基于智能網絡的流媒體教學培訓系統

劉焱青

烽火通信科技股份有限公司 湖北武漢 430205

隨著計算機網絡技術和音視頻技術的不斷發展，流媒體教學方式已經在現代化教育方面有了廣泛的應用。其中，基于流媒體的在線視頻點播直播是自助教育培訓系統的主要系統基礎。然而，這種系統通常具有諸如服務模式和單個服務時間之類的缺點，例如，典型的在線培訓系統需要使用辦公室網絡中的PC登錄服務器，只能通過專業性的局域或者內部網絡連接，才能在計算機上瀏覽。

1 系統概述

在該系統中，解決了以下三個主要問題：（1）解決多用戶并發資源對流媒體服務器有限資源的依賴性；（2）通過手機除PC外通過3G，802.11無線網絡提供對媒體服務的訪問。無縫切換方法；（3）動態部署服務環境。我們可以在各種情況下提供服務。其中，基于P2P的多個子網終端之間的數據共享技術可以很好地平衡服務器壓力，從而使每個終端都能獲得良好的體驗。中央媒體服務器和每個子網邊緣服務器的全面部署配置可確保快速響應并確保每個子網下設備的體驗。P2P技術與基于高速傳輸的VOD服務器部署相結合，可以有效地處理實時/點播流的帶寬壓力，并處理資源壓力。每個用戶都有一個唯一的ID。無論用于登錄服務器的設備如何，如果用戶再次斷開連接或在其他地方使用其他設備，用戶和設備管理服務器將跟蹤用戶觀看視頻的進度記錄用戶狀態和事件，例如記錄等。通過登錄，中央服務器可以基于記錄的用戶狀態信息向用戶提供無縫恢復瀏覽服務。教學中心，公寓中心，教師家庭中心和課外活動等游樂場可以使用無線802.11b/g/n技術建立無線AP，包括根據地理位置，布線等進行適當訪問。你可以建立積分。接入點提供高達300-600M的服務帶寬，或使用移動3G服務通過運營商的系統實現高速移動服務。這使系統能夠在各種環境中提供服務[1]。

2 智能路由

網絡拓撲結構是樹形網絡圖，每個設備層都可以隨著負載的變化而動態增加。一般而言，學校中的用戶數量在一段時間內相對固定，因此設備的總投資一般不會改變，直到總數發生變化。但是，學校各個地點的用戶分布根據一天中的時間而變化。例如，由于假期而導致多住區用戶數量的增加減少了相應教育區域內的用戶數量，所以，每一個局域的內部自助網絡通過視頻服務設備為使用者提高動態的局域網絡服務是非常重要的。這項功能是建立在兩個系統中間實現的，分別為設備用戶管理系統和媒體服務系統。[2]設備用戶管理系統能將用戶的狀態實時更新保存。例如，用戶的操作區域、服務方向性。媒體服務系統是將其狀態和載荷保存在服務器內。當發生服務器負載過載警報時，媒體服務器負責向用戶發出處理通知，媒體服務器能將其動態傳輸到相關的流媒體服務設備中。

3 P2P的數據共享技術

依靠服務器資源無法滿足長期服務的提供。特別是，團體實時流媒體行為在教育和培訓中經常發生，如團體培訓和考試，但目前，基于普通C/S模式的直播系統擁有大量用戶，因此服務器時刻負擔將增加。在大多數情況下，服務器崩潰了。然而，由于這些事件的偶然性，完全依賴于改善服務器性能和配置并不是解決該問題的經濟方案?；赑2P的流技術有兩個優點。它具有成本效益且易于部署，因為它不需要支持Internet路由器和網絡基礎設施。由于作為客戶端的流媒體用戶也可以在播放媒體流時將媒體流上傳到其他用戶，因此該方法增加了用戶組的大小，并允許更多資源和更多請求可以直接被轉達。在直播服務中，用戶以節目列表作為依據選擇適合自己觀看的節目，但是交互性非常差；例如，快進功能、快退功能和選擇性的觀看。P2P技術直播服務的性能是具備安全性的。

相對于現場直播形式，在流媒體點播形式的服務過程中，用戶能根據列表任意選擇觀看節目。目前，P2P點播方法主要是在傳輸協議基礎上發展起來的，更適合于編碼和數字版的相關技術[3]。

4 智能碼流控制

信息發送方的碼流控制的目的是雙重的。一種是在開始發送視頻信息之前發送檢測序列以確定傳輸鏈路的當前網絡帶寬環境。帶寬的波動防止了數據傳輸量超過網絡的負載容量，即數據傳輸量等于網絡的負載容量，并避免了網絡擁塞和數據丟失等問題。輸出率控制策略的流程如下。每當流媒體發送器獲得RTCP反饋消息時，消息中的數據分組丟失率作為決策者的輸入值被發送給決策者，并且根據特定的決策算法來決定傳輸量。給定后續碼流的輸出碼率，碼流響應器將相應的預壓縮碼流文件發送給接收器。在線教育中，除了視頻流之外，還有教育信息的數據流。數據流具有較低的帶寬要求并且通常更容易滿足；教學視頻的質量在某種程度上比清晰度更穩定。即使以高編碼率發送圖像，如果高端編碼率區域的變化大，則分組丟失率P loss也可能增加。

5 結語

現代化教學課件和視頻是通過智能型碼流相關協調技術壓縮的流媒體視頻文件，在借助RTP和RTCP技術協議檢測計算機傳輸容量，以及具有各種帶寬和可變傳輸功能的網絡它將被實現。發送有關環境的異步教育信息，能為更廣泛地實現在線教育和在線多媒體信息提供了技術支持、解決方案。該解決方案在當今的網絡環境中具有應用需求，并且即使在未來帶寬增加之后面對增加的網絡用戶，預期也是一個很好的應用。