數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)
數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)
《西部廣播電視》2000年第10期發(fā)表近幾年，隨著計(jì)算機(jī)專業(yè)多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，非線性編輯系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速趨于成熟。國內(nèi)外眾多的廠商提供了各不相同的非線編設(shè)備，在廣電領(lǐng)域各放異彩。由于非線編設(shè)備具有操作簡單、功能強(qiáng)大、投資相對減少（與傳統(tǒng)設(shè)備比較而言）等顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為視音頻編輯設(shè)備發(fā)展的方向，大有取代傳統(tǒng)制作設(shè)備之勢�？v觀目前眾多的非線編設(shè)備，大都已能提供中文界面、無損壓縮、實(shí)時(shí)三維特技、中文字幕等功能，可以說，單機(jī)非線編設(shè)備正逐步走向完善。但是非線編設(shè)備也存在一些問題，諸如存儲空間有限、某些特技不能實(shí)時(shí)完成等等，所以說單機(jī)非線編形式并不是非線編技術(shù)的最終發(fā)展結(jié)果和最大優(yōu)勢體現(xiàn)，只有將許多單機(jī)非線編設(shè)備連接成網(wǎng)，才能夠最大限度的發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)存素材的作用，提高系統(tǒng)工作效率。這就是我們在本文中要討論的問題------數(shù)字視頻網(wǎng)。數(shù)字視頻網(wǎng)是指一種實(shí)現(xiàn)視頻傳輸（本地或遠(yuǎn)程，實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)）的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)成包括其中各個(gè)子網(wǎng)（本地子網(wǎng)和遠(yuǎn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)是許多設(shè)備的集合，由一個(gè)共同的傳輸媒體來連接；網(wǎng)絡(luò)是人與人之間溝通的橋梁，是獲取信息的手段，也就是說網(wǎng)絡(luò)是信息傳播的通道。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常可以分為總線型、星型和環(huán)型，關(guān)于這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容在此就不再詳細(xì)說明。
二、網(wǎng)絡(luò)的分類
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類的依據(jù)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(nèi)部網(wǎng)Intranet；按其信息傳輸內(nèi)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(jié)構(gòu)）。下面我們就從傳輸協(xié)議方面對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行詳細(xì)討論。
1、以太網(wǎng)（千兆以太網(wǎng)）
以太網(wǎng)是開發(fā)較早、應(yīng)用廣泛、技術(shù)成熟的一種局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。對基于計(jì)算機(jī)平臺的控制組來說，可以很方便地通過以太網(wǎng)在PC、蘋果、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)，比如說它管理電子郵件和共享打印設(shè)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(shù)據(jù)文件大約為1GB），花費(fèi)的時(shí)間之長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編制作中是很常見的。所以說普通以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)只能用于傳輸量較小、對時(shí)間要求不高的場合。所以現(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸速度已經(jīng)接近1Gbps，根據(jù)實(shí)際的測試，千兆以太網(wǎng)可以達(dá)到320Mbps的實(shí)際可用帶寬，這樣就大大提高了傳輸效率，增強(qiáng)了實(shí)際應(yīng)用性。千兆以太網(wǎng)通過RSVP（Resource Reservation Protocol，資源預(yù)留協(xié)議）來保證在建立連接后提供穩(wěn)定的帶寬，以確保視頻數(shù)據(jù)的穩(wěn)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最早是為通過電話網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離傳輸音頻和視頻信息而設(shè)計(jì)的，它側(cè)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(jù)其發(fā)展最終擴(kuò)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、高速傳輸任何類型的信息而設(shè)計(jì)的新興數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)。首先，ATM能有效傳輸不同類型的信息。與不同類型的信息傳輸對應(yīng)的延遲行為、延遲變化量和損耗特性，根據(jù)數(shù)據(jù)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(tǒng)以太網(wǎng)則不能提供類似的優(yōu)先級服務(wù)。其次，ATM既可以傳輸傳統(tǒng)數(shù)據(jù)，同時(shí)又能傳輸如電話或電視等時(shí)間敏感型多媒體數(shù)據(jù)。ATM信元只在有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)才需要帶寬，加之ATM信元提供時(shí)分復(fù)用器那樣的時(shí)間片段來進(jìn)行連續(xù)傳輸，因此ATM在處理實(shí)時(shí)傳輸和突發(fā)性LAN傳輸時(shí)能達(dá)到同樣好的性能。另外，ATM的高傳輸率和延展性是傳統(tǒng)以太網(wǎng)無法比擬的。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(jù)需要延展帶寬，實(shí)現(xiàn)局域和廣域之間的無隙互聯(lián)。ATM通過QoS（Quality of Service，品質(zhì)服務(wù)）來保證在建立連接后提供穩(wěn)定的帶寬，以確保視頻數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞造成傳輸速度下降或時(shí)間延長導(dǎo)致畫面停滯等現(xiàn)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(jié)構(gòu)）
SSA是一種新的可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、功能強(qiáng)大的串行接口。主要用于將硬盤機(jī)、磁帶機(jī)、CD-ROM、驅(qū)動器、打印機(jī)、掃描儀等外圍設(shè)備連接到工作站、主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和磁盤子系統(tǒng)。
SSA接口是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局在X3T10.1基礎(chǔ)上標(biāo)準(zhǔn)化而成的。磁盤驅(qū)動器、適配器和帶支持現(xiàn)行操作系統(tǒng)及總線系統(tǒng)（Windows95、98、NT、Novell Netware、Macos AIX、Unix）的系統(tǒng)都適用。
SSA允許用戶方便的處理巨大容量的數(shù)據(jù)。其技術(shù)特性包括：環(huán)型體系結(jié)構(gòu)，每環(huán)多達(dá)8臺控制器，密集6線電纜；最大帶寬80/160Mbps；雙全工、非仲裁；集成、熱插拔；每環(huán)多達(dá)128個(gè)設(shè)備，單設(shè)備自動配置，不需跳線或終接阻抗；備用數(shù)據(jù)路徑確保無單點(diǎn)失效。
采用SSA，設(shè)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(shè)備之間點(diǎn)到點(diǎn)連接。數(shù)據(jù)不直接送往主機(jī)，而是沿設(shè)備鏈路前進(jìn)，理論上可以包含128個(gè)設(shè)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(shè)備之間能按要求進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而不馬上與主機(jī)通信。
若在一個(gè)閉合SSA中，萬一發(fā)生設(shè)備錯(cuò)誤，通過SSA控制器即可盡快自動配置成兩環(huán)。這可確保繼續(xù)運(yùn)行和剩余設(shè)備能被最大限度使用。出現(xiàn)故障的設(shè)備可以在運(yùn)行中替換（熱插拔），一旦所有設(shè)備又正常運(yùn)行，硬件會自動合并，并且系統(tǒng)重新配置成原來的SSA環(huán)形式。同樣，如果新的設(shè)備加入到SSA環(huán)中，配置和合并新硬件是自動的。
3、FC（Fiber Channel 光纖通道）網(wǎng)
FC開發(fā)于1988年，最早是用來提高硬盤協(xié)議的傳輸帶寬，側(cè)重于數(shù)據(jù)的快速、高效、可靠傳輸；后來FC同樣可以用來傳輸TCP/IP接口協(xié)議，因此FC就被修改為通過可擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)接口兼容多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以最大帶寬實(shí)現(xiàn)傳輸是一種傳輸率高達(dá)1G bps的高性能串行接口，它可以利用現(xiàn)有
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