1、概述
1.1 项目简介
本方案采用北极星通公司“奥酷高清H.264嵌入式网络视频直播系统”来实现：
流媒体网络视频直播系统的应用被广泛的关注;
流媒体网络视频直播系统带来教育的科技创新与数字化模式的广泛应用;
流媒体网络视频直播系统的创新应用将带来新的教育行业热点;
流媒体网络视频直播系统的应用带来巨大的社会效益和经济效益;
流媒体网络视频直播系统帮助各类大中小学校展示∑ 自己的各类教育教学资源共享;
流媒体网络视频直播系统实现各类校园内外部的音视频资源整合与展示;
流媒体网络视频直播系统简化工程并实现教育方式多元化和科学化的需要。
1.2 背景介绍
“奥酷高清H.264嵌入式网络视频直播系统”是一种集多媒体网络教学、校园网络视频直播、录播、点播和校园视频监控等多种功能为一体的多功能综合应用平台。该平台性能稳定，使用可靠。一套设备即可◆实现校园多媒体教学、网络直播、录播、电子考场、课堂☆评估等多种功能，一套系统多用，大大提高了设备和系统的使用效率，使网络多媒体教室投资效益得到最大化。
北极星通公司研究开发的“奥酷高清H.264嵌入式网络视频直播系统”，充分考虑目前学▼校网络学习教室的现状，提供了丰富的网络教学资源，并将教室内名师、名课的学习情况实时的向校内其他教室及校外联网教室进行直播播放，必要时还能将重点课程、精品课程进行高清录制。丰富且实用的功能不仅增加了学校教学的技术手段，大大提高了优势资源共享的程度。网络互动学习平台建设对学校的多媒体教学、互动学习交流具有重要的意义。
蓝色箭头 信号源输入信号 红色箭头 代表节∏目输出信号
1.3 应用场景
校〖园网络课堂直播：可对名师授课内容进行实时＠共享与学习，减少教师教学工 作重复性、减少时间。
网络远程视频教育：可实现网络远端ξ 视频教学的应用，减少教学资源、实现跨区域性、多样性选择。
校园网络电视直播：可将卫星电视节目中的优选节目展现给校园师生，更具实时性、实事性。
校园网络直播电视台：锻炼学生们的自♀信心，学习共享性。
2、产品及系统介绍
2.1 产品概述
校园高清H.264嵌入式网络视频直播系统(中小学教育版)，应用包括以下五部分构成：
摄像机/DVD/PC机◤等信号源输出设备;
网络音视频直H.264播纯硬件采集编码器;
流畅稳定的校园网络环境及相应交换设备;
强大的流媒体网络服务平台
终端显示接收设备
? 摄像机等信号源采集设备：用以摄录现场环境或采用机顶盒/播放盒、PC等设备作为信号源，通过网络把这些信号节目进行实时直播显示到不同的终端设备上面。
? 网络音视频直播采集编码器：网络视频编码器是一种压缩、处理音视频数据的专业网↓络传输采集设备，通过它可以进行前端摄ぷ像机等信号源传输过来的音视频信号进行采集、编码传输推送成网络音视频直播流，给到流媒体服务端。
? 网络平台：该系︼统可以基于校园教育城域网、内部专用网、互联网、3G移动网等多种网络平台。
? 强大的流媒体网络服务平台：用以接收前端编码器等采集、编码设备推送的网络视频直播流，进行直播流录制，并可对录制节目和本地视频资源进行统一∞管理，整合到点播平台。进行节目≡媒体资源的编排、发布、展示等;
? 终端显示接收设备：可以支持PC机、投影机、手机/平板等移动▅终端、电视机、 LCD、同步LED大屏、等离子屏
2.2 产品特点简介
稳定性、安全性
前端采用纯硬件嵌入式架构采集编》码器设备
多重协议∩流组合应用
可以支持rtmp/rtsp/udp/dhcp/http/hls等主流流媒体协议
高清晰、流畅，可免插件式和多种第三方播放器播放
多种高清格式播放，可输出1080P 60帧，终端可通过多种主流浏览器免插件式或是用第三方暴风影音等播放器来播放
支持多种播放模式，满足多种应用
支持直播、单播、组播、录播和点播等
普遍应用于网络，减少冗余资源浪费及工程投入
可应用于校园局域网、教育城域网、公共互☉联网等，减少布线成◤本工耗及维护费用等
升级扩展，融合性
系统平台提供多种开放的API接口，可融合校园其他设备(录播系统/班班通等)进行应用
多种终端平台设备接入
PC机、投影机、手机/平板等移动终端、电视机、 LCD、同步LED大屏、等离子屏
2.3 单路流媒体网络视频直播应用流程
一路高清摄像机信号源通过流媒体网络视频直播到终端PC机/移动终端设备上面◇
2.4 单播/组播网络视频直播应用流程
一路高清摄像机信号源通过网络进行单播/组播视频直播节目信息到终端PC机/移动终端设备上面
3、流媒体网络视频直播服务系统平▆台介绍
3.1 流媒体网络视频直播发展形势
低 中 高
|
|
校园闭路电视系统 |
校园录播教室系统 |
校园网络视频直播/录播/点播系统 |
|
实时、稳定性直播 |
低 |
低 |
高 |
|
可融合性、扩展性 |
小 |
中 |
大 |
|
资源冗余、浪费性 |
高 |
低 |
低 |
|
多平台、多终端性 |
低 |
中 |
高 |
3.2 直播服↑务平台介绍◣
3.2.1 直播服务管理平台概述
直播服务器软件是一种用于视音频实时流分发的软件系统。主要为视频直播、流媒体服务、OTT、IPTV、交互式电视、移动电视、商务电视、远程教学、B2B商务通信、视频至台式机桌面的传输、VOD系统、远程监控、资料保存等应用需求⊙而设计的流媒体服务器软件系统。
AOKU AMS直播服务软件是北京北极星通公司出品的一款多线程、跨平台〒的流媒体服务系统。且能够支持多种形式输入源的多屏实时直播平台︻，高性能、低成本，是搭建运营和企业级网╱络电视台的必备工具。采用模块化设计，全部有C++和C开发而成的高性能流媒体服务系统，安装和使用起来非常方便，目前有试用版可供用户测试，
3.2.2 平台系统协议流程介绍
直播服务器对直播流实时进行流协议的转换，输出为多终端播放的协议流。
3.2.3 平台系统后台Web控制管理
试用版软件后台Web控制管理界面：
正式版软∩件后台Web控制管理界面
3.2.4 直播』系统前台Web效果展示
3.3 录播和点播
3.3.1 点播系统前台Web效果展示
(试用版软件平台点播系统Web效果展示)
(直播系统软件平台点播系∏统Web效果展示)
4、高清H.264嵌入式网络视频直播△编码器介绍
4.1 产品概述
本方案采用奥酷编码器作为核心设备进行系统搭建，在编码设计、冗余保护、运营管理等环节进行了针对性设计，可满足用户在视频质量、稳定运行、可管理等多方面的需求。
奥酷编码器是以专业的视频压缩技术推出的专用硬件视频编码设备，具有支持国际标准、高性能、配置灵活和可扩展性强等优点。
奥酷编码器产品已服务于近百家以上包括广电运营商、电信运☆营商、各级政企、传媒、学校等行业客户。
奥酷编码器采用H.264编码标准，该标准是由国际电联( ITUT)和 国际标准化组织( ISO)联合制定的数字视频编码标准。
与目前广泛使用的MPEG2编码算法相比，在同等质量下可节约 60%的传输带宽和存储空间，与 MPEG4编码算法相比，亦可节约 30%以上。
奥酷编码器支持 H.264 的 Baseline Profile、Main Profile 和 High Profile，并根据实际应用场景，自动①选择合适的 Profile，为用户¤提供最佳的视觉体验。
奥酷编码器是采用专用硬件+Linux 架构的编码器产品，支持 7*24 小时的连续工作。
奥酷编码器支持 IP、VGA、SDI、HDMI、模拟信号等多∏种输入方式，可应用于不〖同场合。
奥酷编码器支持三屏输出功ぷ能，同一输入源可实现至少三种码流同时进行编码输出功能，可分别通过电视终端、PC 终端、手机终端接收观看。
奥酷编码器将 H.264编码标准与 Flash格式完美≡结合，终端用户无须安装任何专用播放器插件即可通过浏览器访问编码器输出的高质量视频流，可有效▲降低管理成本。
奥酷♀编码器支持标准的 TS、RTMP、HLS等输出协♀议，国内外标准的 STB 机顶盒设备可直接接收视频流，并在电视机或是其他大屏显示设备上进行显示输出。
奥酷编码器支持多种终端设备接收视频流进行观看。
4.2 产品特点
4.2.1 支持多种格式输出
奥酷编码器支持多种直播流输出格式，能够支持多种应用场合，可与当前主流的Adobe公司的Flash Media Server、开源的Red5、Wowaza等流媒体服务器服务平台进行融合应用，包括：
H.264+TS Over UDP/Multicast/HTTP
H.264+FLV Over HTTP/RTMP/RTSP
H.264+HLS Over HTTP5
4.2.2 内置AMS流媒体》软件服务功能
奥酷编码器内置由北极星通▓公司自主研发生产出的流媒体服务器系统平台软件AMS，单台编码器推送RTMP直播流通过内置的AMS小服务器系统可以实现3~5个终↓端点直接接收访问。
4.2.3 支持三屏输出功能
奥酷编码器支持，对于同一输入节目源，可分别输出不同分辨率、不同码率和封装格式的自定义信号源节目，能够同时支持机顶盒(IP、DVB-C、DMB-T)、电脑、手机(iPhone、Android等)终端和电视机/拼接屏、LED大屏等外设终端设备，极大的●满足了客户的多种应用观看需求。
4.2.4 采用专用硬件+LINUX架构
奥酷编码器采用专用硬件+LINUX系统架构设计出的编码器产品。
? 1U/便携式硬件编码设备
? 具有良好的散【热性
? 系统稳≡定性强
? 成本维护低
? 支持7*24小时的连续工作时间
? 提供1年质保，后续可续保
4.2.5 灵活设定编码参数
奥酷编码器可灵活设置音视频压缩码率、关键帧间隔、参考帧数量、视频分辨率等视频编码参数，并支持音频采样率和比特率根据音频源输入自定义及音量调节。同时奥酷编码器支持多种流控方式，可按不同需要调整码流带宽的变化范围：CBR、VBR、FIXQP，可节㊣约用户带宽资源。
4.2.1 支持多种音频编码
奥酷编码器支持MP3、AAC、AAC+等多种音频编码方式。MP3是常用的音频编码方式，适用于多种◤接收终端;AAC、AAC+具有更好的音频编码质量，在较小的码率下可获得较好的声音效果，是目前应用比较多的编码格式之一，可依据用户需求在音频质量与带宽之间做出灵活选择。
4.2.6 支持多种信号源接入
奥酷编码器支持IP、VGA、SDI、HDMI、模拟信号等多种输入方式，用户可以根据具体应用需求来灵活的进行不同的接口输入选择。
通过IP、VGA、SDI、HDMI、模拟信号等输入接口方式，其中 SDI 支持内嵌音频模式，可减少数◇字转模拟、模拟转数字以及模拟信号传输干扰等带№来的对信号质量的损耗，有效提高视频质量。
4.2.7 支持WEB远程集中操控管理
奥酷编码器支持远程 web 集中管理，包括：
? 系统基本设置：用户权限、IP地址、系统升级维护等;
? 编码设置：音视频源选择、编码参数控制
? 流发布设置：频道名称、协议类型、主用流地址配置等;
? 内置服务直播流设置：服务端口、线程、缓存大小、开关闭服务，在ω线列表选择等。
4.2.8 采用输入源多重保护机制
奥酷编码器支持SDI、HDMI、VGA和模拟信号等输入源之间的切换、输入故障时，默认会选择模拟/HDMI显示输入源为正常显示，会继续进行编码推送直播流，让用户拥有不间断直播流的观看感受。同时也在单台编码器设备内，实现了冗余保护，降低运营成本，为客户安全运营提供了全面保障。
4.2.9 支持N+M冗余控制机制
本方案采用N+M冗余控制机制，可对多个编码器设备的统一管理和控制。 在大规模运营中，可大幅提升系统的综合稳定性，降∩低运营保障压力，特别是重大事件的运营保□ 障压力，如：重大事件、重要赛事等。
4.2.10 支持字幕和Logo叠加，字体颜色、大小进行设置
? 简单字幕、Logo叠加
? 可设置字幕字体颜色、大小和位置
? 直播本地录制等
4.3 产品结构设计
视频编码器：可以选择一台或是多台编码器设备进行前端音视频源采集编码推流到服务器，奥酷编码器可以接收IP、VGA、SDI、HDMI和模拟信号等多种输入方式，每一路输入源可以◆编码成3路不同★的码流、不同分辨率的H.264码流，并且可以设置多种封装和协议输出方式。
编码器可以通过IP输出流到各类流媒体平台或CDN分☆发平台上面，用户可通过PC机观看H.264+FLV Over HTTP/RTMP/RTSP视频流，也通过手机/平板等终端来观看;也可以通过电视机/大屏幕等外设设备观看H.264+TS Over UDP视频流。
可根据用户需求部署一台或是多台编码设备，通过其他N+M控制系统平台进行统一的控制。
4.4 关键业务功能说明
4.4.1 编码方案设计
? SDI输入：
一路SDI信号输入
支持分辨率1080P、1080i、720P
支持SDI内嵌音¤频输入
? HDMI输入：
一路 HDMI信号输入
支持分辨率1080P、1080i、720P
支持HDMI内嵌音频输入
? VGA信号输入：
分辨率最高到640*480~1920*1080
支持VGA环出
支持H.264 BaseLine / Main /High Profile
支持组合模拟音频输入同时编码
? 复合AV信号输入：
模拟复合(NTSC/PAL)信号输入
支持分辨率：Full D1/D1/CIF/4CIF
将高性能计算技术和编码优化技术相互融合
高性能编码
采用高性能处理底层芯片，有效提高了编码效率和稳定性，进而提高了编码质量和实时传输性。
奥酷编码器的基本编码特性包括：
视频 H.264(AVC)编码
支持 Baseline / Main / High Profile
支持 16×16、4×4 所有关键帧预测模式
支持自适应GOP
支持CBR/VBR/FIXQP多种『流控模式
音频 MP3 编码
支持声道： 立体声/单声道
支持采样率≡： 16KHz、22050Hz、24KHz、32KHz、44100Hz、48KHz
支持速率范围： 16Kbps ～ 256Kbps
音频 AAC 编码
支持 AAC LC: 20Kbps ～ 64Kbps
支持声道： 立体声/单声道
支持采样率： 16KHz、22050Hz、24KHz、32KHz
输出流协议
H.264TS Over UDP/Multicast/HTTP
H.264FLV Over HTTP/RTMP
H.264HLS Over HTTP
输出分辨率
FULL D1 720×576、640×576、544×576
VGA 640×480 1600×1200 1920×1080
640×360、480×360
CIF 352×288
QVGA 320×240
QCIF 176×144
4.4.2 三屏输出方案设计
奥酷编码器可实现同一输入源，实现高、中、低码流同时编码输出，通过三种不同终端接收播放。
? 高码流，适用于 IPTV 用户使用，通过各种标准 STB、VLC 播放器等观看H.264TS视频流。
? 中码流，适用于 Internet TV 用户使用，用户无须安装任何专用播放器插件，即可通过浏览器访问H.264FLV视频流。
? 低码流，适用于Mobile TV用户使用，通过安卓/苹果手机终端可观看H.264TS视频流。
5 效果与案例展示
5.1 普通院校类
具备基础的教学设备，很多设备需要更新升级。倾向于实用便宜的新类型设备。
具体实例：北京市蓝天第二中学
一、校园概况
1. 有校园网络▲，但是网速一般，每个教室都有多媒体计算机和投影。
2. 具备常用的摄像机，照相机等常用设备。
3. 有校园广播系统，原有的视频解决方案---电视闭路系统已经拆除。
二、校园需求
? 新建一套以校园网络为基础的视频直播点播录播系统，取代原来电视闭路系统的功能，实现会议直播，课堂直播等。
? 要求标清的●分辨率，以减少网络负荷;终端Flash无插件解决方案。
1. 简单便携，无需技术培训，可以实现校长室，会议室，教室等不同场地直播。
2. 直播同时可以录制生成点播文件，供后期观看整理。
3. 性价比要高，同时可以充分利用已有的计算机，投影和摄像机等器材。
三、奥酷解决方案
1. 结合已有网路环境，配置标清的流媒体直播盒和AMS流媒体软件。实现视频直播，会议直播，同时降低网络负载压力。
2. 直播同时可录制生成点播文件，供后期观看编辑。客户端Flash无插件接收←直播，录制成的flv点播文件压缩比高节省硬盘空间。
3. 充分结合学校已有的计算机和投影，摄像机搭建校园自己的网络频道。
4. 硬件设备携带方便，轻松实现会议室，教室不同场地直播。
四、拓扑图
五、普通院校类方案总结
5.2 新建院校类
在预算允许的范围内，尽可能做到重点院校的级别的教学配置。
具体实例：秦皇岛建国路小学
一、学校概况
1、建成当前主流◤的校园网络，能承受高流量负荷。
2、每个教室具备多媒体电脑和投影等设备，配置了高清摄像机。
3、校园数字化教学都是基于新建的网络环境为平台。
二、校园需求
1、要一套校园高清视频直播点播录播系统，实现会议，教学直播№录制。
2、操作简单，教师无需产品技术培训即可操作。
3、设备先进，flash的终端接收解决方案，无需插件同时在线直播不少于100人。
4、具备扩展性，兼容性可配合新的设备升级成校园电视台等新系统。
三、奥酷解决方案
? 根据校园网络带宽支持高清设♀备运转，配置AOKU HT9001高清编码器和流媒体软件，让校园视频教学应用更清晰。
? 同时在线直播可达到200以上并发，客户端网页方式浏览视频内容。
? 直播的同时可录制成高清的点播文件方便后期观看整理。
? 初次安装成功◆，后期即插即用，并可结合演播室系统升级成校园电视台。
四、普通院校类方案总结
5.3 重点院校类
具有先进的教学设备，对前端操作简单的设备感兴趣。能够实现校园科技化教学。
具体实例：北京市朝阳区回民中学
一、学校概况
① 拥有成熟的校园网络，每个教室都有多媒体电脑和投影，教师有自己的办公电脑。
② 具备专业的录播教室√系统，有三个频道的阳光电视台。
③ 具有摄像机、卫星信号采集设备以及电视信号等视频源。
二、校园需求
① 实现不同教室场地的视频直播系统，弥补录播系统场地的局限。
② 设备要操作简单，学生就可以掌握;携带方便，可以轻松拿到任何场地。
③ 稳定的WMV解决方案，每个教室等接收端可稳定流畅观看直播。
④ 可以和已有的录播教室系统，阳光电视台做成一个校园视频平台。
三、奥酷解决方案
① 结合校园已有的网络基础，配置奥酷AVBox和WMS流媒体软件。实现直播点播录播功能，并且可以嵌入到录播系统和阳光电视台系统内部，组成整体校园视频平台。
② 借助已有的摄像机就可以把所采集的视频信号通过网络传输到每一个教室等终端.
③ 只需要初次调试ω 好直播系统，后期即插即用。
6 典型成功应用案例
中国科学院
中国科学院通过着重在网站上直播、点播科技、教育、文化等视频新闻。 http://www.cas.cn/sp/
其他案例
l 苏州车房实验小学
l 北京市滨河小学
l 浙江嘉兴一中
l 石家庄一中
l 秦皇岛市青龙县第一实验小学
l 天津汇森中学
l 安徽省▃蚌埠市实验二小
l 烟台市委党校
l 北京公安大学
l 北京大兴区黄村镇第一中心小学
l 珠海市文园中学
l 无锡外国语学校
l 南信大气象台
l 扬州一中
l 中山实验学校
l 辽阳市第十二中学校园网络电视台
l 辽阳市白塔区东文化小学
l 北京市石景山区蓝天二中
l 北京市石景山区高井中学
l 喀什市远程教育中心
l 浙江大学
l 解放军外国语大学
l 黄山学院
