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中国电信集团北京研究院 杨明川 解冲锋
1. 前言
流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体。所谓流式传输是指流媒体的播放并不要求下载完整个文件，而仅需要将开始部分缓存，然后就可以实现数据流随时传送随时播放。流媒体技术的主要优势在于它减少了用户的等待时间。同时支持类似实况转播的媒体传播方式。
流媒体业务的质量依赖于网络的传输条件、流媒体的传输控制、媒体的编码压缩效率及客户端的解码等几个因素。以传输条件为例，在56K的窄带网络上，传输一个1分钟的中等质量的视频文件至少需要30分钟，这使得实时的传输视频几乎是不可能的。而音频流的传输（如IP电话），尽管对网络吞吐量的要求不高，但是对网络传输延迟的非常敏感。因此，网络传输的容量是制约流媒体发展的关键因素之一。
近年来，随着宽带网络的发展，特别是宽带接入技术的发展，网络传输的瓶颈正在被打破，实时的高质量流媒体传输成为可能。这为流媒体的发展提供了基础。另外，音频和视频编解码技术的进步和网络流媒体协议的标准化也为流媒体的广泛应用起到重要的促进作用。基于流媒体传输的应用得到了越来越多的重视,可以预计，流媒体应用必将成为未来高速网络的主要应用之一。
2. 流媒体应用发展现状
广义的说，基于流媒体传输的应用都可以称为流媒体应用。目前主流的流媒体应用包括视频点播（VOD）、IP TV、视频会议、远程教学、远程医疗等。目前，在Internet上和宽带社区内部网络上开展流媒体业务已经比较流行，主要的形式是VOD和在线电视、远程教学和视频会议也得到了极大的关注。一个广阔的流媒体业务的市场正在形成和壮大。
一个完整的宽带流媒体业务应用需要至少包含三个部分的功能：1）业务提供，即通过功能的整合向用户提供完整的业务，例如远程教学等；2）管理，管理包括对用户的管理，对内容的管理，还包括认证，授权，记账，计费等；3）传输，在承载网上有效的传输流式媒体内容是业务提供的基础。
目前，宽带流媒体业务应用主要基于特定的流媒体应用类型，例如VOD或者远程教学，应用的类型比较单一，规模也较小,尽管这种小型的、范围比较狭窄的宽带流媒体应用也能支持上述的所有功能，但是这种小而全的模式有如下缺点：
功能不完整、性能和扩展性较差。由于支持上述的全部功能的流媒体应用需要的开发和运行成本很高，因此，实际的系统通常会在功能和性能上有所折衷。
系统的规模有限，这里规模包括网络的规模和用户的规模。对于独立的流媒体应用而言，用户资源是独占的，用户需要单独的去发展，同时，用户的范围还受地理等其他因素的限制，因此，用户的规模是有限的。同样，网络的规模也受网络成本等因素的限制，其规模有限。
开发周期长，业务提供较慢。系统的复杂性决定了开发周期长，业务提供慢，特别是新的业务开发和提供能力较弱。
扩展性差，对新的业务类型的增加和业务规模增长的支持不足。
运行和维护的成本高，应用需要独立负责所有的运行和维护。
运营模式单一，不能有效的满足市场的变化。对于需要利益回报的商业运营而言，这一点尤为重要。
3. 宽带流媒体应用支撑环境
为了解决目前的宽带流媒体业务提供在规模和扩展性等方面的问题，一个方法是把管理和传输功能从业务提供的功能中独立出来,这些功能构成对宽带流媒体应用的支撑环境。其次，支撑环境由独立的提供商运营，而应用提供商可以专注于业务提供。通过支撑环境开展宽带流媒体业务有如下的优点：
对应用提供商而言：
应用可以实现完整、强大的管理功能。这些功能由一个独立的支撑环境提供。
应用的开发周期短，应用的开发可以集中于业务提供方面，有利于新应用的开发。
应用的运行和维护成本小。应用仅需要对业务提供部分进行维护，同时通过标准的接口使用支撑环境的功能进行管理。
支持大规模的应用。通过支撑环境提供的流传输能力，支持大规模，大范围的流媒体传输。
丰富的用户资源。由于所有应用的用户共用一个统一的支撑环境，因此，每个应用可以潜在的拥有大量的、大范围的用户。即通过支撑环境不同应用可以共享用户。同时,如果支撑环境由网络运营商运营，则应用潜在的拥有该网络运营商的所有用户资源。
支持多种运营模式，应用提供商可以根据市场要求和业务的特点选择多种运营模式。
对用户而言，统一的支撑环境方便了用户的操作，用户仅需要一点认证就可以访问全部（授权的）应用，用户的交费和内容的检索也方便得多。
对运营商而言，支撑环境可以作为一个增值业务提供给用户，增加了对用户的吸引力。特别是对网络提供商而言，可以在提供网络接入服务的同时，提供增值业务，提升在价值链上的位置。
总之，宽带流媒体应用支撑环境（简称应用支撑环境）满足了宽带流媒体业务提供价值链上的各个部分的要求，使得价值链上的各个环节实现利益的共享和合理的分配。应用支撑环境可以把整个宽带流媒体业务推向一个新的高度。
4. 应用支撑环境的主要框架
从运营的角度，应用支撑环境可作为一个独立的可运营的业务平台，它为宽带流媒体应用提供管理和传输服务，为用户提供统一的访问多个宽带流媒体应用的入口。
从业务提供的角度，应用支撑环境是一个为宽带流媒体业务应用提供支撑的平台，包括管理平台和传输平台。它的功能类似于一个中间件系统，位于底层的承载网络和上层的业务应用之间，通过该平台，宽带流媒体应用可以专注于业务提供，而不必考虑底层的传输细节，也不需要作复杂的管理。宽带流媒体应用可以通过标准的接口定义或者API实现对支撑环境的功能调用。
应用支撑环境从功能上可以分为三个主要的部分：可扩展的宽带流媒体管理平台，分布式宽带流媒体传输平台和应用支撑环境应用开发接口。应用支撑环境的主要框架如下图：
图1 应用支撑环境的体系结构
如图1所示，应用支撑环境主要包括管理平台、传输平台和应用开发接口（API）。宽带流媒体应用系统的支撑服务对象包括宽带流媒体应用、内容（包括内容的生成和存储等）、客户端系统（如媒体播放器）。各个提供商和用户是宽带流媒体业务价值链上的成员，它们和对应的功能模块用虚线连接。各种模块之间的连线表示它们之间的交互接口（接口用短线标明）。
图2 应用支撑环境的功能分解图
应用支撑环境其中，管理平台主要包括用户管理、应用管理、内容管理、计费记账管理、认证/授权管理和测量/监测/统计等功能。而传输平台包括流传输服务、内容分发和内容缓存等。
5. 基于CORBA的应用支撑环境实现
从图1和图2中可看出，应用支撑环境是一个比较复杂的分布式系统。它要求在流媒体业务应用、管理平台、传输平台、客户端系统之间实现复杂的分布式协作，在管理平台和传输平台的内部也存在不同模块之间的分布式协作问题，因此，应用支撑环境在本质上是一个分布式协作计算环境。为了实现不同平台、不同模块之间的协作和无缝集成，宽带流媒体应用支撑需要解决分布式通讯和远程对象控制等问题。
CORBA（公共对象请求代理体系结构）是一个解决分布式计算环境（DCE，Distributed Computing Environment）中不同硬件设备和软件系统的互联，增强网络间软件的互操作性等问题的中间件平台。COBRA标准主要分为3个层次：对象请求代理、公共对象服务和公共设施。最底层是对象请求代理ORB，规定了分布对象的定义（接口）和语言映射，实现对象间的通讯和互操作；在ORB之上定义了很多公共服务，可以提供诸如并发服务、名字服务、事务(交易)服务、安全服务等各种各样的服务；最上层的公共设施则定义了组件框架，提供可直接为业务对象使用的服务，规定业务对象有效协作所需的协定规则。
通过CORBA，应用支撑环境的实现可以集中于各个功能模块及其接口的实现，而通过标准的CORBA开发接口实现模块之间，平台之间的安全可靠的通讯。同时，基于CORBA的支撑环境提供了面向对象的应用开发接口，使得宽带流媒体应用的开发可以面向对象的方式进行，简化了开发宽带流媒体业务应用的工作。
6. 总结
通过把宽带流媒体应用业务系统的管理和流传输功能独立出来构成一个可运营的、可扩展的支撑系统。应用支撑环境实现了具体业务和管理，具体业务和底层流传输的分离。应用支撑环境的提供商可以构建大规模，高性能的支撑环境，并以此开展业务。而宽带流媒体应用可以快速、灵活地构建业务提供应用，利用支撑平台的用户资源，（流传输）网络规模，强大的安全、管理等功能实现业务的迅速有效开展。因此，应用支撑环境可以实现促进宽带流媒体应用业务的开展。并使得宽带流媒体业务价值链上的各方都可以获益。
对于电信运营商而言，利用其丰富的网络和用户资源，构建应用支撑环境具有明显的优势，这样，不仅可以吸引更多的用户，还提高了它在价值链中的地位，可以获得更高的收益。
总之，流媒体应用支撑环境不仅在技术上是可行的，而且具有很大的发展潜力。
摘自 中国电信网
