浅谈流媒体技术在无线网络中的应用

摘要　无线技术的发展使得流媒体技术可以被应用到无线终端上，本文介绍了流媒体技术在无线网络中的应用，并对移动流媒体技术RTP/RTCP、RTSP、RSVP及视音频编码格式作了详细的分析。

关键词　流媒体　无线网络　3G

1、移动流媒体业务概述

　　流媒体即媒体内容通过数据网络传送到客户端的同时，在客户端播放的一种机制。流媒体技术首先出现在固定网络通信中，在网络上传送音视频等多媒体信息的方法主要采用下载和流式两种传送方式。对于下载方式而言，由于大文件往往需要大量的存储容量，同时受到网络带宽的限制，下载常常会花数分钟甚至数小时，延迟很大。对于流式传输而言，声音、影像或动画等文件边下载边播放，当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分在后台从服务器内继续下载，不仅使启动延时呈十倍、百倍地缩短，而且也不需要太大的缓存容量，避免了用户必须等待整个文件全部从网上下载后才能观看的缺点。

　　在移动网络，流媒体业务主要面向GPRS/EDGE、UMTS等提供较高带宽(100kbit/s以上)的无线分组网络，可根据流媒体源的不同分为视频业务和音频业务。目前，基于固定网络的VOD、AOD业务，已经受到了用户的广泛欢迎。在无线网络，空中接口带宽的增加为流媒体业务的开展提供了良好的基础，结合无线系统不受时间、地点限制的特点，使得移动流媒体业务更具吸引力。

2、移动流媒体业务框架

　　移动流媒体系统网络总体架构与固定网络流媒体结构大致相同，都由流媒体服务器、客户端及相应的后台管理系统、内容缓存设备组成。如下图所示为移动流媒体业务框架图。

图1　移动流媒体业务框架图

　　完整的流媒体业务由流媒体服务器、流媒体客户端、门户(Portal)、用户管理系统、缓存服务器构成。对于移动流媒体系统，流媒体服务器通过Gi接口与无线核心网GGSN相连。

　　门户是为提供更便利的流媒体内容访问能力的服务器。例如，门户可能会提供内容浏览器和搜索工具。最简单的情况下，它只包含一个Web/WAP页。流媒体内容存储于内容服务器上，而流媒体内容链接列表可位于网络中的任何位置。同时，通过门户，内容提供商(CP)向流媒体服务器和流媒体缓存发布内容，门户提供对CP的认证和内容发布的接口。

　　管理系统用于存储用户参数和设备功能信息，用于控制如何向移动用户提供流媒体内容。

　　客户端发起流媒体业务，连接到其选择的服务器，流媒体服务器也可以发送实时的内容。会话发起时，流媒体服务器与管理系统协商，并根据终端能力传送流媒体信息。

3、关键技术分析

　　3.1　流媒体传送协议

　　(1)RTP/RTCP协议

　　RTP(Real-time Transport Protocol)是在Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议，工作于一对一或一对多的传输情况，可提供时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP未传送数据，也可在TCP或ATM协议之上工作。当应用程序开始一个RTP会话时，会使用到两个端口，一个作为RTP端口，一个作为RTCP端口。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，而是依靠RTCP提供这些服务。

　　RTCP(Real-time Transport Control Protocol)与RTP共同提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间，参与者周期性地传送RTCP包，这些包中含有已发送数据包的数量、丢失数据包的数量等统计数据，服务器可根据这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP与RTCP的配合使用可有效地进行反馈，从而减小开销，提高传输效率，非常适合传送网上的实时数据。

　　(2)实时流协议RTSP(Real-time Streaming Protocol)

　　RTSP是由RealNetworks、Netscape共同提出的一种协议，它定义了如何使一对多应用程序有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP是在服务器端与客户端建立和控制音视频流的协议，它在服务器端和客户端扮演“远程遥控器”的角色，客户端可以对服务器上的音视频流作播放、暂停、快进、定位、录制等操作。RTSP是一个应用层协议，它必须以底层的RTP、RSVP等协议为依托，才能够在Internet上提供完整的流媒体传输服务。在数据选择传送通路和传送机制上都遵循底层的RTP或TCP协议。它能够为单点传送和多点传送流式多媒体提供很高的播放性能，同时也能够兼容不同厂商的发送端和接收端的应用程序。