开发者学堂课程【高校精品课-华中科技大学 -智能媒体计算：广播与组播(上)】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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广播与组播(上)
内容介绍
一、多媒体传输中的广播和组播
二、智能组播方式
一、多媒体传输中的广播和组播
1、智能电视
在实时的多媒体传输里，大量的用户同时观看相同的内容，因此可以通过广播和组播的方式，在同一时间把相同的内容推送到不同的IP中，整个局域网或是互联网的全部IP 或是一组 IP，这就是广播和组播。
（1）传统的多媒体如电视，由于电视节目是在特定的时间里面播放相应的内容。因此互动性并不强，用户是被动的。传统的电视每天晚上七点钟播放新闻联播，那么所有的电视台播放的是相同的内容，必须在规定的时间看，才能看到特定的内容。
（2）随着互联网的发展，智能电视以及互联网电视越来越普及，使得用户可以在不同的时间选择想看的内容，带来了方便，如同一部电视剧，只要已经播放过，或已经传到互联网上去，不必在特定的时间观看，可以选择方便的时间来观看。智能电视都具备这样的功能。
互联网背景下，小米电视也好，华为电视也好，只要能连接互联网，后台都会有一个内容服务商以满足这样的需要。
智能电视还可以邀请用户进行互动，它需要提供双向的流量传输。传统的电视节目是单向的，是从电视台通过网络传输给用户。智能电视就将用户的请求通过网络传到智能电视的服务器来响应，因此它的传输是双向的。它具有丰富的信息和多媒体的服务。通过智能电视可以收听歌曲，观看综艺节目，观看视频，电视剧，甚至还可以打游戏，与在电脑上上网一样。
（3）应用平台有数字视频的广播，比如DVD，还有一些多媒体家庭平台。例如小米电视，包括其他的智能电视，都内置了微型电脑，用的操作系统大部分是移动的安卓操作系统。
2、机顶盒
（1）如果本身电视不具有处理能力，也可以通过有线电视的机顶盒来完成。机顶盒就是一个小的电脑主机，有网络接口和通讯单元、处理单元，比如说编解码，还有控制单元、图形显示单元、外部接口等，可以连接电视或者是其他终端的接口，如HDMI。
无论是有线还是无线都可以上网，可以接入机顶盒，或者是智能电视的主机。
（2）机顶盒和智能电视核心部件的操作系统，处理器，主机部分功能是一样的。只不过机顶盒，单独用盒子包装起来，与终端的显示无关。
智能电视是把机顶盒的功能集成在电视机里，就是这样的区别。
通常都有一个网络的接口，有时候接广电的，用同轴电缆就可以，如果是接互联网，可以用无线或者有线。这是网络的处理部分。
里面的数据或者视频有战略的处理方式。有音视频的分析模块，为了对复杂的尤其是现在高清，3D 的影片中一些比较复杂的图形进行处理。另外就是外部的接口，在智能电视背后看一看，有多个接口，这些接口里面其实接的就是整个主板。它的结构，与机顶盒外部的接口类似。
在智能电视模式下，不是直播的模式，而是点播的模式，叫做 vod，就是需要的时候再选择观看。
（3）与直播的区别，不是所有用户在同一时间选择看相同的内容，而是某一个时间段，只有特定的人群在看相同的内容，并且不是在绝对同步的时间观看。统计表明大部分的需求通常集中在少数流行的电影或者电视节目中。
二、智能组播方式
为满足不同的用户需求，可以使用智能组播和广播的方式。
根据请求将多个用户放入到不同的组里，有的应用的用户是看这样的视频，另外一组用户是看其他的视频，那就把他们分成不同的组使用相应的广播，组播的技术来实现。要体验好，获取视频的时间要短，延迟也要短。
早期的处理方式叫批处理，类似于滑动间隔缓存。随着技术的发展，可以用定期广播的方式。
可以分为几个，早期有交错广播，另外一种叫金字塔广播，还有一种叫谐波广播，流合并。参照搭便车，把相应的流在特定阶段进行合并。
1、交错广播
多个视频在所有的信道里进行定期的广播，所谓的定期是要相隔一定的时间间隔，将时间间隔定义成δ，设里面有K个信道，k在例子里面是6，若有八段视频，互联网总带宽是B，而每一个视频流所需要的码率是b。采用CBR的方式即恒定的比特流来进行传输。
这种情况可以算出来总带宽可以传多少个视频，如果视频长度已知，获取视频所需要的时间也可以计算出来。
怎么满足在相对间隔不大的时间里一组用户同时访问相同的内容
把整个带宽分成k个信道，k取6。把M个视频每隔一定的时间间隔循环播放这8段视频。
在第一个时间间隔访问时，第一个信道里面有这个内容。而错开一个δ时间，虽然第一个信道里面播的不是第一段视频，但第二个信道里也有。在一定时间段里，由于不同的信道都在循环播放一组内容，总是能够获取到M个视频里的其中一个，等待时间比较短。而这个等待时间δ是可以算出来的。
M是视频的个数，l是视频的长度，B 是视频的带宽，按照这种模式，可以得到视频的时间就是δ，δ越小，获取等待时间就越短。
2、金字塔广播
黄色的片段就是视频。不是把每一个视频完整地循环播放，而是分成大小不等的片段。第一个信道里片段长度是l1，那么第二个信道就是α倍的l1，第三个信道是α倍的L2，以此类推，传输的片段长度是逐渐加长的，同时还有一定的延迟。
这时如果在第一个信道上已经获取到这个片段，再播放后边的内容，实际上第二个信道里面已经预取到内容。如果播到第二个信道里后面的内容，那么第三个信道里已经同时在传后面的内容。这就保证视频内容播放时是连续的。但是这里有一个基础，就是传输的带宽要足够快。假如传输的带宽有限，无法把它分成如此多的信道就不可能同时传输。
因此，广播和视频点播的前提就是网络的带宽足够好。
3、谐波广播。
谐波广播与交错广播和金字塔广播不同，它所有段的大小保持相同。
金字塔广播的每一个片段是不同的，但信道的带宽不同，信道2是信道1带宽的二分之一。信道3是信道2带宽的二分之一，以此递减。而每个信道里循环播放相应的片段，比如信道1循环播放S1，信道2循环播放s2，信道3循环播放S3，由于带宽不同，在播放S1片段时，下面的信道在传输第二个片段。由于带宽是信道1的一半，因此所需要传输的时间就是两倍，因此在播放 S1这个时间段里面，只能取到 S2片段的二分之一。在播放后一半的时候，后面 S2的一半也已经传输过来了，可以保证连续的播放。而在播放S2的第一个片段的时候，S3的三分之一已经开始传输了。
目的：无论是在哪个时间点里播放内容都可以保证连续播放。循环的播放使得一组用户使用相同的内容，保证质量是相对比较平衡的。
4、流合并。
如A的用户提出一个请求，在另外一个时间点B又提出请求，c也提出请求，他们请求相同的类，大小相同的内容。A 请求内容之后已经获取了相应的数据流，媒体已经播放过了，B和C后面要用时可以把这个流合并。
既然两方要的都是同一个内容，就可以在特定的地方把这个流合并，这几个流合并起来就省了带宽。类似于开车，每个人都开了一辆车，目的地是一样的，走的路线一样，就像播放的视频一样，这个时候，可以在特定的时间点接上，起点有所不同，但是终点一样，就可以在某一个相遇的地方一起走，就像搭便车，可以有效节省信道的带宽。
无论是广播还是组播，在视频点播里都是希望可以降低服务器的压力，并节省带宽。
