关于校园网络下的流媒体技术的应用

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论文摘要：信息技术的飞速发展, 使多媒体通信技术为基础的流媒体技术应用越来越广泛。互联网的迅速发展和高校校园网的建设为流媒体的的应用提供了强大的动力，本文介绍流媒体技术的工作原理和技术特点,探讨流媒体技术在校园网中的广泛应用。

论文关键词：流媒体；网络；协议；应用

引言

随着校园网宽带的不断拓展，网络上的信息不再只是文本、图像或者简单的声音文件, 而可能是视/音频信号组合等形式的文件。为了在网上迅速、流畅地播放这些文件, 需要一种新的文件格式来组织它们, 因此流媒体文件及流媒体技术也就应运而生。流媒体就是应用流技术在网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。

1 流媒体技术原理

1.1 流媒体技术

流媒体技术是指应用流技术在网络上传输的多媒体文件（音频、视频、动画或者其他多媒体文件），把连续的影象声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器后才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用端的电脑上创造一个缓冲区，播放前预先下载一段资料作为缓冲，在网路实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区的资料，避免播放的中断，使得播放品质得以维持。另外，在网上进行流媒体传输，所传输的文件必须制作成适合流媒体传输的流媒体格式文件。因为通常格式存储的多媒体文件容量非常大，若在窄带网络上传输或是遇到网络繁忙，将会造成中断或者网络堵塞。

多媒体业务流由于其数据量大、实时等特点，对网络传输也提出相应的要求。流式传输的实现需要合适的传输协议。由于tcp 需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用http/tcp来传输控制信息，而用rtp/udp 来传输实时声音数据。

实时传输协议rtp（real-time transportprotocol）是用于internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。rtp 被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。rtp 通常使用udp 来传送数据，但rtp 也可以在tcp 或atm等其他协议之上工作。当应用程序开始一个rtp 会话时将使用两个端口：一个给rtp，一个给rtcp.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，它依靠rtcp提供这些服务。通常rtp 算法并不作为一个独立的网络层来实现，而是作为应用程序代码的一部分。实时传输控制协议rtcp（real-timetransport control protocol）和rtp一起提供流量控制和拥塞控制服务。在rtp会话期间，各参与者周期性地传送rtcp包。rtcp包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。rtp 和rtcp 配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。

1.3 流媒体工作方式

在流媒体的应用系统中，编码、存储、传输、共享、网络以及设备等是一个相互联系的系统工程。一个流媒体的系统包括音视频采集和压缩编码、数据存储或播放、客户端接收三部分。压缩编码服务器是流媒体系统的一个重要的组成部分，压缩编码服务器中的压缩文件将采集卡采集到的音视频信号进行压缩编码，存储到文件服务器的数据库中或直接发送给播放服务器发送出去。而播放器是对流媒体服务器输出的音视频流进行解压播放，并能检索出处理过的流媒体特征，用户可以通过播放器对音视频进行交互控制。 "

2 校园网络下流媒体技术的应用

高校校园网建设日趋成熟，随着多媒体技术的不断发展，特别是多媒体传输技术的突破，使网络多媒体教学得以实现。基于校园网的多媒体教室、计算中心、图书馆、办公楼、学生公寓等都成为了流媒体技术的受益方，使得流媒体技术越来越得到了师生的广泛应用。

2.1 视频点播和直播

利用流媒体技术将大量的音频视频资料存储在校园网服务器上,教师可以根据课堂教学的要求,自由的点播教学资料.另外,教师还可以把自己授课用的电子讲稿、视听素材、参考材料等预先上传到网络服务器，讲课时根据课堂教学进程随时点播相关资料，并能实时控制内容的播放状态，使得课堂声情并茂，不但增强了教学的直观性，而且能给学生提供更为丰富多彩的教学信息，提高了课堂教学效率。

同时利用流媒体技术还可以实现校园网上学术活动的实时转播。在学校的教学活动中，经常会聘请专家和知名教授进行学术交流，或做专题报告，由于场地或其他因素的制约，并不是每个人都能亲临现场，可以利用流媒体技术的实时流式传输特性，用一台摄像机放在活动现场，用摄像机拍摄下专家的报告过程，经采集、编码后再实时地上传给流媒体服务器，再由流媒体服务器实时发布到其他教室的终端计算机上，这样，学生就可以在不同的地点通过网络在同一时间聆听和收看现场报告，实现教学资源利用的最大化，感受网络视频直播的优势和魅力。

2.2 交互式教学

随着教育改革的深入发展,自由选择授课教师成为可能,将出现选择名师课程的学生一个教室容纳不下,可以利用流媒体技术来解决.将一台摄像机放在教师授课的教室,摄像机拍摄的教师授课过程实时的传输到流媒体编码机,经过采集卡的采集编码后实时地上传到流媒体服务器,在由流媒体服务器实时发布到其他教室的终端计算机,利用投影仪将教师授课过程实时播放出来。同时在其他教室也安装摄像机，拍摄学生的提问的影像，再经编码计算机上传到流媒体服务器，通过网络传到授课教师的终端计算机上，从而达到教师和学生异地的实时交流。

2.3 远程监控、视频会议

在大学校园内适当的位置布置一些数码摄像机，通过校园网连接到编码计算机的视频采集卡上，由编码计算机采集编码后上传到控制中心，即可监视整个校园，或者直接在摄像机前端安装采集编码模块，编码后信息通过网络传到控制中心，这样不论网络是否畅通，都能保障监控信息不丢失。这样的做法最大限度的保证了校园的安全，节省了人力。同样把大学之间学术交流的会议中心摄像机采集信息，利用教育网充足的网络带宽，实时在各个大学中进行直播，很容易实现视频会议。

2.4 数字多媒体图书馆

现代大学图书馆实现网络上的书目查询、预订和借阅，已经不能满足师生的需求。基于多媒体的视听资料增多，传统的图书馆走向数字化，利用多媒体技术可以实现在网络上教师、学生可以直接查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件，并在网上直接借阅观看。

３结束语

随着流媒体技术应用的更加成熟，以及校园宽带网络的快速发展和普及，可以预计，高效率的网络视听教学必将在以后的教学领域中发挥更重要的作用。