基于实时传输协议的网络电视直播方法及系统

摘要

本发明公开一种基于实时传输协议的网络电视直播方法，包括：编码步骤，将电视播控平台接收到的视频源数据打包成RTP/RTCP/RTSP协议格式的数据报文，并在每个打包后的数据报文内插入一个携带有精准播放时间的附加字段后，按照预设的发送时间将插入了所述附加字段的数据报文发送到播送系统，所述预设的发送时间为至少提前其携带的精准播放时间一个预设安全时间；播送步骤，播送系统通过分发系统将所述数据报文发送到网络播放终端；网络播放步骤，网络播放终端接收到数据报文之后，按照其附加字段携带的精准播放时间播放该数据报文的节目内容。本发明还公开了相应的基于实时传输协议的网络电视直播系统。本发明可有效解决网络电视直播过程中的播放延迟问题。

说明书

技术领域

本发明涉及流媒体技术，尤其涉及一种基于实时传输协议的网络电视直 播方法及系统。

背景技术

随着互联网的普及，电视技术、多媒体技术的发展，利用网络传输声音 与视频信号的需求也越来越大。广播、电视等媒体，也都希望通过互联网来 发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都比较庞大， 在网络带宽有限的情况下，往往花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频 文件的传输。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局 面得到改善。

流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服 务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己 的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的计算机上创 建一个缓冲区，在播放前预先下一段数据作为缓冲，在网路实际连线速度小 于播放所耗的速度时，播放程序就会取用一段缓冲区内的数据，避免播放的 中断，也使得播放品质得以保证。

采用流媒体技术，可实现流式传输，将声音、影像或动画由服务器向用 户计算机进行连续、不间断传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而 只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音视频等在用户的机 器上播放时，文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。

目前，支持流媒体传输的协议主要有实时传输协议(Real-time Transport  Protocol，RTP)、实时传输控制协议(Real-time Transport Control Protocol， RTCP)和实时流协议(Real-Time Streaming Protocol，RTSP)等。

RTP是一个网络传输协议，被定义为传输音频、视频、模拟数据等实时 数据的传输协议，与传统的注重的高可靠的数据传输的运输层协议相比，它 更加侧重的数据传输的实时性，此协议提供的服务包括数据顺序号、时间标 记、传输控制等。

RTCP负责管理传输质量在当前应用进程之间交换控制信息。在RTP会 话期间，各参与者周期性地传送RTCP包，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，能以有效的 反馈和最小的开销使传输效率最佳化，故特别适合传送网上的实时数据。

RTSP是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了一对多 应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于 RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相 比，HTTP传送HTML，而RTP传送的是多媒体数据。HTTP请求由客户机 发出，服务器作出响应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求， 即RTSP可以是双向的。

另一种内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)是近年迅速发 展起来的一种解决互联网性能不佳问题的有效手段。其基本思路是尽可能避 开互联网上有可能影响数据传输速度和稳定性的瓶颈和环节，使内容传输的 更快、更稳定。通过在网络各处放置节点服务器所构成的在现有的互联网基 础之上的一层智能虚拟网络，CDN系统设计目标是根据网络流量和各节点 的连接、负载状况以及到用户的距离和响应时间等综合信息将用户的请求重 新导向离用户最近的服务节点上。其目的是使用户可就近取得所需内容，解 决Internet网络拥挤的状况，提高用户访问网站的响应速度。

另外，“点对点”(Point to Point)技术也得到较为广泛的应用，它又称 为P2P，是一种网络传输技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，在下 载的同时，电脑本地上传已经下载的内容。这种下载方式将数据分布在多个 客户终端上，减少了中央服务器的压力，其特点是人越多速度越快。

虽然在P2P网络中，服务器不再是数据的唯一中心，但其仍然协调着整 个网络的工作，服务器的瘫痪将导致整个网络的瘫痪，这将极大地威胁网络 安全。除此之外，P2P不能实现媒体数据的实时传输，解决不了媒体数据的 实时传输问题。

上述各种网络传输技术和协议在现有的电视节目直播中获得广泛应用， 在现有技术的电视直播过程中，首先将直播演播室中产生的视频源传送到电 视播控平台进行节目审核，然后由电视播控平台把视频节目传送到播送系 统，播送系统可以通过两种方式传送节目：一种是以无线方式，把节目传送 到转播台，由转播台往各个电视播放终端的接收单元传送节目；第二种是通 过互联网，把节目传送到分发系统，由分发系统往各个网络播放终端的接收 单元传送节目。最后，播放终端的接收机接收数据，并在播放终端上呈现画 面和声音。

上述第二种方式即网络电视直播。在网络电视直播过程中，视频源首先 进入电视播控平台，再传送到编码系统中进行编码，并打入台标、时间标， 其中，时间标的时间来自于国家授时中心。经过编码后的数据包由播送系统、 分发系统发送到网络播放终端。

然而，在网络传输的过程中，由于网络抖动、线路故障等其他原因，导 致数据传输延迟，造成电视节目在网络播放终端播放的时间与标准时间(标 准时间为格林尼治时间)相比会出现一定程度的延迟，即网络电视直播产生 的播放延迟问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于实时传输协议的网络电视 直播方法，该方法可有效解决网络电视直播过程中的播放延迟问题。

本发明进一步所要解决的技术问题是：提供一种基于实时传输协议的网 络电视直播系统，该系统可有效解决网络电视直播过程中的播放延迟问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于实时传输协议的网络电视直播方法，包括：

编码步骤，将电视播控平台接收到的视频源数据打包成RTP/RTCP/RTSP 协议格式的数据报文，并在每个打包后的数据报文内插入一个携带有精准播 放时间的附加字段后，按照预设的发送时间将插入了所述附加字段的数据报 文发送到播送系统，所述预设的发送时间为至少提前其携带的精准播放时间 一个预设安全时间；

播送步骤，播送系统通过互联网分发系统将所述数据报文发送到网络播 放终端；

网络播放步骤，网络播放终端接收到所述数据报文之后，按照其附加字 段携带的精准播放时间播放该数据报文的节目内容。

优选地，所述网络播放步骤之前还包括有：

时间校准步骤，通过时间服务器对网络播放终端的时间设置进行校准。

优选地，所述携带有精准播放时间的附加字段插入在报文头之前、或者 报文头和报文数据之间。

优选地，所述预设安全时间为数据报文的网络传输时间与所述网络播放 终端预设的缓冲时间的相加后的平均值，或者，设置为500毫秒-15秒。

优选地，所述时间为标准格林尼治时间。

相应地，本发明还公开了一种基于实时传输协议的网络电视直播系统， 用于将电视播控平台接收到的视频源经过播送系统、分发系统传输到网络播 放终端播放，所述电视播控平台包括有视频源接收单元和编码系统，所述编 码系统具体包括有：

协议格式转换单元，用于将电视播控平台接收到的视频源数据打包成 RTP/RTCP/RTSP协议格式的数据报文；

附加字段插入单元，在每个打包后的数据报文内插入一个携带有精准播 放时间的附加字段；

发送时间设置单元，用于设置每个数据报文的发送时间，所述发送时间 为至少提前其携带的精准播放时间一个预设安全时间；

所述电视播控平台还包括有：

数据报文发送单元，用于按照所述发送时间设置单元设置的发送时间发 送每个数据报文到所述播送系统；

所述网络播放终端具体包括有：

数据接收单元，用于接收所述分发系统通过互联网发送的数据报文；

视频播放单元，用于按照其附加字段携带的精准播放时间播放该数据报 文的节目内容。

优选地，所述网络播放终端还包括有：

时间校准单元，用于通过时间服务器对网络播放终端的时间设置进行校 准。

优选地，所述发送时间设置单元连接有：

预设安全时间预算单元，用于获得数据报文的网络传输时间，并将该网 络传输时间与网络播放终端设置的缓冲时间相加后取平均值，得到所述预设 安全时间；或者

预设安全时间预设单元，用于直接将所述预设安全时间设置为500毫秒 -15秒。

优选地，所述携带有精准播放时间的附加字段插入在报文头之前、或者 报文头和报文数据之间。

优选地，所述时间为标准格林尼治时间。

本发明的有益效果是：

本发明的实施例通过在RTP/RTCP/RTSP等协议格式的数据报文中插入 一个携带有精准播放时间的附加字段，并提前一个预设安全时间将数据报文 发送到网络播放终端等待在所述精准播放时间播放，从而有效地解决了网络 电视直播过程中的播放延迟问题。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明的基于实时传输协议的网络电视直播方法一个实施例的方 法流程图。

图2是本发明的基于实时传输协议的网络电视直播方法一个实施例中附 加字段插入在报文头前的数据报文示意图。

图3是本发明的基于实时传输协议的网络电视直播方法一个实施例中附 加字段插入在报文中间的数据报文示意图。

图4是本发明的基于实时传输协议的网络电视直播系统一个实施例的组 成结构图。

具体实施方式

下面参考图1-图3详细描述本发明提供的基于实时传输协议的网络电视 直播方法的一个实施例；如图1所示，本实施例实现一次基于实时传输协议 的网络电视直播流程主要包括以下步骤：

在编码步骤S1中，将电视播控平台接收到的视频源数据打包成 RTP/RTCP/RTSP协议格式的数据报文，并在每个打包后的数据报文内插入一 个携带有精准播放时间的附加字段后，按照预设的发送时间将插入了所述附 加字段的数据报文发送到播送系统，所述预设的发送时间为至少提前其携带 的精准播放时间一个预设安全时间。

作为本实施例的一个优选实施方式，如图2所示，所述携带有精准播放 时间的附加字段插入在报文头之前；或者，如图3所示，所述携带有精准播 放时间的附加字段插入在报文头和报文数据之间。

现有技术的网络播放终端普遍会预设一个缓冲时间N1秒，在播放网络影 音文件的时候，先下载一段时长为N1秒的影音内容准备好，保存于本地硬盘 临时文件夹，使文件播放更流畅。

具体实现时，所述预设安全时间可设置为数据报文的网络传输时间与所 述网络播放终端预设的缓冲时间的相加后的平均值。其中，所述网络传输时 间可通过测试网络播放终端接收播送系统通过分发网络发送的数据报文所需 时间获得、所述缓冲时间为网络播放终端中预设的缓冲时间。

或者，由于在一般情况下，网络电视直播的延迟时间都在500毫秒至15 秒之间，因而，一般可将所述预设安全时间设置为500毫秒-15秒。

在播送步骤S2中，播送系统通过互联网分发系统将所述数据报文发送到 网络播放终端；

在网络播放步骤S3中，网络播放终端接收到所述数据报文之后，按照其 附加字段携带的精准播放时间播放该数据报文的节目内容。

另外，所述网络播放步骤S3之前还可包括有：

时间校准步骤S4，通过时间服务器(time server)对网络播放终端的时 间设置进行校准，本实施例中的时间均采用标准格林尼治时间，校准后的时 间即为标准格林尼治时间。

另外，在所述编码步骤S1中，编码系统还可以在打包后的数据报文中插 入台标及其他需要的信息；在所述网络播放步骤S3中，网络播放终端可在播 放画面呈现所述台标以及标准播放时间等信息，不再赘述。

下面参考图4详细描述本发明提供的基于实时传输协议的网络电视直播 系统的一个实施例，本实施例用于将电视播控平台接收到的视频源经过播送 系统、分发系统传输到网络播放终端播放；如图4所示，本实施例主要包括 有电视播控平台1、播送系统2、分发系统3、以及网络播放终端4，电视播 控平台1包括有视频源接收单元11和编码系统12，编码系统12具体包括有：

协议格式转换单元121，用于将电视播控平台接收到的视频源数据打包 成RTP/RTCP/RTSP协议格式的数据报文；

附加字段插入单元122，在每个打包后的数据报文内插入一个携带有精 准播放时间的附加字段；

发送时间设置单元123，用于设置每个数据报文的发送时间，所述发送 时间为至少提前其携带的精准播放时间一个预设安全时间；

另外，电视播控平台1还包括有：

数据报文发送单元13，用于按照所述发送时间设置单元设置的发送时间 发送每个数据报文到所述播送系统；

所述网络播放终端4具体包括有：

数据接收单元41，用于接收所述分发系统通过互联网发送的数据报文；

视频播放单元42，用于按照其附加字段携带的精准播放时间播放该数据 报文的节目内容。

另外，所述网络播放终端4还包括有：

时间校准单元43，用于通过时间服务器(time server)对网络播放终端4 的时间设置进行校准。

作为本实施例的一个优选实施方式，所述携带有精准播放时间的附加字 段可插入在报文头之前、或者报文头和报文数据之间。

另外，所述发送时间设置单元123还连接有：

预设安全时间预算单元124，用于获得数据报文的网络传输时间，并将 该网络传输时间与网络播放终端设置的缓冲时间相加后取平均值，得到所述 预设安全时间；或者

预设安全时间预设单元(图中未示出)，用于将所述预设安全时间设置为 500毫秒-15秒。

另外，所述编码系统12还可用于在打包后的数据报文中插入台标及其他 需要的信息；所述视频播放单元42还可用于在播放画面呈现所述台标以及标 准播放时间等信息。

本实施例为前述实施例的方法所完全对应的系统，前述实施例中的各种 实现方式均适用于本实施例，未尽之处，不再一一赘述。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

通过在RTP/RTCP/RTSP等协议格式的数据报文中插入一个携带有精准 播放时间的附加字段，并提前一个预设安全时间将数据报文发送到网络播放 终端等待在所述精准播放时间播放，从而有效地解决了网络电视直播过程中 的播放延迟问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。