数字视频网络

时间：2023-03-18 20:29:09 计算机毕业论文我要投稿

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数字视频网络

《西部广播电视》2000年第10期发表

近几年，随着计算机专业多媒体技术的迅速发展，非线性编辑系统应运而生，并迅速趋于成熟。国内外众多的厂商提供了各不相同的非线编设备，在广电领域各放异彩。由于非线编设备具有操作简单、功能强大、投资相对减少（与传统设备比较而言）等显著的优点，它已成为视音频编辑设备发展的方向，大有取代传统制作设备之势。纵观目前众多的非线编设备，大都已能提供中文界面、无损压缩、实时三维特技、中文字幕等功能，可以说，单机非线编设备正逐步走向完善。但是非线编设备也存在一些问题，诸如存储空间有限、某些特技不能实时完成等等，所以说单机非线编形式并不是非线编技术的最终发展结果和最大优势体现，只有将许多单机非线编设备连接成网，才能够最大限度的发挥系统内存素材的作用，提高系统工作效率。这就是我们在本文中要讨论的问题------数字视频网。数字视频网是指一种实现视频传输（本地或远程，实时或非实时）的计算机网络，其构成包括其中各个子网（本地子网和远程子网），其核心是视频交换和视频存储。

一、网络的概念及拓扑结构

网络是许多设备的集合，由一个共同的传输媒体来连接；网络是人与人之间沟通的桥梁，是获取信息的手段，也就是说网络是信息传播的通道。网络的拓扑结构通常可以分为总线型、星型和环型，关于这些拓扑结构的具体内容在此就不再详细说明。

二、网络的分类

计算机网络分类的依据有几种。按其信息传输范围可分为广域网WAN和局域网LAN；按其信息传输方向可分为国际互联网Internet和企业内部网Intranet；按其信息传输内容可分为文字网和视频网；按其信息传输协议可分为以太网、ATM（异步传输）网和FC（光纤通道）网和SSA（串行存储结构）。下面我们就从传输协议方面对网络进行详细讨论。

1、以太网（千兆以太网）

以太网是开发较早、应用广泛、技术成熟的一种局域网络技术。对基于计算机平台的控制组来说，可以很方便地通过以太网在PC、苹果、SGI等平台建立联接，且其投资比较小。但是，以太网也有其缺点，比如说它管理电子邮件和共享打印设备的能力极差。另外，以太网的一个最大缺点是传输速率较慢，一般为10Mbps或100Mbps,在这种传输速率下，要传输2mm的视频信号（采用2：1压缩比其数据文件大约为1GB），花费的时间之长恐怕是制作人员所不能忍受的，而这种大小的文件在多媒体非线编制作中是很常见的。所以说普通以太网结构只能用于传输量较小、对时间要求不高的场合。所以现在又发展出了新型以太网---千兆以太网。千兆以太网采用交换技术，每个端口数据传输速度已经接近1Gbps，根据实际的测试，千兆以太网可以达到320Mbps的实际可用带宽，这样就大大提高了传输效率，增强了实际应用性。千兆以太网通过RSVP（Resource Reservation Protocol，资源预留协议）来保证在建立连接后提供稳定的带宽，以确保视频数据的稳定传输。但RSVP只能“尽可能地”保证带宽，也就是不一定保证。

2、ATM（异步传输）

网 ATM最早是为通过电话网络远距离传输音频和视频信息而设计的，它侧重于恒定带宽和固定时延，因此主要用于广域网上的可用带宽和同步服务。后根据其发展最终扩展为在广域网上提供高速同步服务和在局域网上提供视音频服务。ATM是为了高效、高速传输任何类型的信息而设计的新兴数据网络技术，在数据传输方面大大优于传统的以太网技术。首先，ATM能有效传输不同类型的信息。与不同类型的信息传输对应的延迟行为、延迟变化量和损耗特性，根据数据的重要性提供不同优先级的服务，服务质量的保证特别有利于进行实时的交互式通信，而传统以太网则不能提供类似的优先级服务。其次，ATM既可以传输传统数据，同时又能传输如电话或电视等时间敏感型多媒体数据。ATM信元只在有数据要传输时才需要带宽，加之ATM信元提供时分复用器那样的时间片段来进行连续传输，因此ATM在处理实时传输和突发性LAN传输时能达到同样好的性能。另外，ATM的高传输率和延展性是传统以太网无法比拟的。ATM技术支持25-622Mbps乃至更高的传输率。由低速率升级到高速率非常方便，且不带破坏性，还可根据需要延展带宽，实现局域和广域之间的无隙互联。ATM通过QoS（Quality of Service，品质服务）来保证在建立连接后提供稳定的带宽，以确保视频数据稳定传输，避免网络拥塞造成传输速度下降或时间延长导致画面停滞等现象，这一点要优于千兆以太网的RSVP技术。

3、SSA（串行存储体系结构）

SSA是一种新的可靠性高、实用性强、功能强大的串行接口。主要用于将硬盘机、磁带机、CD-ROM、驱动器、打印机、扫描仪等外围设备连接到工作站、主机、网络服务器和磁盘子系统。

SSA接口是由美国国家标准局在X3T10.1基础上标准化而成的。磁盘驱动器、适配器和带支持现行操作系统及总线系统（Windows95、98、NT、Novell Netware、Macos AIX、Unix）的系统都适用。

SSA允许用户方便的处理巨大容量的数据。其技术特性包括：环型体系结构，每环多达8台控制器，密集6线电缆；最大带宽80/160Mbps；双全工、非仲裁；集成、热插拔；每环多达128个设备，单设备自动配置，不需跳线或终接阻抗；备用数据路径确保无单点失效。

采用SSA，设备就不同于SCSI那样要使用单电缆连接，取而代之是一系列设备之间点到点连接。数据不直接送往主机，而是沿设备链路前进，理论上可以包含128个设备。这种点到点连接的一个巨大优势是所有外围设备之间能按要求进行数据交换，而不马上与主机通信。

若在一个闭合SSA中，万一发生设备错误，通过SSA控制器即可尽快自动配置成两环。这可确保继续运行和剩余设备能被最大限度使用。出现故障的设备可以在运行中替换（热插拔），一旦所有设备又正常运行，硬件会自动合并，并且系统重新配置成原来的SSA环形式。同样，如果新的设备加入到SSA环中，配置和合并新硬件是自动的。

3、FC（Fiber Channel 光纤通道）网

FC开发于1988年，最早是用来提高硬盘协议的传输带宽，侧重于数据的快速、高效、可靠传输；后来FC同样可以用来传输TCP/IP接口协议，因此FC就被修改为通过可扩展标准接口兼容多种网络协议，以最大带宽实现传输是一种传输率高达1G bps的高性能串行接口，它可以利用现有

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