何謂ISMA
ISMA的成立以及成員
美國Cisco Systems和美國Sun Microsyscoms等於美國時間12月12日成立了旨在進行網際網路Streaming
多媒體技術標準化的業界團體“Internet Streaming Media Alliance(ISMA)”。ISMA的成立將有力於在Streaming
多媒體的信息傳送和統一管理上引進公開技術(open technology)。
其成員除上述兩家公司外,美國的蘋果電腦公司(Apple Computer)和荷蘭的皇家飛利浦電氣公司(Royal Philips Electronics)以及從事寬頻接駁的信息基礎設施軟體開發的美國Kasenna等3家公司也都作為ISMA的發起人加盟其中。
ISMA的責任與義務
ISMA將聯合從事信息業務和信息基礎設施以及Streaming多媒體的信息傳送、統一管理的企業,敦促它們在
終端到終端(end to end)的Streaming多媒體解決方案的開發上採用公開的技術,以碓保產品之間的相互通用性。為了使Streaming多媒體技術對應多種規格,ISMA將著手解決開發耗時、產品不便使用等目前存在的多種問題。
同時,ISMA的成立意味著Streaming多媒體將象電子郵件一樣變得簡單易用。
ISMA的套用與普及
ISMA將結合已被廣泛使用的現有技術,制定Streaming多媒體技術的標準化規格。首先將定義在IP網路上的動態圖像和聲音Streaming“MPEG-4 over IP”的安裝。2001年2月召開的第1次ISMA全體會議上,將進行該規格第1版的技術研討。為此,ISMA積極呼籲所有關聯企業都能積極加盟。
ISMA除了MPEG-4外,還將促進QoS、
數字著作權管理、收費系統、電子市場的解決方案標準化進程。
ISMA加盟企業
Advis,Analog Devices,Axis Communications,AB,Bit Band Technologies,Bright Alley,Envivio,e-Vue,Informix Media 360,iVAST,Luxxon,Macrovision,Mighty Eyes,Minerva Networks,nCUBE,Network Appliance,Optibase,PACKETVIDEO,Pix Stream,Sea Change International,SGI,Sigma Designs,Streaming21,VCON,Virage。(日經BP社)
ISMA技術與MPEG TS技術的對比
目的比較
ISMA僅是為了Internet上的
流媒體服務而做的標準,因此其目標是網際網路上的低
碼率點播節目和低並發率。TS則是媒體行業通用的標準,其目標是基於
寬頻的數字視頻廣播,並且支持多種基本媒體流和多種媒體編碼標準,已經有十多年實際的大規模普遍性套用,得到全球廣播行業和網際網路行業的一致認同。而ISMA的歷史相對較晚,且在行業上的認同度較低,也沒有大規模的部署案例。
兼容性與升級性比較
a) 檔案格式的兼容性
在ISMA中,不同的編碼標準有不同的
檔案格式,比如MPEG-4和H.264的檔案格式都不一樣,因此在檔案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,MPEG-2 TS可以將任何格式的內容
封裝到它裡面。在對TS流進行存儲時,只需將其進行分段處理,然後加上Index信息,並與TS流共同存儲即可。因此採用TS流的
檔案格式具有更好的兼容性,這對IPTV平台的平滑升級來說,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
體系架構區別較大,升級困難,主要表現在以下幾個方面:
1. ISMA1.0視頻基於MPEG-4 Part2,以SP和ASP為基礎,並沒有涉及到H.264, 而ISMA2.0則是基於H.264;
2. ISMA2.0不兼容ISMA1.0,即ISMA1.0的servers和Clients不能平滑升級到ISMA2.0系統具體原因表現在:
3. 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沒有正式發布),加入了一些特有的限制和擴展,如不允許採用交織模式、不允許通過RTP包傳輸視頻序列參數和幀圖像參數等;
4. SDP訊息格式不兼容:由於ISMA1.0和ISMA2.0 視頻RTP打包方式的不一樣,導致SDP的訊息承載格式和內容也不一樣,如交織模式的定義參數不能在SDP訊息中出現,有關視頻序列參數和幀圖像參數通過SDP傳輸、增加了一些特有的域等;
5. 檔案的存儲方式不一致:ISMA1.0基於MPEG-4 Part14(*.MP4), 而ISMA2.0的
檔案格式基於MPEG-4 Part15(*.avc1),對ISMA1.0的檔案格式進行了擴展,如H.264的參數存在檔案中的AVCDecoderConfiguration等。
ii. H.264
目前H.264專業級編碼器主要是以TS為主,而支持H.264的ISMA2.0剛出來,還沒有支持。
處理方法和性能比較
a) 處理方法
ISMA的處理方法是:從編碼端到解碼端的所有環節,均需建立多個音視頻和其他數據流的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複雜性,同時降低了系統的穩定性和可*性。而TS則將多個音視頻和其他數據流復用在一起,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) 連線埠需求
在NAT和防火牆上,ISMA需要為音視頻RTP分別分配連線埠,是TS流的兩倍。
c) 性能
從上面的處理方法可以看出,用ISMA標準需要管理更多的RTP Session,要管理更多的I/O和Buffer,將極大的消耗Streaming Server和STB的CPU性能和記憶體,從而嚴重地影響系統的性能。根據Darwin系統及其實驗,我們在一台高性能機器上,也只能跑較少的Stream並且會有掉線情況發生。若採用TS流,則會支持幾百個2M以上的Stream並且不會掉線。
d) AV Sync
ISMA的AV Sync是依*RTP中的Time Stamp來實現,因此在同步時,需要等到音視頻的RTP都到達後才能實現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,中間的其他環節,如流伺服器等,不需要參與,可以降低Streaming Server的算法和處理複雜度。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
算法複雜度和性能代價,並且降低了系統的可*性和穩定性。
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用上,即解復用器需要分析PSI信息,然後根據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。由於TS是固定的188位元組包結構,因此PID在包中的位置固定,濾波很容易實現。根據我們的評估,採用軟體TS流解復用的方法,在Equator BSP-15平台上,占用的CPU資源不足5%。而用ISMA時,由於多個RTP Session,因此需要有多個Buffer,並對其管理。所以採用ISMA時使用的Memory和CPU資源也更多。
對直播的支持上的比較
a) 頻道切換
若採用ISMA方式,在Live TV做頻道切換,STB需要從系統中重新獲取ISMA的
檔案頭。因為STB解碼時所需的很多信息在此
檔案頭中。所以系統還必須還有一整套ISMA的
檔案頭的生成和管理。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。再加上傳統的ISMA流中I幀間隔較長,一般多於4秒,從而造成STB的頻道切換時間長,完全不能滿足電信標準規定的2秒鐘。
b) 直播參數的改變
在做Live TV時,如果編碼器的參數被修改了之後,需要STB與編碼器或Streaming Server重新建立RTSP Session,以獲取新的SDP,然後才能從SDP中得到解碼所需要的一些具體參數。而在TS流中,所有的解碼參數均是伴隨著碼流一起下來的,因此不需要建立另外的Session,解碼器反應速度會更快。
Trickmode和DRM的比較
a) 在ISMA中,沒有一個關於Trickmode的詳細的定義,特別是在RTP中。因此各個廠家的Trickmode定義都不一樣,導致沒有一個統一的標準,標準也就失去意義。若採用TS流的方式,則我們可以在其extension中詳細定義Trickmode的相關信息,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,保障用戶的服務質量。
b) 在ISMA中,雖然定義了DRM採用AES的加密方法,但其DRM不具有擴展性。表現在:不支持多種DRM方法和加密標準,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係,以及不同的DRM方法和標準。使得系統在DRM方面具有廣泛的兼容性。
內容考慮的比較
a) CP的支持
目前,大部分CP都是電視台、電影公司和廣電公司,他們主要的片源都是採用MPEG-2 TS流
封裝格式。因此TS能更好的適應CP的主要現狀和需求。
b) 專業編碼器支持
目前全球的主要專業編碼器如Tandberg,Harmonic等都支持TS流
封裝格式,只有少數廠家支持ISMA流格式。
晶片支持的比較
目前,所有的MPEG-4和H.264的解碼晶片均支持TS。所以選擇TS可以為STB提供更多的選擇方案,利於降低STB的成本。
家庭網路方面上的比較
a) STB要接入家庭網路,需要支持DLNA。而在DLNA中,MPEG-2及TS是必選標準。
b) 目前家庭網路中所有的攝像機和數位相機均支持MPEG-2 TS而不支持ISMA。
c) 目前家庭網路中所有的DVR,編輯設備均支持TS,而很少支持ISMA。
9. 傳統數位電視的支持
a) 目前在廣電領域,DVB全部是採用TS流
封裝格式。因此,若採用TS,可以做到與廣電領域完全兼容,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,這樣更有利於電信與廣電的競爭。
b) 廣電的趨勢是今後支持H.264 (MPEG-4 AVC),並採用TS流
封裝格式。因此有利於我們平滑升級到H.264。則可以直接從衛星上接受信號並直接進入IPTV系統,不用
轉碼。
c) TS是一個真正的開放性的標準,有利於實現真正的“三網合一”。
媒體匯聚和交換上的比較
採用TS格式,利於媒體的交換和匯聚。IPTV網路的最終目標是發展為內容交換網路。顯然,媒體檔案過大,並不利於內容的交換。而TS每個包只有188個位元組,格式固定,利於交換。同時,TS是媒體行業通用的標準,這樣利於媒體的匯聚,可以支持我們從網路的不同節點獲取內容,並匯聚成一個完整的內容。