所有產(chǎn)品。2.Web服務器Web服務器的功能是通過網(wǎng)站的形式為用戶提供一個良好的界面,方便用戶訪問存儲在流媒體服務器上的視頻節(jié)目。結合實際需要,網(wǎng)站設計主要實現(xiàn)以下功能:(1)視頻節(jié)目的上傳與管理。(2)視頻節(jié)目的搜索與流式發(fā)布。(3)用戶注冊與權限管理。(4)視頻節(jié)目和用戶使用情況的查詢和統(tǒng)計。因此,網(wǎng)站功能主要分為以下幾個模塊:會員管理模塊,視頻管理模塊,查詢管理模塊,系統(tǒng)

9、管理模塊。(1)會員管理模塊。該部分功能對用戶的注冊資料進行管理,包含了用戶注冊、用戶登錄、用戶注銷等部分。(2)視頻管理模塊。該部分功能包括:添加視頻:通過該功能,管理員可以把視頻添加到數(shù)據(jù)庫中,說明視頻的類型,播放時間,視頻簡介等;修改視頻:管理員可以更改視頻名稱、視頻類型、視頻等級、主講等;視頻上傳管理:該部分是管理員對上傳的視頻進行管理。(3)查詢管理模塊。該部分功能包括:視頻查詢管理和后臺會員查詢管理。視頻查詢管理:為了使會員快速的找到自己想看的視頻,系統(tǒng)在前臺增加了視頻查詢功能。用戶可以通過“視頻名”、“主講名”進行查詢。(4)系統(tǒng)管理模塊。系統(tǒng)設置的主要功能:網(wǎng)站設置、新注冊用戶

10、的管理和聯(lián)系管理員的方式。還有管理員的添加,資料的修改等。3.數(shù)據(jù)庫服務器數(shù)據(jù)庫服務器的功能是完成Web服務器發(fā)來的數(shù)據(jù)庫操作指令,包括對存儲的節(jié)目信息和用戶信息進行查詢和增刪改等操作,使Web服務器的響應請求和數(shù)據(jù)操作功能分離,減輕壓力,提高性能。要求數(shù)據(jù)庫服務器有良好的性能,并能夠穩(wěn)定可靠地工作。四、視頻點播的特點視頻點播的作為一門新興的綜合性技術，其特點是很明顯的：（1）視頻信息獲取的主動性和可控性長期以來，廣播電視都是單向傳播的，用戶只能被動地收看電視臺播出的節(jié)目。而在VOD系統(tǒng)中，用戶可以根據(jù)自己的需求隨時選擇自己喜愛的節(jié)目。這也是VOD系統(tǒng)最吸引人的地方。此外，它還允許用戶對點播節(jié)

11、目的開始、結束時間和暫停、快進、快退、定格、慢放等進行控制，交互性很強。這是傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)所沒有的。（2）高質量的視頻壓縮  視頻信息數(shù)據(jù)量很大而且實時性要求高，如果不經(jīng)壓縮就直接在網(wǎng)上傳送，其效果是無法忍受的。在VOD系統(tǒng)中，由于采用了MPEG、H.26x等視頻壓縮標準，使系統(tǒng)不僅有較高的數(shù)據(jù)壓縮比，而且還可獲得高質量的畫面還原特性。（3）視頻信息的無損重用傳統(tǒng)的視頻點播是通過錄像帶、VCD盤等信息載體，借助錄像機或VCD機等實現(xiàn)的。存儲在光盤和磁帶上的信息會因反復使用而有磨損，致使觀看效果不佳。而在VOD系統(tǒng)中，視頻信息是經(jīng)數(shù)字化處理后存儲在VOD服務器上的，它不會因反復播放

12、或時間的推移而出現(xiàn)質量下降的問題。（4）視頻信息的并發(fā)使用VOD系統(tǒng)可以讓多個用戶同時點播相同的節(jié)目而互不影響，這樣，一個熱點節(jié)目可以多人同時收看，而且可以各自對節(jié)目的播放進度進行控制。 五、構建基于校園網(wǎng)的視頻點播系統(tǒng)必要性（1）雙向多媒體教學的需要在教學過程中，學生是一個主動的個體，知識是學生主動建構得來的。我們必須改變滿堂灌的說教模式，強調(diào)學生的參與意識，讓師生在一個雙向互動的過程中，共同解決教學難點。視頻點播保留了傳統(tǒng)教育媒體的多媒體特性，它通過視頻、聲音、圖像、動畫、文本等多媒體方式向學生傳送豐富、具體、生動的知識，使抽象化的東西形象化；同時它又克服了傳統(tǒng)教育媒體單向傳播的

13、局限性，它給了學生充分的主動權，學生可自主點播所需的教學內(nèi)容進行探索式、發(fā)現(xiàn)式的學習。這有利于培養(yǎng)學生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、尋求問題解決方案的探索精神和創(chuàng)新能力。（2）教育資源網(wǎng)絡化需要教育資源應具有開放性，從而實現(xiàn)教學資源共享。而傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)，不能讓教師在網(wǎng)絡上共享教學資料，致使當前很多學校都存在著重復制作多媒體課件、重復購買音像資源的問題，造成人力和財力的巨大浪費。構建在計算機網(wǎng)絡基礎上的VOD系統(tǒng)能夠和Internet無縫結合。這樣老師和學生不僅可以點播本校的多媒體資源，還可以訪問其他學校的多媒體教學資源庫，為己所用。在進行視頻點播的同時，還可以隨時對Internet進行訪問，從

14、Internet上獲取所需的教學資源。管理人員也可以收集優(yōu)秀的多媒體課件、教學錄像、實驗錄像等放到VOD的資源庫中，通過VOD系統(tǒng)的網(wǎng)絡性能，方便地實現(xiàn)精品共享與交流。（3）個性化教學的需要雖然由于師資力量等因素的限制，個性化教學還未成為主流教學方式，但通過視頻點播技術，可在同一空間營造出一個個相對個性化的教學環(huán)境：學習者可以不受時間和地理空間的限制，自主選擇適合自己的學習內(nèi)容，并可根據(jù)自身情況調(diào)整學習進度，自主選擇指導老師。這可充分調(diào)動學生的主動性，達到因材施教的目的。 六、構建基于校園網(wǎng)的視頻點播系統(tǒng) 當前，視頻點播技術正日益受到教育界和商界的普遍關注。各廠商對學校視頻

15、點播系統(tǒng)都投以了極高的熱情，紛紛提出了自己的解決方案。但是對于大多數(shù)學校而言，在有限的資源條件下，完全依據(jù)廠商的方案重新構建校園視頻點播系統(tǒng)是不切實際的，“因校制宜”，在現(xiàn)有的軟硬件基礎上進行升級改造才是一種經(jīng)濟實用的選擇。下面我們介紹怎樣構建基于校園網(wǎng)的視頻點播系統(tǒng)，以使學?，F(xiàn)有的硬件資源得到充分利用。1、系統(tǒng)功能定位 我們所要構建的基于校園網(wǎng)視頻點播系統(tǒng)，功能框圖如圖2所示。各教室、實驗室、教研室、行政辦公室、會議室、圖書館、學生寢室等都裝有計算機終端或帶有機頂盒的電視終端，學校領導、教師、學生等都可以通過就近的終端，通過統(tǒng)一的界面，自主點播所需的多媒體信息和多媒體教學資源。這些信息和資源

16、既可以是本校內(nèi)的，也可以是其它學?；騃nternet上的信息和資源。2、系統(tǒng)構建方案（1）結構化布線建立網(wǎng)絡主干采用100M交換、用戶端10M交換到桌面的校園局域網(wǎng)。（2）視頻點播服務器視頻點播服務器是VOD系統(tǒng)的核心，主要負責視頻信息的儲存播放，其工作能力極大地影響視頻點播系統(tǒng)的服務能力。所以選擇視頻服務器時，要充分考慮服務器的并發(fā)輸出能力、存儲容量、資源的共享性、系統(tǒng)結構的開放性、系統(tǒng)的擴充性、穩(wěn)定性、可靠性等因素對整個系統(tǒng)運行的影響。校園視頻點播系統(tǒng)由于其業(yè)務量不是很大，所以我們建議選用基于高檔PC機的視頻服務器。這種類型的服務器是在高性能計算機的基礎上增加支持視頻數(shù)據(jù)訪問的有關硬件，再

17、將系統(tǒng)進行一定的優(yōu)化，從而實現(xiàn)視頻點播功能的。（3）用戶終端VOD系統(tǒng)用戶端設備有兩種：一種是計算機（PC）；另一種是電視機（TV）加機頂盒（STB）。機頂盒通稱Set Top Box，是一種智慧型的數(shù)字式信號轉換器，用戶透過此設備即能夠實現(xiàn)視頻點播、Internet訪問、遠程教學、視頻會議、電子商務等多媒體信息服務。機頂盒通常與電視機配合使用，當用戶進行點播時，將電視機切換至AV模式后，可使用機頂盒的遙控鍵盤對VOD系統(tǒng)所提供的視頻節(jié)目進行點播，操作簡單方便。為了利用學?，F(xiàn)有的硬件資源，我們既使用PC機做點播終端，也在現(xiàn)有的電視終端上配以機頂盒做點播終端。（4）視頻點播軟件我們建議選用基于W

18、eb開發(fā)的視頻點播軟件，以便能和Internet無縫結合。這樣老師和學生在點播校內(nèi)視頻資源的同時，可隨時訪問Internet上豐富的多媒體教學資源。七、用校園視頻點播系統(tǒng)開展多種形式教學利用VOD系統(tǒng)的雙向視頻傳輸特性和網(wǎng)絡特性，我們可以開展多種形式的教學：1、視頻點播教學將各科優(yōu)秀教師的多媒體課件、電視教材、直播課程、現(xiàn)場實驗示范等采編存入VOD系統(tǒng)，教師可在終端機上，通過統(tǒng)一的點播界面，自由點播這些視頻資源進行教學。VOD系統(tǒng)中豐富的多媒體教學資源不僅減輕了教師的備課負擔有利于資源共享，此外，由于VOD系統(tǒng)支持多用戶點播而互不影響，所以不同地點的老師可以同時點播相同教學內(nèi)容來進行教學，并分別對播放進程進行控制。2、自主學習在VOD系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮學生的自主性：學生可以根據(jù)自己的學習情況，在寢室、圖書館、計算機機房甚至家里，自由地選擇多媒體課件、老師講課錄像等進行學習，以增強學習的自主性和主動性；學生還可以點播自己感興趣的內(nèi)容進行補充學習，拓寬知識面；在學習過程中，學生可以按照自己的學習進度，對播放過程進行控制，營造出一個相對個性化的學習環(huán)境，達到最好的學習效果。3、遠程教學和Internet無縫整合在一起的VOD系統(tǒng)可實現(xiàn)跨地域的遠程教學。將優(yōu)秀教師的講課錄像放到VOD服務器上，聽課者可以遠程點播這些錄像，進行在線學習；聽課者也可以