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數字視頻網(wǎng)絡(luò )

時(shí)間:2024-09-10 01:25:02 計算機畢業(yè)論文 我要投稿

數字視頻網(wǎng)絡(luò )

數字視頻網(wǎng)絡(luò )

《西部廣播電視》2000年第10期發(fā)表

近幾年,隨著(zhù)計算機專(zhuān)業(yè)多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展,非線(xiàn)性編輯系統應運而生,并迅速趨于成熟。國內外眾多的廠(chǎng)商提供了各不相同的非線(xiàn)編設備,在廣電領(lǐng)域各放異彩。由于非線(xiàn)編設備具有操作簡(jiǎn)單、功能強大、投資相對減少(與傳統設備比較而言)等顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn),它已成為視音頻編輯設備發(fā)展的方向,大有取代傳統制作設備之勢?v觀(guān)目前眾多的非線(xiàn)編設備,大都已能提供中文界面、無(wú)損壓縮、實(shí)時(shí)三維特技、中文字幕等功能,可以說(shuō),單機非線(xiàn)編設備正逐步走向完善。但是非線(xiàn)編設備也存在一些問(wèn)題,諸如存儲空間有限、某些特技不能實(shí)時(shí)完成等等,所以說(shuō)單機非線(xiàn)編形式并不是非線(xiàn)編技術(shù)的最終發(fā)展結果和最大優(yōu)勢體現,只有將許多單機非線(xiàn)編設備連接成網(wǎng),才能夠最大限度的發(fā)揮系統內存素材的作用,提高系統工作效率。這就是我們在本文中要討論的問(wèn)題------數字視頻網(wǎng)。數字視頻網(wǎng)是指一種實(shí)現視頻傳輸(本地或遠程,實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí))的計算機網(wǎng)絡(luò ),其構成包括其中各個(gè)子網(wǎng)(本地子網(wǎng)和遠程子網(wǎng)),其核心是視頻交換和視頻存儲。

一、網(wǎng)絡(luò )的概念及拓撲結構

網(wǎng)絡(luò )是許多設備的集合,由一個(gè)共同的傳輸媒體來(lái)連接;網(wǎng)絡(luò )是人與人之間溝通的橋梁,是獲取信息的手段,也就是說(shuō)網(wǎng)絡(luò )是信息傳播的通道。網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構通?梢苑譃榭偩(xiàn)型、星型和環(huán)型,關(guān)于這些拓撲結構的具體內容在此就不再詳細說(shuō)明。

二、網(wǎng)絡(luò )的分類(lèi)

計算機網(wǎng)絡(luò )分類(lèi)的依據有幾種。按其信息傳輸范圍可分為廣域網(wǎng)WAN和局域網(wǎng)LAN;按其信息傳輸方向可分為國際互聯(lián)網(wǎng)Internet和企業(yè)內部網(wǎng)Intranet;按其信息傳輸內容可分為文字網(wǎng)和視頻網(wǎng);按其信息傳輸協(xié)議可分為以太網(wǎng)、ATM(異步傳輸)網(wǎng)和FC(光纖通道)網(wǎng)和SSA(串行存儲結構)。下面我們就從傳輸協(xié)議方面對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行詳細討論。

1、以太網(wǎng)(千兆以太網(wǎng))

以太網(wǎng)是開(kāi)發(fā)較早、應用廣泛、技術(shù)成熟的一種局域網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。對基于計算機平臺的控制組來(lái)說(shuō),可以很方便地通過(guò)以太網(wǎng)在PC、蘋(píng)果、SGI等平臺建立聯(lián)接,且其投資比較小。但是,以太網(wǎng)也有其缺點(diǎn),比如說(shuō)它管理電子郵件和共享打印設備的能力極差。另外,以太網(wǎng)的一個(gè)最大缺點(diǎn)是傳輸速率較慢,一般為10Mbps或100Mbps,在這種傳輸速率下,要傳輸2mm的視頻信號(采用2:1壓縮比其數據文件大約為1GB),花費的時(shí)間之長(cháng)恐怕是制作人員所不能忍受的,而這種大小的文件在多媒體非線(xiàn)編制作中是很常見(jiàn)的。所以說(shuō)普通以太網(wǎng)結構只能用于傳輸量較小、對時(shí)間要求不高的場(chǎng)合。所以現在又發(fā)展出了新型以太網(wǎng)---千兆以太網(wǎng)。千兆以太網(wǎng)采用交換技術(shù),每個(gè)端口數據傳輸速度已經(jīng)接近1Gbps,根據實(shí)際的測試,千兆以太網(wǎng)可以達到320Mbps的實(shí)際可用帶寬,這樣就大大提高了傳輸效率,增強了實(shí)際應用性。千兆以太網(wǎng)通過(guò)RSVP(Resource Reservation Protocol,資源預留協(xié)議)來(lái)保證在建立連接后提供穩定的帶寬,以確保視頻數據的穩定傳輸。但RSVP只能“盡可能地”保證帶寬,也就是不一定保證。

2、ATM(異步傳輸)

網(wǎng) ATM最早是為通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )遠距離傳輸音頻和視頻信息而設計的,它側重于恒定帶寬和固定時(shí)延,因此主要用于廣域網(wǎng)上的可用帶寬和同步服務(wù)。后根據其發(fā)展最終擴展為在廣域網(wǎng)上提供高速同步服務(wù)和在局域網(wǎng)上提供視音頻服務(wù)。ATM是為了高效、高速傳輸任何類(lèi)型的信息而設計的新興數據網(wǎng)絡(luò )技術(shù),在數據傳輸方面大大優(yōu)于傳統的以太網(wǎng)技術(shù)。首先,ATM能有效傳輸不同類(lèi)型的信息。與不同類(lèi)型的信息傳輸對應的延遲行為、延遲變化量和損耗特性,根據數據的重要性提供不同優(yōu)先級的服務(wù),服務(wù)質(zhì)量的保證特別有利于進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互式通信,而傳統以太網(wǎng)則不能提供類(lèi)似的優(yōu)先級服務(wù)。其次,ATM既可以傳輸傳統數據,同時(shí)又能傳輸如電話(huà)或電視等時(shí)間敏感型多媒體數據。ATM信元只在有數據要傳輸時(shí)才需要帶寬,加之ATM信元提供時(shí)分復用器那樣的時(shí)間片段來(lái)進(jìn)行連續傳輸,因此ATM在處理實(shí)時(shí)傳輸和突發(fā)性L(fǎng)AN傳輸時(shí)能達到同樣好的性能。另外,ATM的高傳輸率和延展性是傳統以太網(wǎng)無(wú)法比擬的。ATM技術(shù)支持25-622Mbps乃至更高的傳輸率。由低速率升級到高速率非常方便,且不帶破壞性,還可根據需要延展帶寬,實(shí)現局域和廣域之間的無(wú)隙互聯(lián)。ATM通過(guò)QoS(Quality of Service,品質(zhì)服務(wù))來(lái)保證在建立連接后提供穩定的帶寬,以確保視頻數據穩定傳輸,避免網(wǎng)絡(luò )擁塞造成傳輸速度下降或時(shí)間延長(cháng)導致畫(huà)面停滯等現象,這一點(diǎn)要優(yōu)于千兆以太網(wǎng)的RSVP技術(shù)。

3、SSA(串行存儲體系結構)

SSA是一種新的可靠性高、實(shí)用性強、功能強大的串行接口。主要用于將硬盤(pán)機、磁帶機、CD-ROM、驅動(dòng)器、打印機、掃描儀等外圍設備連接到工作站、主機、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器和磁盤(pán)子系統。

SSA接口是由美國國家標準局在X3T10.1基礎上標準化而成的。磁盤(pán)驅動(dòng)器、適配器和帶支持現行操作系統及總線(xiàn)系統(Windows95、98、NT、Novell Netware、Macos AIX、Unix)的系統都適用。

SSA允許用戶(hù)方便的處理巨大容量的數據。其技術(shù)特性包括:環(huán)型體系結構,每環(huán)多達8臺控制器,密集6線(xiàn)電纜;最大帶寬80/160Mbps;雙全工、非仲裁;集成、熱插拔;每環(huán)多達128個(gè)設備,單設備自動(dòng)配置,不需跳線(xiàn)或終接阻抗;備用數據路徑確保無(wú)單點(diǎn)失效。

采用SSA,設備就不同于SCSI那樣要使用單電纜連接,取而代之是一系列設備之間點(diǎn)到點(diǎn)連接。數據不直接送往主機,而是沿設備鏈路前進(jìn),理論上可以包含128個(gè)設備。這種點(diǎn)到點(diǎn)連接的一個(gè)巨大優(yōu)勢是所有外圍設備之間能按要求進(jìn)行數據交換,而不馬上與主機通信。

若在一個(gè)閉合SSA中,萬(wàn)一發(fā)生設備錯誤,通過(guò)SSA控制器即可盡快自動(dòng)配置成兩環(huán)。這可確保繼續運行和剩余設備能被最大限度使用。出現故障的設備可以在運行中替換(熱插拔),一旦所有設備又正常運行,硬件會(huì )自動(dòng)合并,并且系統重新配置成原來(lái)的SSA環(huán)形式。同樣,如果新的設備加入到SSA環(huán)中,配置和合并新硬件是自動(dòng)的。

3、FC(Fiber Channel 光纖通道)網(wǎng)

FC開(kāi)發(fā)于1988年,最早是用來(lái)提高硬盤(pán)協(xié)議的傳輸帶寬,側重于數據的快速、高效、可靠傳輸;后來(lái)FC同樣可以用來(lái)傳輸TCP/IP接口協(xié)議,因此FC就被修改為通過(guò)可擴展標準接口兼容多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議,以最大帶寬實(shí)現傳輸是一種傳輸率高達1G bps的高性能串行接口,它可以利用現有

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