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二 流媒體的同步支撐技術(shù)

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三、流媒體的同步技術(shù)
3.1流媒體的系統(tǒng)同步
系統(tǒng)同步是底層同步 。在網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，要考慮不同類型的媒體數(shù)據(jù)段在傳輸變換中的延遲、分組中的時(shí)間次序錯(cuò)位、丟失等情況，同步機(jī)制比較復(fù)雜，本文只通過分析其QoS（Quality of Service）來討論流媒體服務(wù)端的服務(wù)質(zhì)量 。在流媒體應(yīng)用系統(tǒng)中，視頻、音頻流只要滿足一定的QoS（如視頻流平均33ms處理一幀，音頻可以采用44.1KHz的采樣頻率），認(rèn)為是可接受的，因此當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載較大時(shí)，可在QoS答應(yīng)的范圍內(nèi)，通過適當(dāng)降低某些任務(wù)的服務(wù)質(zhì)量來保證系統(tǒng)中所有任務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 。
在流媒體服務(wù)器端，對(duì)于每條媒體流的QoS控制，可以用三個(gè)參數(shù)來描述：S、Q、F，在對(duì)S個(gè)連續(xù)實(shí)例處理過程中，至少要成功完成Q個(gè)，而且連續(xù)失敗的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)不能超過F個(gè)，Q/S為任務(wù)的最小成功率，F(xiàn)為任務(wù)答應(yīng)的最大連續(xù)失敗數(shù)③ 。假如服務(wù)器調(diào)度導(dǎo)致某條流S個(gè)連續(xù)實(shí)例中成功數(shù)少于Q個(gè)，或者失敗的實(shí)例連續(xù)出現(xiàn)超過F個(gè)，認(rèn)為服務(wù)器沒有能滿足該媒體流的服務(wù)質(zhì)量 。服務(wù)的QoS參數(shù)是通過任務(wù)的最小成功率和答應(yīng)的連續(xù)失敗數(shù)來描述 。因此，在服務(wù)端應(yīng)根據(jù)不同媒體對(duì)象的需求特點(diǎn)，分析其所需QoS，決定傳輸策略，選擇相應(yīng)的交換方式，安排不同的傳輸信道，保證在流數(shù)據(jù)在服務(wù)端的傳輸所需的服務(wù)質(zhì)量 。
【二 流媒體的同步支撐技術(shù)】3.2流媒體的媒體間同步
網(wǎng)絡(luò)的帶寬是完成流媒體傳輸?shù)奈镔|(zhì)基礎(chǔ)，在傳輸聲音、圖像、視頻等多媒體信息流時(shí)，即使這些媒體流予以壓縮，所需的帶寬仍然比文字文件大，但并不是有足夠的帶寬就可以完全解決流媒體傳輸問題 。一般而言，所需帶寬的多少是與應(yīng)用密切相關(guān)的，從應(yīng)用角度來看，只要用戶數(shù)不斷增加、信息服務(wù)量不斷增加，帶寬有多少都是不夠的 。同步是媒體流的基本控制方法 。流媒體是時(shí)間屬性的表現(xiàn)，而HTTP協(xié)議不能提供時(shí)間的可靠性，因此產(chǎn)生了RTSP（Real-Time Streaming Protocol）協(xié)議④ 。
RTSP是應(yīng)用層協(xié)議，目的是為流媒體實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)傳送和以點(diǎn)播方式單一傳送提供健壯的協(xié)議 。RTSP利用流技術(shù)把數(shù)據(jù)分成許多包，包的大小由客戶端和服務(wù)端的實(shí)際帶寬決定，當(dāng)客戶端接收到足夠的數(shù)據(jù)包時(shí)，用戶不需下載整個(gè)媒體文件就可以開始播放流媒體 。因?yàn)椴シ牌髟诓シ乓粋€(gè)包的同時(shí)，解壓另一個(gè)包并下載第三個(gè)包 。流媒體數(shù)據(jù)可以是輸入的實(shí)況信息，也可以是存儲(chǔ)的視、音頻片段 。通過RTSP協(xié)議，服務(wù)器端可以跟蹤流媒體傳輸?shù)臅r(shí)間、地址和方式 。RTSP增加了對(duì)流媒體的控制請(qǐng)求，能恢復(fù)來自媒體服務(wù)器的流媒體 。
媒體之間通信的同步有三種基本方法：時(shí)間戳法是、同步標(biāo)記法及多級(jí)復(fù)用法 。RTSP中的同步支持采用了時(shí)間戳法 。時(shí)間戳法是在每個(gè)媒體的數(shù)據(jù)流單元中加進(jìn)統(tǒng)一的時(shí)間戳，或時(shí)間碼，具有相同時(shí)間戳的信息單元將同時(shí)予以表現(xiàn) 。在發(fā)送時(shí)，將各個(gè)媒體都按時(shí)間順序分成單元，在同一個(gè)時(shí)間軸上，給每個(gè)單元都打上一個(gè)時(shí)間戳，處于同一時(shí)標(biāo)的各個(gè)媒體單元具有相同的時(shí)間戳 。在各個(gè)媒體到達(dá)終端后，讓具有相同時(shí)間戳的媒體單元同時(shí)進(jìn)行表現(xiàn)，這樣就得到了媒體之間同步的效果⑤ 。
時(shí)間戳法不需要附加同步信道，有絕對(duì)時(shí)間戳法和相對(duì)時(shí)間戳法兩種，相對(duì)時(shí)間戳同步技術(shù)更為靈活 。所謂相對(duì)時(shí)間戳，是指在多種媒體中選取一種為主媒體，而其它媒體則定為從屬媒體，在主媒體的各個(gè)單元上打上時(shí)間戳，而依照與主媒體的單元在同一時(shí)間上的表現(xiàn)，在從屬媒體相對(duì)應(yīng)的單元上打上相同的時(shí)間戳，從屬媒體各單元上的時(shí)間戳是相對(duì)于主媒體單元的時(shí)間戳而言的 。例如，在圖2中我們可以選擇視頻為主媒體，音頻段1與視頻段1的時(shí)間戳是相同的，音頻段2、音頻段3與視頻段2的時(shí)間戳是相同的，經(jīng)過分組交換，使到達(dá)客戶端的具有相同時(shí)間戳的媒體單元同時(shí)進(jìn)行表現(xiàn)，這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了不同媒體之間的同步 。

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