基于校园网的电视广播系统的设计与实现

周群

（湖南涉外经济学院 计算机科学与技术学部，湖南 长沙 410205）

基于校园网的电视广播系统的设计与实现

周群

（湖南涉外经济学院 计算机科学与技术学部，湖南 长沙 410205）

随着网络技术与视音频编码技术的发展，视频、音频点播与直播系统在高速校园网上的实现成为可能。本文通过分析现有学校电视台、广播台的不足与搭建网络电视、广播点播与直播系统的需求，给出了系统建设的目标与具体的系统设计与实现步骤。

电视广播；校园网；视频点播；直播系统

随着学校的发展与规模的扩大，为了使全校师生能够及时了解学校的动态信息与国内、国际发展形势，很多学校建立了自己的校内电视台和广播台。但是传统电视、广播的传输、播放方式由于受播放时段与覆盖范围的限制，很难真正实现创建电视台和广播台的目标，满足广大师生对信息了解的需求。而随着网络技术的发展和推广，很多学校还建立了自己的校园网，它为全校师生提供了一个随时、随地了解和共享信息的平台；并且随着视频与音频技术的发展，视频与音频通过网络高速、实时传播成为可能。因此，依托校园网平台，结合先进的视频、音频传输技术，可以整合学校电视台、广播台与校园网，建立一个公共的电视、广播点播与直播系统，为全校师生提供电视广播服务。这样不仅可以让全校师生随时、随地通过网络了解学校的实时动态信息，调阅以前的历史视频、音频信息；而且可以扩大校园网的应用范围，改变师生获取信息的方式，激发师生体验校园网的兴趣和热情，从而更充分地发挥校园网的功能。

一、需求分析

学校电视台与广播台是学校主要的实时宣传渠道，在学校的宣传工作中发挥着十分重要的作用。但由于受播放时段与覆盖范围的限制，传统的电视台、广播台不能满足广大教职员工与学生对实时信息获取的需求。具体表现在：

（1）平时电视台与广播台录制和实时播放的新闻节目和宣传、教育节目只能通过传统电视传输方式在有限的区域内播放几次，然后就会纳入到历史资料库中不再对外开放，甚至没有存档，从而无法达到更好的宣传效果。

（2）广播电台的音频节目内容只能通过广播播放，而且很多时候属于一次性播放，而无法进行数字化及有效地保存，这样也就不能随时重放，同样达不到理想的宣传效果。

（3）对于已经保存的大量录像带、录音带等媒体资料，以及一些经典的教育片、专题片等教育视频资料，没有一个有效的方法展现给全校师生，造成资源的搁置与浪费。

（4）对于很多需要直播的活动，比如学校的大型文艺晚会、专家教授讲课、各种学术交流与报告、开学/毕业典礼、运动会等活动，由于参与人数与场所的限制，不能营造应有的氛围，而且通过传统的电视、广播进行现场直播，也不能让全校师生通过有效的信息获取方式实时了解相关信息。

（5）由于电视、广播覆盖范围的限制，不能让全校师生通过电视、广播了解校外的动态信息，并且由于校园网出口带宽的限制，也无法让学生通过国际互联网上的电视、广播服务有效地了解外部动态。

因此，如果学校电视、广播台通过直播的方式将有关的国内、国际电视、广播台通过高速的、覆盖范围广泛的校园网传送，则能够很好地解决这些问题。所以，一个综合的电视、广播网络点播和直播系统，随时随地为全校人员进行电视和广播的网上服务就显得尤为重要。

二、系统建设目标

基于校园网的电视、广播点播与直播系统要求能够实现学校电视和广播节目、重大教育专题片的历史点播和学校新闻、各类重大活动与学术活动、相关电视台节目的同步直播与转播服务，同时包括历史片、经典教育影片的视频点播服务。在已有校园网的基础上，其主要内容为电视广播台的网站管理系统、视频点播系统和视频直播系统、音频点播和广播直播系统。具体内容为：

1.电视广播台网站管理系统

建立一套面向客户端的网站管理系统，能够对各类新闻、视频、音频节目按时、按类进行分类、公布、预告等管理。对节目相关的信息完整有效地进行展示，并可以按照各类关键词，如节目名称、发布日期、相关类型等进行搜索查询，根据用户的点播、收看情况进行排序。提供用户留言系统，为系统的进一步完善和更好地为用户服务提供交互平台。而且根据学校不同时期的专题活动建立专题栏目，提高宣传效果。

2.视频点播系统

根据视频节目的制作、发布与点播要求建立一套公共点播系统，主要功能包括：

（1）视频制作：能够将录制的节目转化成适合于网络传输的流媒体文件格式。

（2）视频发布：能够通过FTP方式将制作的视频文件发布到视频点播服务器。

（3）视频点播：结合网站管理系统为用户提供方便、快捷、赏心悦目的点播平台。

（4）实时服务监控：能够实时监控服务器的工作状态，包括系统资源占用率、流量以及带宽占用等动态信息。能够监控任意客户的点播状态，如点播账户名称、带宽占用情况、点播优先级分配、节目名称及点播时间等各种信息。

（5）视频文件管理：能够对节目进行分组管理和分类别编辑制作等非常细致的管理。所带的视频截取工具能够任意截取片段及画面，也能单独截取视频流或者音频流。

（6）客户管理：能够对用户实施分组管理和严密的账号、IP地址、流量分配与优先级等的管理。

（7）权限管理：能够对文件夹、视频文件以及用户进行严格的权限级别限制和管理。

（8）安全管理：能够对用户和管理员实施周密的应用层安全认证和服务器核心认证双重安全控制管理。

（9）系统管理：能够对视频广播点播系统本身和服务器系统全方位地实施资源、流量、带宽、码率、性能、控制等管理。

（10）统计功能：能够对点播的人数、点播的次数、持续时间、网络流量、详细点播日志、点播排行等信息进行细致准确的管理和统计查询。

3.数字广播系统

网络数字广播系统的主要特点是将音频信号以TCP/IP协议形式在以太网上进行传送，彻底解决传统广播系统存在的音质不佳、易受干扰、维护管理复杂、互动性能差等问题。通过和网络音频点播结合，可以实现广播节目的点播和直播。在建设中实现了网络广播台实时收听的功能，并可以点播历史广播。

4.电视与广播直播系统

电视广播直播系统是校园网视频、音频服务更高层的应用，将有线电视信号、广播音频信号，通过视频、音频转换和流媒体编码技术，压缩、转换成网络上流行的流媒体编码格式。直播系统基于校园网高速骨干网络，以数字化手段实现计算机局域网的高清晰电视广播节目的采集、直播与录制。

该系统将面向全校师生提供学校电视台与广播台、全国教育电视台的各种节目、中央台和相关地方台的新闻节目、学校名师讲课与学术交流、学校大型活动等的同步直播，在全校师生了解学校信息的基础上，进一步以有效的手段增进对未来教育发展趋势的了解和对外界社会的接触。利用该系统搭建自己的电视、广播系统，优点在于延时低，画面流畅，接收效果能够得到保障，不占用网络出口带宽，可以控制各种节目源来屏蔽不适合学生观看的内容。

三、系统设计与实现

视频点播直播系统采用浏览器/服务器模式（B/S），通过安装在采集工作站上的视频采集捕捉设备将视音频信号编码成适合网络传送的流媒体信号，并通过流媒体服务器提供给用户点播与收看。[1]当用户使用浏览器访问视频点播的Web页面时，通过向Web服务器发出请求，通过数据库服务器查询，由流媒体服务器传送给视频播放器一个播放地址，通过播放器接收来自服务器的流媒体文件而实现客户端的播放，系统结构如图所示。

下面就以一台Windows Server 2003服务器上实现Web服务器、数据库服务器与流媒体服务器，借助于Real公司提供的流媒体服务器软件Helix Server建立视音频点播与直播系统介绍其实现步骤。

在服务器操作系统安装完成后，安装IIS，配置Web服务器，系统网站的页面和应用程序将安装在这台服务器上提供网站访问服务。

通过安装Microsoft SQL Server配置数据库服务器，用来储存视音频数据与用户等信息。系统网站的后台数据信息都存储在这台服务器上，同时通过配置磁盘阵列用来储存大量的视音频文件。

然后从网上下载相关软件并安装、配置Helix Server，并设置HTTP的侦听端口数值为未被占用的端口号 (如8080等)，以避免由于端口冲突而导致服务失败，其他参数一般取默认。最后通过重启或者“控制面板”中的“服务”选项列表，选择启动Helix Server服务。Helix Server提供了操作简便的管理、维护界面。在启动系统后，可以自如地监控服务器的使用情况，并通过操作窗口了解服务器的资源使用情况和当前的视频流量。

所有工作完成后，在客户端只要安装有RealPlayer播放器，在浏览器中输入“RSTP：//Real服务器的IP地址/文件夹/RM格式文件名”就可以实现视频点播。同样由于Helix Server同时还支持MMS协议，所以它可以支持ASF、WMV、WMA和MP3等文件的播放，因此通过MMS协议方式可以实现音频的点播。

在已搭建的Helix Server服务器上要实现直播功能，必须安装Real Producer。启动Real Producer后，选择当前直播的音频、视频设备，如果直播电视台则选择需要直播的电视频道，并设置好流媒体文件要发送的实时视频服务器，包括：流媒体文件名、广播方法、服务器IP、HTTP端口以及登录服务器的用户名与密码等信息，所有参数设置完成后，单击“编码”按钮。[2]这个时候客户端只要在RealPlayer播放器中输入与点播相似的链接地址和对应的直播文件名，就可以收看直播了。如果需要同时直播多个视频来源，则重复以上步骤。

四、结束语

基于Helix Server的视频点播系统与Helix Server+ RealPlayer Producer的直播系统，具有系统实现快捷，性能稳定，管理高效、方便等优点。针对于小规模的学校，将几台服务器功能集中于一台高性能的计算机上可以满足点播与直播需求。但是在规模大、特别是跨区域的园区网上实现视音频点播与直播，则需要单独使用不同性能优良的计算机，以保证系统的稳定性与高效性。☉

[1]金蕾，曹茜，周恕义.用基于W indowsMedia的流媒体技术搭建校园网视频点播系统[J].（中国）教育信息化,2003(6):38-39.

[2]卢朝晖,刘家宁.一个校园网现场直播系统的设计与实现[J].海南师范学院学报(自然科学版),2005（9）:223-225.

（编辑：杨馥红）

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