CN101309200A - 多媒体数据播放系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种多媒体数据播放系统，包括：至少一个数据管理装置，用于处理多媒体数据，并将处理后的多媒体数据加载到数据存储装置中；至少一个数据存储装置，用于存储处理后的多媒体数据；至少一个数据传输装置，用于从数据存储装置中获取处理后的多媒体数据，并将处理后的多媒体数据传输至数据播放装置；以及至少一个数据播放装置，用于播放处理后的多媒体数据。通过本发明，为对等网络媒体服务真正走向运营提供了基础。

Description

多媒体数据播放系统

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种多媒体数据播放系统。

背景技术

随着互联网和宽带接入网络的迅速发展，采用对等网络(PeerTo Peer Network，简称P2P)技术已经能够成功地在互联网上规模性地开展视频媒体的下载、直播等业务。这种媒体业务一方面丰富了互联网的内容，吸引了用户上网；另一方面又大量地消耗了网络资源，对电信运营商带来了极为不利的影响。此外，电信运营商为了提高收益，迫切需要在宽带网上开展各种媒体业务的运营。这样就迫切需要建设一种可运营的P2P媒体网络。

但互联网上的P2P媒体业务一般是自助性质的业务，不能保证服务质量，难以展开运营，且现有的P2P网络缺少底层网络知识，所以导致了跨区流量过大、网络传输效率不高的问题。因此，需要改造现有的P2P网络技术，提高业务质量和网络传输效率，为业务运营提供基础。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新的多媒体数据播放系统。

根据本发明的多媒体数据播放系统包括：至少一个数据管理装置，用于处理多媒体数据，以及并将处理后的多媒体数据加载到数据存储装置中；至少一个数据存储装置，用于存储处理后的多媒体数据；至少一个数据传输装置，用于从数据存储装置中获取处理后的多媒体数据，并将处理后的多媒体数据传输至数据播放装置；以及至少一个数据播放装置，用于播放处理后的多媒体数据。

其中，数据管理装置包括：数据分割单元，用于对多媒体数据进行分割，并对分割后的多媒体数据进行封装；数据提取单元，用于从分割后的多媒体数据中提取多媒体元数据，以形成分割后的多媒体数据的描述数据；以及数据加载单元，用于将分割后的多媒体数据和其描述数据加载到数据存储装置中。

其中，数据传输装置包括：第一传输装置，用于从数据存储装置中获取分割后的多媒体数据的描述数据，并将分割后的多媒体数据的描述数据传输至数据播放装置；第二传输装置，用于从数据存储装置中获取分割后的多媒体数据，并将分割后的多媒体数据传输至数据播放装置。

其中，数据播放装置包括：数据选择单元，用于根据分割后的多媒体数据的描述数据，选择将要播放的分割后的多媒体数据；数据播放单元，用于播放所选择的分割后的多媒体数据。

数据传输装置还可以包括：数据定位单元，用于定位数据选择单元选择的分割后的多媒体数据的位置。数据管理装置可以通过手动指令或自动分发方式来控制分割后的多媒体数据在多个数据存储装置中的分布情况。

在多媒体数据是用于点播和下载的多媒体数据的情况下，数据分割单元和数据提取单元由离线转码器实现，且分割后的多媒体数据的描述数据是内容描述数据。在多媒体数据是用于直播的多媒体数据的情况下，数据分割单元和数据提取单元由实时转码器实现，且分割后的多媒体数据的描述数据是频道描述数据。根据本发明的多媒体数据播放系统可以存在于对等网络中。数据存储装置包括位于局端的存储装置和位于用户端的存储装置。

综上所述，本发明可以支持包括媒体点播、直播、和下载多种业务，且能够在不同业务的节点之间共享能力和媒体，从而扩大了P2P共享范围，同时也节省了全网的存储开销和传输开销。另外，本发明可以保证媒体服务的可得性和媒体服务的质量。通过本发明，可以为P2P媒体服务的真正走向运营提供基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的位于对等网络中的多媒体数据播放系统的网络结构图；

图2是根据本发明实施例的分割后的多媒体数据的封装格式示意图；

图3是根据本发明实施例的多媒体定位机制示意图；

图4是根据本发明实施例的多媒体传输机制示意图；以及

图5是根据本发明实施例的多媒体数据播放系统的框图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1，说明根据本发明实施例的位于对等网络中的多媒体数据播放系统的网络结构。如图1所示，该多媒体数据播放系统的网络结构包括：多个内容源系统、及多个分区媒体网络。其中，内容源系统和分区媒体网络通过骨干网相连接。

其中，每个内容源系统包括：一个或多个离线转码器，用于对原始的用于点播和下载的多媒体数据进行分段和分块切割及封装，以形成块化的媒体分段数据，以及用于提取用于点播和下载的多媒体数据的多媒体元数据，以形成内容描述数据；一个或多个实时转码器，用于对原始的用于直播的多媒体数据进行分块标识和再封装，同时提取用于直播的多媒体数据的媒体元数据，以形成直播频道描述数据；以及一个内容管理器，用于对多媒体数据及其描述数据的加载流程进行控制，以使这些数据根据业务管理需求加载到合适的分区媒体网络，并存储于分区的业务网关和局端节点；此外内容管理器还管理各直播频道和媒体分段在各分区媒体网络的分布情况，提供媒体源的查询服务。

其中，每个分区媒体网络主要包括：一个或多个业务网关，用于登记、管理、和存储各种多媒体数据的内容描述数据，以提供节目单服务和内容描述数据传输服务；一个或多个媒体网关，用于登记和管理多媒体数据的存储分布情况，以及提供多媒体数据源的定位服务；一个或多个局端节点，用于提供多媒体数据正本存储和辅助媒体传输服务；以及一个或多个用户节点，用于提供多媒体数据副本存储和主要的媒体传输服务。其中，分区媒体网络中的各部分通过城域网相连接。

P2P媒体网络主要提供点播、下载、和直播三种媒体业务；每一种媒体业务都涉及三个操作流程，即媒体加载、媒体分发、和媒体服务。

其中，如图2所示，经过离线转码器处理的用于下载和点播的多媒体数据首先被切分成固定大小的分段，每个分段形成一个文件。分段包括段头和数据部分，数据部分由固定数量的分块组成。段头包括所属的内容编号、段编号、有效块数、起始时戳等域。分块由块头和数据域组成，数据域由一系列按照时间顺序排列的音视频帧组成。块头包括所属的内容编号、有效帧数、起始时戳、和帧描述项数组等域。每个帧描述项包含帧类型、帧大小、和帧存储指针等字段。直播流经过实时转码器处理形成块序列，其中块封装结构与用于下载和点播的多媒体数据处理成的块一样。

用于点播和下载的多媒体数据经过离线转码器的处理形成由固定大小分块组成的固定大小的段多媒体数据文件。同时从多媒体数据中提取多媒体元数据、视频关键帧索引数据、和分段组成的描述数据，加上人工输入内容管理描述数据，形成多媒体描述文件。然后，在内容管理器的控制下把分段的多媒体数据加载到初始发布区的局端节点上，把多媒体描述文件加载到需要提供多媒体服务的分区媒体网络的业务网关上并发布该媒体可以对所在分区的用户进行服务。分段的多媒体数据加载完成后在初始发布区的媒体网关上进行登记和管理。加载完成后，可以采用手工指令和设置自动分发策略两种方式在各分区之间或之内的局端节点之间分发媒体分段。手工指令和分发策略都是由媒体网关执行，执行的结果是多媒体分段在各分区局端节点的分布情况产生了变化。一个分区媒体分段的分布情况由该分区的媒体网关维护，全网的分布情况由各分区的媒体网关定期上报统计值给相应的内容管理器进行维护。用户节点的在线情况、服务能力、以及所具备的多媒体分段情况都通过一定机制上报分区媒体网关，由媒体网关维护。

多媒体的加载完成后，用户节点即可发起媒体服务请求。首先用户节点从归属分区的业务网关取得多媒体描述数据，然后根据描述数据按分段向媒体网关取得该分段的若干源节点，这些源节点包括局端节点和用户节点，然后用户节点与这些源节点建立连接，进行媒体数据传输，并解码播放。在数据传输过程中，数据尽量利用用户源节点的服务能力，以减轻局端源节点的负荷。局端源节点主要用于解决用户源节点的服务能力波动问题。当用户源节点减少或长期能力不足时，可向媒体网关请求增加和更新源节点。用户节点在播放一个媒体的同时，按一定概率把媒体数据转存于硬盘，作为为其他用户服务的内容源。用户节点需要把本身磁盘内容的变化和播放缓冲区的内容变化情况以段为单位上报给媒体网关。

用于直播的多媒体数据(直播流)经过实时转码器的处理形成带分块标记的媒体流和相应的频道描述文件。然后在内容管理器的控制下把直播媒体流和频道描述文件分别加载到初始发布分区的局端节点和需要提供该频道服务的分区的业务网关。各分区媒体网络可根据一定分发策略手工或自动在局端节点引入和拆除直播源。用户请求直播服务时，从业务网关取得媒体描述数据，然后向媒体网关取得直播源节点，包括局端节点和用户节点；然后用户节点与这些源节点建立连接取得直播数据，并解码播放。同时用户节点上报媒体网关自己具备某个直播频道的内容。媒体网关管理和维护直播源节点的分布数据。

一个用户节点在取得媒体的同时可以对外提供媒体服务，媒体内容包括磁盘存储的媒体内容和内存缓存的媒体内容。进行不同业务的节点之间可相互服务，如一个直播的节点可对外提供点播、直播和下载服务，一个正在进行点播或下载的节点可以对外提供点播和下载服务。

在P2P媒体网络中，多媒体存储的单位为分段，传输单位为分块，点播和下载时按多媒体分段定位源节点，直播时按频道定位源节点。整个网络按照物理区域划分成许多分区，分区内的每个用户节点归属一个媒体网关管理，这个媒体网关称为归属媒体网关。同时，每个多媒体分段或直播频道都归属一个内容管理器管理。用户选择播放一个频道和播放某个多媒体分段时，需要确定为该用户服务的源节点。如图3所示，用户节点先向归属媒体网关请求足够数量的源节点，如果本分区有足够的具备服务能力的源节点，则归属媒体网关返回源节点列表，用户节点向这些源节点发起连接并请求数据；如果本分区没有足够的具备服务能力的源节点，则需要向该媒体分段或直播频道归属的内容管理器请求哪些分区有源节点，即返回分区媒体网关列表，用户节点依次向这些媒体网关请求源节点，直到满足为止。这种媒体网关加内容管理器的两级查询结构既保证了本地源优先，减少跨分区流量，同时也保证了网络的可扩展性。

如图4所示，用户节点得到源节点后，分别与这些源节点建立连接，并向源节点请求数据块。显然，这种传输机制是多源并发的按块传输机制。源节点分成局端源节点、磁盘存储的用户源节点和内存缓存的用户源节点三类。当某个数据块离播放点很近时，需要快速取得，这种数据块称为紧急数据块，需要向局端节点请求，离播放点较远的数据则向用户源节点请求取得。一般来说内存缓存的源节点通常也是在播放相同多媒体内容，如点播时播放相同多媒体分段或直播时播放相同的频道。这种内存缓存的多媒体是不断变化的，用户节点请求数据之前需要先得到对端缓存内容状态的描述，然后才请求数据。由于磁盘存取开销大于内存存取开销，因此，尽量向内存缓存的用户源节点请求更多的数据。

综上所述，根据本发明实施例的多媒体数据播放系统包括(如图5所示)：至少一个数据管理装置(具有内容源系统的处理、加载功能、且具有媒体网关的部分功能)502，用于处理多媒体数据，并将处理后的多媒体数据加载到数据存储装置中；至少一个数据存储装置(具有局端节点、用户节点的存储功能)504，用于存储处理后的多媒体数据；至少一个数据传输装置(具有局端节点、用户节点的存储功能、且具有媒体网关、业务网关的部分功能)506，用于从数据存储装置中获取处理后的多媒体数据，并将处理后的多媒体数据传输至数据播放装置；以及至少一个数据播放装置(具有用户节点的播放功能)508，用于播放处理后的多媒体数据。

其中，数据管理装置502包括：数据分割单元(具有离线转码器或实时转码器的分割功能)5022，用于对多媒体数据进行分割，并对分割后的多媒体数据进行封装；数据提取单元(具有离线转码器或实时转码器的提取功能)5024，用于从分割后的多媒体数据中提取多媒体元数据，以形成分割后的多媒体数据的描述数据；以及数据加载单元(具有内容管理器的加载控制功能)5026，用于将分割后的多媒体数据和其描述数据加载到数据存储装置中。

其中，数据传输装置506包括：第一传输装置(具有业务网关的描述数据的管理、登记功能、且具有用户节点的传输功能)5062，用于从数据存储装置中获取分割后的多媒体数据的描述数据，并将分割后的多媒体数据的描述数据传输至数据播放装置；第二传输装置(具有媒体网关的多媒体数据的登记和管理功能、且具有用户节点的传输功能)5064，用于从数据存储装置中获取分割后的多媒体数据，并将分割后的多媒体数据传输至数据播放装置。

其中，数据播放装置508包括：数据选择单元5082，用于根据分割后的多媒体数据的描述数据，选择将要播放的分割后的多媒体数据；数据播放单元5084，用于播放所选择的分割后的多媒体数据。

数据传输装置还可以包括：数据定位单元(具有媒体网关的部分功能)，用于定位数据选择单元选择的分割后的多媒体数据的位置。数据管理装置(具有媒体网关的部分功能)可以通过手动指令或自动分发方式来控制分割后的多媒体数据在多个数据存储装置中的分布情况。

其中，在多媒体数据是用于点播和下载的多媒体数据的情况下，数据分割单元和数据提取单元由离线转码器实现，且分割后的多媒体数据的描述数据是内容描述数据。在多媒体数据是用于直播的多媒体数据的情况下，数据分割单元和数据提取单元由实时转码器实现，且分割后的多媒体数据的描述数据是频道描述数据。根据本发明的多媒体数据播放系统可以存在于对等网络中。数据存储装置包括位于局端的存储装置和位于用户端的存储装置。

由上可见，本发明可以支持包括媒体点播、直播和下载多种业务，且能够在不同业务的节点之间共享能力和媒体，从而扩大了P2P共享范围，同时也节省了全网的存储开销和传输开销。另外，本发明采用局端节点和用户节点相结合的方式，保证了媒体服务的可得性和媒体服务的质量；采用独立的多媒体源的分布式管理机制，既简化了系统实现，减少查询消息数量，又保证了媒体源的质量，对提高媒体服务质量带来好处；采用分布式的内容源系统，提供了内容多点接入的功能，适应了多内容提供商的情况；并综合了CDN和P2P的技术优势，既保证了CDN的业务可控可管、服务可靠有保证的特点，同时也保持了P2P廉价可扩展性好的特点，为P2P媒体服务的真正走向运营提供了基础。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种多媒体数据播放系统，其特征在于，包括：

至少一个数据管理装置，用于处理多媒体数据，并将所述处理后的多媒体数据加载到数据存储装置中；

至少一个数据存储装置，用于存储所述处理后的多媒体数据；

至少一个数据传输装置，用于从所述数据存储装置中获取所述处理后的多媒体数据，并将所述处理后的多媒体数据传输至数据播放装置；以及

至少一个数据播放装置，用于播放所述处理后的多媒体数据。

2.根据权利要求1所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述数据管理装置包括：

数据分割单元，用于对所述多媒体数据进行分割，并对所述分割后的多媒体数据进行封装；

数据提取单元，用于从所述分割后的多媒体数据中提取多媒体元数据，以形成所述分割后的多媒体数据的描述数据；以及

数据加载单元，用于将所述分割后的多媒体数据和所述分割后的多媒体数据的描述数据加载到所述数据存储装置中。

3.根据权利要求2所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述数据传输装置包括：

第一传输装置，用于从所述数据存储装置中获取所述分割后的多媒体数据的描述数据，并将所述分割后的多媒体数据的描述数据传输至所述数据播放装置；

第二传输装置，用于从所述数据存储装置中获取所述分割后的多媒体数据，并将所述分割后的多媒体数据传输至所述数据播放装置。

4.根据权利要求3所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述数据播放装置包括：

数据选择单元，用于根据所述分割后的多媒体数据的描述数据，选择将要播放的所述分割后的多媒体数据；

数据播放单元，用于播放所选择的所述分割后的多媒体数据。

5.根据权利要求4所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述数据传输装置还包括：

数据定位单元，用于定位所述数据选择单元选择的所述分割后的多媒体数据的位置。

6.根据权利要求5所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述数据管理装置通过手动指令或自动分发方式来控制所述分割后的多媒体数据在多个所述数据存储装置中的分布情况。

7.根据权利要求6所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，在所述多媒体数据是用于点播和下载的多媒体数据的情况下，所述数据分割单元和所述数据提取单元由离线转码器实现。

8.根据权利要求6所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，在所述多媒体数据是用于直播的多媒体数据的情况下，所述数据分割单元和所述数据提取单元由实时转码器实现。

9.根据权利要求6所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，在所述多媒体数据是用于点播和下载的多媒体数据的情况下，所述分割后的多媒体数据的描述数据是内容描述数据。

10.根据权利要求6所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，在所述多媒体数据是用于直播的多媒体数据的情况下，所述分割后的多媒体数据的描述数据是频道描述数据。

11.根据上述权利要求中的任一项所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述多媒体播放系统存在于对等网络中。

12.根据权利要求11所述的多媒体数据播放系统，其特征在于，所述数据存储装置包括位于局端的存储装置和位于用户端的存储装置。

Images