ISMA Idle Signal Multiple Access 空閑信號多址
1.Idle Signal Multiple Access -- 空閑信號多址
MPEG2 TS與ISMA的比較
1. 目的比較
ISMA僅是為了Internet上的流媒體服務(wù)而做的標(biāo)準(zhǔn),因此其目標(biāo)是互聯(lián)網(wǎng)上的低碼率點播節(jié)目和低并發(fā)率。TS則是媒體行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn),其目標(biāo)是基于寬帶的數(shù)字視頻廣播,并且支持多種基本媒體流和多種媒體編碼標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)有十多年實際的大規(guī)模普遍性應(yīng)用,得到全球廣播行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的一致認(rèn)同。而ISMA的歷史相對較晚,且在行業(yè)上的認(rèn)同度較低,也沒有大規(guī)模的部署案例。
2. Streaming Server的兼容性與升級
a) 文件格式的兼容性
在ISMA中,不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)有不同的文件格式,比如MPEG-4和H.264的文件格式都不一樣,因此在文件格式上是沒有任何兼容性的。而TS的存儲則與媒體編碼格式無關(guān),MPEG-2 TS可以將任何格式的內(nèi)容封裝到它里面。在對TS流進行存儲時,只需將其進行分段處理,然后加上Index信息,并與TS流共同存儲即可。因此采用TS流的文件格式具有更好的兼容性,這對IPTV平臺的平滑升級來說,是一個完美的解決方案。
b) 流格式的兼容性
i. ISMA 1.0/1.1與ISMA 2.0
體系架構(gòu)區(qū)別較大,升級困難,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
? ISMA1.0視頻基于MPEG-4 Part2,以SP和ASP為基礎(chǔ),并沒有涉及到H.264, 而ISMA2.0則是基于H.264;
? ISMA2.0不兼容ISMA1.0,即ISMA1.0的servers和Clients不能平滑升級到ISMA2.0系統(tǒng)具體原因表現(xiàn)在:
? 視頻RTP包的封裝模式不兼容:ISMA1.0的視頻RTP打包遵循“RFC3016: RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams”,而ISMA2.0的視頻RTP打包符合“RTP Payload Format for H.264 Video”(目前該RFC沒有正式發(fā)布),加入了一些特有的限制和擴展,如不允許采用交織模式、不允許通過RTP包傳輸視頻序列參數(shù)和幀圖像參數(shù)等;
? SDP消息格式不兼容:由于ISMA1.0和ISMA2.0 視頻RTP打包方式的不一樣,導(dǎo)致SDP的消息承載格式和內(nèi)容也不一樣,如交織模式的定義參數(shù)不能在SDP消息中出現(xiàn),有關(guān)視頻序列參數(shù)和幀圖像參數(shù)通過SDP傳輸、增加了一些特有的域等;
? 文件的存儲方式不一致:ISMA1.0基于MPEG-4 Part14(*.MP4), 而ISMA2.0的文件格式基于MPEG-4 Part15(*.avc1),對ISMA1.0的文件格式進行了擴展,如H.264的參數(shù)存在文件中的AVCDecoderConfiguration等。
ii. H.264
目前H.264專業(yè)級編碼器主要是以TS為主,而支持H.264的ISMA2.0剛出來,還沒有支持。
3. 處理方法和性能
a) 處理方法
ISMA的處理方法是:從編碼端到解碼端的所有環(huán)節(jié),均需建立多個音視頻和其他數(shù)據(jù)流的RTP Session,因此在做Streaming Server的I/O時,需要管理多個輸入輸出,多個Buffer的管理以及它們之間的同步,將極大地增加Streaming Server的處理能力要求,也帶來了較大的算法復(fù)雜性,同時降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可*性。而TS則將多個音視頻和其他數(shù)據(jù)流復(fù)用在一起,僅需建立一個RTP Session,因此在做I/O,Buffer管理和音視頻同步等方面將會簡單和容易得多。
b) 端口需求
在NAT和防火墻上,ISMA需要為音視頻RTP分別分配端口,是TS流的兩倍。
c) 性能
從上面的處理方法可以看出,用ISMA標(biāo)準(zhǔn)需要管理更多的RTP Session,要管理更多的I/O和Buffer,將極大的消耗Streaming Server和STB的CPU性能和內(nèi)存,從而嚴(yán)重地影響系統(tǒng)的性能。根據(jù)Darwin系統(tǒng)及其實驗,我們在一臺高性能機器上,也只能跑較少的Stream并且會有掉線情況發(fā)生。若采用TS流,則會支持幾百個2M以上的Stream并且不會掉線。
d) AV Sync
ISMA的AV Sync是依*RTP中的Time Stamp來實現(xiàn),因此在同步時,需要等到音視頻的RTP都到達(dá)后才能實現(xiàn)AV Sync。而TS流則不存在此問題,因為其時間信息都在一個流中。而且TS的AV Sync只需在編碼和解碼端實現(xiàn),中間的其他環(huán)節(jié),如流服務(wù)器等,不需要參與,可以降低Streaming Server的算法和處理復(fù)雜度。ISMA則相反,不光需要編解碼器,同時需要Streaming Server參與AV Sync的處理,消耗了Streaming Server的資源,增加了算法復(fù)雜度和性能代價,并且降低了系統(tǒng)的可*性和穩(wěn)定性。
e) 解碼端
用ISMA對解碼器的要求也比TS流更高。TS流的主要工作是在解復(fù)用上,即解復(fù)用器需要分析PSI信息,然后根據(jù)PSI信息獲取音視頻的PID,在通過PID濾波,得到視音頻流,輸出到各自的Buffer中。由于TS是固定的188字節(jié)包結(jié)構(gòu),因此PID在包中的位置固定,濾波很容易實現(xiàn)。根據(jù)我們的評估,采用軟件TS流解復(fù)用的方法,在Equator BSP-15平臺上,占用的CPU資源不足5%。而用ISMA時,由于多個RTP Session,因此需要有多個Buffer,并對其管理。所以采用ISMA時使用的Memory和CPU資源也更多。
4. 對直播的支持
a) 頻道切換
若采用ISMA方式,在Live TV做頻道切換,STB需要從系統(tǒng)中重新獲取ISMA的文件頭。因為STB解碼時所需的很多信息在此文件頭中。所以系統(tǒng)還必須還有一整套ISMA的文件頭的生成和管理。同時還會造成解碼頻道切換的延遲。
在Live TV做頻道切換時,STB還需要獲取SDP以便得到解碼所需要的一些具體參數(shù)。再加上傳統(tǒng)的ISMA流中I幀間隔較長,一般多于4秒,從而造成STB的頻道切換時間長,完全不能滿足電信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2秒鐘。
b) 直播參數(shù)的改變
在做Live TV時,如果編碼器的參數(shù)被修改了之后,需要STB與編碼器或Streaming Server重新建立RTSP Session,以獲取新的SDP,然后才能從SDP中得到解碼所需要的一些具體參數(shù)。而在TS流中,所有的解碼參數(shù)均是伴隨著碼流一起下來的,因此不需要建立另外的Session,解碼器反應(yīng)速度會更快。
5. Trickmode和DRM
a) 在ISMA中,沒有一個關(guān)于Trickmode的詳細(xì)的定義,特別是在RTP中。因此各個廠家的Trickmode定義都不一樣,導(dǎo)致沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)也就失去意義。若采用TS流的方式,則我們可以在其extension中詳細(xì)定義Trickmode的相關(guān)信息,可以定義該RTP是Trickmode還是正常播放,以及Trickmode的具體模式等。同時還可以通過擴展,定義丟包重傳機制,保障用戶的服務(wù)質(zhì)量。
b) 在ISMA中,雖然定義了DRM采用AES的加密方法,但其DRM不具有擴展性。表現(xiàn)在:不支持多種DRM方法和加密標(biāo)準(zhǔn),不支持對Key的管理。而TS則剛好解決了這一點,可以在RTP的extension中可以定義Key的管理方法和映射關(guān)系,以及不同的DRM方法和標(biāo)準(zhǔn)。使得系統(tǒng)在DRM方面具有廣泛的兼容性。
6. 內(nèi)容考慮
a) CP的支持
目前,大部分CP都是電視臺、電影公司和廣電公司,他們主要的片源都是采用MPEG-2 TS流封裝格式。因此TS能更好的適應(yīng)CP的主要現(xiàn)狀和需求。
b) 專業(yè)編碼器支持
目前全球的主要專業(yè)編碼器如Tandberg,Harmonic等都支持TS流封裝格式,只有少數(shù)廠家支持ISMA流格式。
7. 芯片支持
目前,所有的MPEG-4和H.264的解碼芯片均支持TS。所以選擇TS可以為STB提供更多的選擇方案,利于降低STB的成本。
8. 家庭網(wǎng)絡(luò)
a) STB要接入家庭網(wǎng)絡(luò),需要支持DLNA。而在DLNA中,MPEG-2及TS是必選標(biāo)準(zhǔn)。
b) 目前家庭網(wǎng)絡(luò)中所有的攝像機和數(shù)碼相機均支持MPEG-2 TS而不支持ISMA。
c) 目前家庭網(wǎng)絡(luò)中所有的DVR,編輯設(shè)備均支持TS,而很少支持ISMA。
9. 傳統(tǒng)數(shù)字電視的支持
a) 目前在廣電領(lǐng)域,DVB全部是采用TS流封裝格式。因此,若采用TS,可以做到與廣電領(lǐng)域完全兼容,特別是在STB上的處理方式可以完全一致,增加了IPTV與DVB的兼容性,這樣更有利于電信與廣電的競爭。
b) 廣電的趨勢是今后支持H.264 (MPEG-4 AVC),并采用TS流封裝格式。因此有利于我們平滑升級到H.264。則可以直接從衛(wèi)星上接受信號并直接進入IPTV系統(tǒng),不用轉(zhuǎn)碼。
c) TS是一個真正的開放性的標(biāo)準(zhǔn),有利于實現(xiàn)真正的“三網(wǎng)合一”。
10. 媒體匯聚和交換
采用TS格式,利于媒體的交換和匯聚。IPTV網(wǎng)絡(luò)的最終目標(biāo)是發(fā)展為內(nèi)容交換網(wǎng)絡(luò)。顯然,媒體文件過大,并不利于內(nèi)容的交換。而TS每個包只有188個字節(jié),格式固定,利于交換。同時,TS是媒體行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn),這樣利于媒體的匯聚,可以支持我們從網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點獲取內(nèi)容,并匯聚成一個完整的內(nèi)容。