國外九十年代末興起的VOD服務已廣泛應用於各大星級酒店和高檔住宅小區等，成為其提高服務水準，增加競爭力的必備設施。通過VOD系統，人們足不出戶便可觀賞最流行的影視節目，查詢眾多服務信息，進行網上購物，了解最新財經動態，欣賞高品質多媒體視頻節目……盡享全方位多功能的信息服務。
目前，文本、圖像以及窄帶視音頻信號已經能被數字化，並可通過網絡存儲、傳送和再現；但是，這些傳統手段並不能充分滿足當今社會對高質量、連續多媒體如高保真音頻和電視質量視頻的應用要求，包括對海量數據存儲和連續播放的要求。它們要求大容量存儲設備，要求寬帶網絡環境，最重要的是必須保證實時傳輸。傳統的技術不能滿足嚴格的實時性和大容量要求，其技術瓶頸特別反映在網絡帶寬、文件系統和存儲設備I/O性能這三個方面。
實時高清晰度視頻點播系統就是在這種背景下推出的，它包括客戶、服務器端軟件和機頂盒硬件。系統針對中文用戶和中小規模網絡對寬帶信息服務的需求而設計，系統以Browser/ApplicationServer/DatabaseServer模型構架，采用Internet技術作為信息服務的基礎，通過設計和實現實時數據流協議構成多媒體數據傳輸的控制層，通過支持分布式視頻服務和分布式視頻文件系統來保證系統對不同網絡規模和特定用戶要求的自適應性，因而為連續多媒體數據存儲和實時傳送提供了壹種技術先進、經濟有效的完整解決方案。
實時視頻點播系統工作原理
系統利用先進且日益成熟的Browser/ApplicationServer/DatabaseServer三層應用開發技術及Internet技術實現,可使用普通PC機（或機頂盒）作為操作終端，用戶終端的軟件配置非常簡單：操作系統(Windows95/98中文版)+Web瀏覽器(NetscapeNavigator)+視頻播放器(客戶端標準插件)。
三層應用的開發模式由於其先進的開發技術、優越的可管理性及可維護性以及簡單方便的應用模式而成為目前最流行的開發方式，替代了傳統的Client/Server的兩層應用開發模式。它通過壹種集中處理的模式將應用的客戶端最小化到只需壹個瀏覽器，大大降低了對客戶端的軟硬件需求、降低了維護量、減輕了程序修改與升級的難度。
國內外目前在Internet應用開發及三層應用的開發已經非常普遍，在技術上也已經非常成熟及先進，其中相關的技術包括安全機制、IC卡應用技術及網上交費技術都已比較成熟。在未來的幾年內，這種模式將成為計算機服務信息系統的主流應用模式。
系統的基本工作方式為：
1、通過瀏覽器登錄用戶帳號、選擇服務類型；
2、檢索、訪問各種傳統多媒體資源以及瀏覽視頻節目管理網頁。瀏覽器通過互聯網服務(Web服務器、FTP服務器等)獲得信息並將結果顯示在客戶窗口；
3、當用戶選擇視頻服務時，瀏覽器調用安裝在Web服務器上的視頻節目管理腳本；
4、節目管理腳本調用IIS的數據庫連接對象，將存儲在節目數據庫中的視頻節目列表呈現給用戶；
5、用戶選擇播放視頻節目，Web服務器上的播放腳本將被調用；
6、腳本通過節目服務器選擇壹臺或多臺視頻服務器，並將結果返回給瀏覽器；
7、瀏覽器激活視頻播放器；
8、視頻播放器請求視頻服務器傳輸數據，並在解碼、播放影片的同時調節傳輸速率和響應用戶VCR控制，這些控制操作由播放器與視頻服務器經過協商***同完成；
9、在節目播放完畢或者在節目播放期間，用戶都可以通過與瀏覽器界面和播放器界面的交互，跳轉到其它的網頁。
寬帶視頻服務要求
1、傳統信息服務
系統將Web服務器作為信息管理平臺，選擇Web瀏覽器作為終端用戶的操作界面，因而能夠直接支持Internet中業已存在的各種服務。同時，系統遵循開放的協議、標準設計其服務軟件、管理工具和客戶端插件，實現了在統壹的IP+Web框架中提供寬帶視頻信息服務。基於Web平臺構架整個系統是極其關鍵的，其意義在於：
（1）用戶能夠在熟悉的Web瀏覽器環境中檢索、瀏覽網絡信息和實時點播視頻節目；
（2）能夠充分利用用戶已有的軟硬件技術和資源；
（3）能夠保證系統具有良好的開放性和可擴展性；
（4）具有包容其它Web信息服務應用的能力，也能夠以壹種業務形式嵌入現有信息管理平臺。
2、視頻服務
在多媒體寬帶接入業務中，大多數應用需要實時傳輸視音頻數據，並要求以采樣速率連續回放，因此必須嚴格控制數據傳輸的延時。由於網絡擁塞將導致數據包丟失，而如果沒有適當的措施，丟失包的重傳將使這壹情況更加惡化。同時，多媒體數據流通常具有突發性，僅僅增加帶寬通常無法解決突發問題。此外，對於大部分多媒體應用，接收端有壹個容量有限的緩存區，如果不采取措施平滑數據流，數據很可能會溢出緩沖區或導致緩沖區空閑。
系統采用的多媒體數據流傳輸控制協議(MultimediaTransmitProtocol，MTP)在其設計和實現過程中，參照了目前普遍使用的多種實時控制協議，其基本特征體現在以下方面：
（1）能夠為要求實時特征的交互視音頻內容提供端對端的數據傳輸和流量控制服務；
（2）使用URL表示數據傳輸源地址、目標地址和多媒體數據存儲地址；
（3）有意地被設計為與HTTP具有相似的語法和操作，以便大多數HTTP擴展機制也能適用於MTP；
（4）為視音頻流提供了VCR風格的遠程控制命令，如暫停、前進、倒退和獲取播放位置；
視頻服務器以多媒體數據流傳輸控制服務層作為視頻數據網絡傳輸的基礎，可以將任何符合工業標準的多媒體數據傳輸至用戶終端，由此建立了實時播放的基礎。
視頻服務器對硬件沒有特殊要求。服務器支持IDE或SCSI接口的硬盤，這意味著用戶可以使用廉價的IDE接口硬盤來滿足小規模視頻點播系統的需求。
視頻服務器的重要技術特征還體現在它具有多服務器支持、動態裝卸、數據動態存儲、代理服務的能力，在節目服務器的配合下，系統對網絡規模的支持具有動態可伸縮性，並且能夠充分利用網絡資源、提高數據流並發處理能力和存儲海量視頻節目數據的能力。
例如：若有壹個實時VOD系統設計為允許有500個用戶同時訪問，每個用戶要求1.5Mbps的帶寬，因此需要服務器具有750Mbps的I/O吞吐能力，這個速率使用多磁頭磁盤陣列也無法達到。在這種情況下，系統允許通過在統壹的系統中配置多個視頻服務器。
系統的規模可伸縮性和分布式服務特征可以通過以下兩個方面進壹步體現：
（1）視頻服務器、節目服務器既可單獨安裝、運行，也可與其它服務器，如：Web服務器、數據庫管理系統存在於同壹臺NT服務器中；
（2）服務器管理工具允許系統管理員遠程監視、開啟和關閉網絡中的每臺視頻服務器。
3、節目服務
視頻點播業務的壹大特點是大量用戶可能突發地點播同壹視頻節目，壹種解決方案是將視頻數據制作多個備份，以供不同用戶分別訪問，另壹種解決方案是將視頻數據存儲在多個磁盤的扇區中，由此增強系統同時播放節目的能力。我們充分研究了這兩種技術，形成了與整個系統無縫融合的分布式視頻文件系統。在系統中，壹個視頻服務器可同時服務於多個點播用戶，而多個視頻服務器也可為某個視頻節目相繼傳播數據。
在系統中，不同視頻節目通過唯壹標識的信息來區分。節目信息包括數據類型、節目類型和節目名稱，它們連同實際視頻數據文件存放位置、節目介紹等信息集中存儲在數據庫中，而實際的海量視頻文件數據既可以用分布方式存儲在多個視頻服務器的存儲媒介中，也可以集中存儲在磁盤陣列中被多個視頻服務器***享。節目數據庫不僅記錄視頻節目信息，而且動態維護著視頻服務器名稱、服務器運行狀態、服務器硬件配置等數據。節目服務器具有實時VOD系統的節目播放控制程序，也是視頻節目、視頻服務器管理的中心。
視頻數據傳輸
寬帶信息服務技術的實質在於突破網絡帶寬、存儲設備容量和I/O吞吐量的瓶頸；因此，對於視頻服務來說，存取視頻數據的方式是衡量系統性能優劣的基礎；基於此，人們將視頻點播系統劃分為“文件***享方式”、“下載方式”和“流式”三種系統。
以“文件***享方式”為基礎的視頻點播系統又稱為“最簡單的視頻點播系統，這種系統可以不配備額外的應用軟件，也可設計專門的客戶、服務器應用軟件，以方便用戶選擇和點播節目。這種系統屬於非流式系統，與流式視頻點播系統有本質的區別，因為用戶在進行視頻播放時，實際上是通過操作系統的文件系統來直接訪問服務器上的***享視頻文件的。由於它沒有任何特殊的機制保證視頻數據傳輸的實時性，因此要求網絡有足夠的帶寬、服務器磁盤有充分的I/O速率來保證視頻數據傳輸。同時，由於這種點播系統以文件操作為基礎，因而系統難以實現跨平臺和擴大網絡規模的目標；此外，由於要求服務器***享視頻文件，增加了節目管理的難度、降低了系統的安全性。
真正的視頻服務要求通過服務器把視頻數據發送給客戶端。目前，有兩個通用的傳輸方案可供使用——“下載”和“流”。“下載”的意思是：通過網絡傳輸整個視頻文件，把數據存儲到用戶終端的存儲設備中。由於在全部內容到達用戶端以前，不能播放視頻節目，因此它也屬於非流式系統。“下載”機制能夠較好地滿足壹些低質量和時間短的視頻片段點播應用，但對於要求播放啟動延遲短和視頻質量高的應用，“下載”就不能很好地工作。例如，傳送10分鐘長、要求1.5Mbps網絡帶寬的MPEG-1視頻片段，通過10Base-T以太網連接，啟動延遲時間至少為1.5分鐘，同時要求用戶端大約有110MB的空余存儲空間。在播放更高質量或更長時間的視頻節目時，情況將變得更為嚴重。
系統采用“流式”技術後，壹旦用戶端可利用的數據量足夠大，就自動播放所選擇的節目。播放延時通常在幾秒到20秒之間，通過釋放已經播放的數據，數據流可以重新利用空出的緩存空間，因而解決了“下載”機制帶來的問題。現有的多種視頻傳輸系統，如MicrosoftNetShow、RealPlayer都使用“流式”的技術，但他們主要應用於Internet的窄帶傳輸，而不是用於高質量的寬帶傳輸。
系統不僅支持將上百個高品質視頻節目傳送給網絡客戶，而且能夠動態調整系統中眾多用戶終端和多個服務器的工作狀態，以克服網絡擁擠和存儲設備的I/O瓶頸，以保證客戶端平滑的視頻輸出。
寬帶視頻點播系統特點
系統的技術特點可以歸結為以下幾個方面。
1、開放的網絡支持
系統完全基於IP網技術提供傳統信息服務和視頻服務，因此能夠兼容任何支持TCP/IP協議的網絡操作系統，可以無縫地應用於包括10M/100M以太網絡、IP/ATM網絡及HFC網絡在內的網絡基礎設施，視頻節目數據可經由ATM網絡傳送到遠端，實現遠程視頻點播。
2、高性能數據流服務
視頻服務器采用實時數據流技術將影視節目、教學以及其它視音頻數據傳輸至用戶終端，由此建立了節目順暢播放的基礎，並且能夠滿足無盤工作站和嵌入系統作為視頻點播終端的需要。由於它實現在使用最普遍的WindowsNT(服務器)/Windows95/98(客戶機)體系平臺，因此用戶的投資成本較低，而性能價格比則很高。
3、分布式視頻服務
視頻點播系統支持為系統配置多個視頻服務器和對它們進行動態控制，控制功能包括：瀏覽服務狀態、啟動/關閉服務、登記/註銷服務等等，因此系統不僅能夠充分利用網絡資源、提高數據流並發處理能力和存儲海量視頻數據的能力，而且對各種網絡規模和不同用戶要求具有自然的適應性。
4、分布式視頻文件系統
具有結構開放、功能先進、管理方便、規模可伸縮的特點。
5、視頻節目管理
系統為視頻節目制作了專門的服務和管理工具。它設計提供的節目服務器、節目數據庫、服務管理程序、Web服務器端腳本程序庫，可使節目管理人員方便地查看已有節目、添加新節目和刪除過時的節目，同時簡化節目制作人員的工作，而且讓點播用戶能以最快的速度選擇需要的節目。
6、支持遠程管理
系統通過以下功能支持遠程管理：
（1）支持使用視頻服務管理器和NT系統服務控制器遠程管理網絡中的多個視頻服務器；
（2）允許管理員在任壹臺機器上設置節目服務器地址和查詢服務器運行狀態；
（3）支持操作員在任壹臺視頻服務器中管理視頻節目。
7、標準用戶操作界面
用戶界面使用標準Web瀏覽器。意味著節目提供商可充分利用Web技術為用戶制作內容豐富、界面友好、簡潔漂亮的視頻節目管理頁面。梁景輝 周旭··信息與電腦