快速频道切换

2024-05-12

快速频道切换（精选五篇）

快速频道切换篇1

FCC(Fast Channel Change)快速频道切换,正是为解决这一矛盾而出现。目前主流的FCC解决方案主要有3种:1)基于服务器的快速频道切换;2)基于伴随流的快速频道切换;3)基于STB优化的快速频道切换,这3种解决方案各有利弊[3]。本文以CDN架构为前提,采用第1种设计方案,较详细地论述了基于服务器的快速频道切换的实现方法、实现效果及特点。

1 IPTV频道切换时延分析

频道切换时间可定义为:从用户按下频道切换键到屏幕显示新频道第1帧图像所消耗的时长。典型的IPTV业务中,直播频道一般基于组播技术实现。图1是基于组播的频道切换流程的示意图。

根据图1并结合机顶盒(STB)的解码原理,可以得知典型的频道切换主要经过以下几个步骤:

1)STB软件接受频道切换的指令并进行元数据的解析;

2)STB软件开始进行频道切换的操作;

3)STB退出当前的组播频道;

4)STB获得新频道的组播地址信息;

5)STB加入新的频道组播组;

6)STB所在网络响应其请求,经过一定的网络传输时延,STB收到第1个组播UDP包[4];

7)待STB的缓冲区满并收到I帧等关键解码信息,STB开始解码;

8)STB解码成功后,在视频输出缓冲区进行图像重构,并最终输出新频道的第1帧图像信号,频道切换成功。

通过上述分析,发现IPTV频道切换时间主要由硬件设备性能和网络信令交互时延决定。硬件设备主要有机顶盒、路由器和交换机等网络设备。对于机顶盒而言,其内部对于频道切换命令的处理、媒体流缓冲、压缩媒体流解码等都会引起时延;网络信令时延主要由组播协议机制引起。

总体来说,影响频道切换速度的有组播信令时延、机顶盒解码时延和I帧获取时延,各因素在整个时延中的比例大概如图1的时间刻度所示,可见等待I帧占的比例相当大,本文正是在这一理论基础上进行设计的。

基于服务器的FCC是一种由FCC服务器下发特制的以I帧为起始的单播节目流来提升频道切换时间的方法。通过在网络中部署FCC服务,可以有效回避等待I帧时间与IGMP交互时间,提升I帧传输时间,从而提高频道切换速度。

2 基于服务器的频道切换设计

为了加快频道切换时间,CDN架构下增强的QoE提供快速频道切换(FCC)技术,该技术将有效地降低IPTV频道切换过程中机顶盒解码[5]时延和I帧获取时延。以下是CDN快速频道切换技术采用基于服务器的方案设计。

2.1 FCC设计方案分析

如图2所示,传统流媒体服务器SS(SS可分为SC,SH,SE共3个功能模块)并不提供快速频道切换功能,而CDN流媒体服务器SS支持FCC的功能。这里需要指出的是,目前电信CDN架构的方式主要有2种模型:3级架构或2级架构。3级架构主要分中心片库、区域缓存节点和边缘节点;2级架构主要分中心片库和边缘节点,而省略缓存节点[6,7,8]。对于不同级别的SS,FCC模块都可以集成其中,只是在需要面对终端用户的区域缓存节点或边缘节点进行选择性部署。

该方案并不需增加额外服务器,只是在流媒体软件中嵌入FCC功能模块,这种方案只会增加SS的部分压力,而目前通用的服务器在性能上已经有很大提高,例如笔者测试的某品牌4U服务器,单台服务器可同时录制50路高清节目,单节点支持1 500个高清用户并发。可见目前通过提高服务器性能,或通过服务器集群部署,来缓解数据传输的网络压力,尤其是在提高用户体验方面,是各大运营商中普遍应用的方法。上文的CDN技术正是在这种指导思想下诞生的,所以基于服务器的FCC在理论和实践上都是可行的,而且该设计方案简单可行。这一实现方式的原理如下:

1)面对用户的SS接收IPTV系统内所有频道的多播流,并且对每个频道都进行短时间的缓存。这个非常重要,一般3~5 s即可。

2)频道切换时,机顶盒在要求加入新的多播组时,向SS服务器请求新频道的单播流,SS服务器将缓存区的新频道数据流快速单播给STB,单播流应该以IDR帧开始,这样用户数据会很快地呈现出画面,而且这个速率大于多播流的速率,这样会使用户单播流迅速追到实时组播流。

3)当单播流的数据赶上多播流时,STB主动切换回多播流接收,此次频道切换结束。

通过这种方式,机顶盒可以快速找到PSI信息和IDR帧,极大地缩短了机顶盒解码时延和I帧获取时延,从而降低频道切换时间。采用基于CDN流媒体服务器快速频道切换技术,可以有效地将用户频道切换时间降低到1~1.5 s左右,与传统的3~5 s切换时间相比,在用户体验上有质的提高。

2.2 FCC模块设计

FCC模块位于SE中,主要负责处理SH传来的关于FCC的自定义消息,同时根据IETF规范给机顶盒burst发流。限于篇幅,本文只给出FCC模块状态机设计模型(图3),对于消息定义及源码部分在此不做分析。

1)IDLE状态

收到请求消息,检查请求合法性,若一切正常,则进入NEW状态。

2)NEW状态

检查NEW状态是否超时,检查是否有正在录制请求的频道,若没有录制,则回复拒绝消息;检查是否收到终止消息,若收到终止消息,则进入CLOSING状态;取得请求频道的SI和BUF,若SI和BUF都READY,则进入BURSTING状态。

3)BURSTING状态

检查BURSTING状态是否超时。根据请求消息参数(STB BUFFER大小、burst速率)给机顶盒burst发流。若收到终止消息,则停止发流,进入到CLOSING状态。若burst过程中追上了LIVE点,则转入正常播放,进入到PLAYING状态。FCC模块burst发流采取尽力而为的策略,只发送BUFF里面的数据,若STB BUFFER大于该录制频道2个BUFF的总和,则按2个BUFF的大小发流。

4)PLAYING状态

检查PLAYING状态是否超时。按照频道的正常码率给STB发流,若收到终止消息,则进入CLOSING状态。若在发流的过程中没有录制新内容,则进入HUN-GRY状态。

5)HUNGRY状态

检查HUNGRY状态是否超时。若收到录制的新内容,则进入PLAYING状态,继续按正常码率给STB发流;若一直没有流,则进入CLOSING状态。

6)CLOSING状态

释放BUFF1和BUFF2;释放SI;关闭套接字;返回到IDLE状态。

3 FCC业务流程

如图4所示,完整的功能模块及业务流程如下:

1)用户按频道切换,触发STB向FCC服务器发送FCC请求消息,FCC请求消息包含STB接收流的端口、请求的频道ID、STB缓冲区的阈值等信息。

2)STB首先根据AAA下发的资源列表找到FCC服务器入口地址,该地址一般配置GSLB地址。然后STB向GSLB发送FCC请求消息。

3)GSLB给STB回一个重定向消息,重定向消息中包含STB所属POP节点的流媒体控制器SC(Streaming Controller)地址。

4)STB收到GLSB的重定向消息后再次向SC发送FCC请求消息。

5)SC给STB返回一个重定向消息,该消息包含该集群中负载较轻的会话处理器SH(Session Handler)的地址。

6)STB最终向该SH发送FCC请求消息。

7)SH收到STB请求消息后,给STB发送一个回复消息。回复消息包括将要burst的第一个RTP数据包的seqnum、burst的最大码率、burst的持续时间及要求STB最早加入组播组的时间等信息。

8)SH发送回复消息后通知集群中负载较轻的流媒体引擎SE(Streaming Engine),SE根据STB请求消息中的各参数及自身的算法进行burst发流。流的第一帧为I帧。

9)STB在接收burst流的过程中可以根据自身及网络情况给SH发送UPDATE消息,SH通知SE调整发流的burst速率。非初次发送的request消息,若它的域值与初次发送的请求消息不同,则将其称为UPDATE消息。

10)STB在接收burst流的过程中若发现数据丢失,可以给SH发送NACK消息,SH通知SE重传指定的数据。

11)当STB接收到组播流时,立即发送终止消息给SH。其中终止消息包含接收到组播流的第1个RTP包的seqnum。

12)SH根据终止消息包含的seqnum来决定是否断流。若该RTP包已发送,则通知SE立刻断流;若没发送,则让SE继续发流直到该RTP发送为止。

图5是对上述分析信令调度流程的时序图分析。

4 小结

基于服务器的FCC技术在实践中可采取与SS集群配置或者单独配置等灵活的配置方式。在工程中多将FCC和SE部署在一起,并在CDN架构下进行集群配置,该方案采用GSLB将STB调度到SC,最后重定向到负载较轻的SH,SH发送回复消息给STB的同时还将通知集群中负载较轻的SE进行发流。该方案可以处理STB请求并发量较高的情景(目前单FCC模块可支持1 000左右的用户并发请求)。这种部署方式在不额外增加服务器的情况下,只需要牺牲部分SS服务器的性能和占用部分额外带宽,通过FCC模块的缓存技术,以及组、单播的切换,极大地降低由于机顶盒解码造成的时延和I帧获取造成的时延,可将频道切换速度提高1~3 s,目前实验环境频道切换速度可达1.5~2 s,而未使用FCC前频道切换时长一般为3~5 s,可见该技术方案在实践中有很高的实用价值。后期若能增强STB等终端的软硬件水平,IPTV的频道切换速度定能达到更加理想的状况。

参考文献

[1]中国电信IPTV CDN技术规范[S].2008.

[2]韦乐平.三网融合与IPTV的发展[EB/OL].[2012-07-07].http://www.doc88.com/p-990520841980.html.

[3]罗斯青.一种改进的IPTV快速频道切换技术方案[J].电信科学,2007,23(10):22-25.

[4]FOROUZAN B A.TCP/IP协议族[M].王海,张娟,朱晓阳,等,译.4版.北京:清华大学出版社,2011.

[5]刘峰.视频图像编码技术及国际标准[M].北京:人民邮电出版社,2005.

[6]ETSI/DVB-IPTV FCC draft,Server--based fast channel change forDVB--IPTV systems[S].2011.

[7]IETF RAMS Internet draft,Unicast-based rapid acquisition of multi cast RTP sessions[EB/OL].[2012-07-01].http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-avt-rapid-acquisition-for-rtp-15.

快速频道切换篇2

新建一个Excel表格，然后打开所用的中文输入法，选中需要输入中文的单元格区域。单击“数据”菜单中的“有效性”命令，在弹出的“数据有效性”对话框中选中“输入法”选项卡，在“模式”框中选择“打开”，单击“确定”按钮，

选中输入数字的单元格区域，在“数据有效性”对话框的“模式”框中选择“关闭”并单击“确定”按钮。经过这样简单设置之后，用鼠标分别在刚才设定的区域中选中单元格，中文和英文输入方式就可以相互切换了。

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快速频道切换篇3

选择“斜杠”生活的原因不尽相同，有些人出于对本职工作的忧虑而备选工作，有些人因为兴趣爱好发展成“斜杠”职业；有些人拥有旺盛的精力足以应付多线工作状态……

看上去超级赞。但更多人同时抱有的是一份担心：“斜杠青年”是否跟各种互联网泡沫一样，只是一个现象级的概念？其实，已经有类似的呼声出现了，认为很多人连本职工作都没做好，就开始意淫“斜杠”人生。

一名优秀的“斜杠青年”一专多能，是时间的管理者。但，反之就是不断游离的、做事不专注的“三脚猫”。

人在职场，如何才能成为一名优秀的“斜杠青年”呢？

转型的过渡

做“斜杠青年”看起来很酷，但要做出成绩，仍然需要大量的准备，这甚至会成为公司人职业转型的过渡。

领英中国的公关总监黄雷观察这个群体已有多年，在他看来，他们的多重身份，更多只是“跨界”过程中的过渡。最终状态是，它帮助公司人找到真正热爱的事业，并且能有不错的回报，“当达到某个临界点时，不少人就彻底斜过去了。”

在探讨如何成为一名优秀的“斜杠青年”之前，先简单探讨一下时下年轻人为何热衷于此——原因不外乎以下几点：第一，生存压力，技不压身。多学一门手艺应对生活总不是坏事；第二，经济意识增强，投资学其中一个理论是：鸡蛋不放在一个篮子里。投资自己是最稳妥保险，投资一个可以赚钱的才艺，追求生命体验和生命质量。第三，只为兴趣爱好甚至情怀。这一部分人已经衣食无忧，甚至是功成名就，他们探索和尝试陌生领域，就是为了好奇或者好玩，增加生命的丰富程度。

做“斜杠”的时机

“斜杠青年”大部分是从兼职做起，做之前你要问清楚自己几个问题：本职工作是否能保持竞争力？打算把这个作为爱好还是未来转型的方向？打算花多少时间来做这件事？想要达成什么结果？

如果无法合理的时间和任务分配，可能会影响到白天的本职工作。我们并不建议一个社会新人去探索没有任何积累的领域，因为很可能两件事都干不好。

白禺，毕业于北京外国语大学高级翻译学院，且曾去联合国交流培养，有着相当深厚的翻译基础，已经工作了13年的他平时的主要工作就是负责外事接待，兼职做翻译工作是在工作后4到5年才开始的。他的原则是“本职工作第一，必须要在有余力的情况下我才会考虑向外拓展。”

“斜杠”工作对于体能和精力的要求都很高，需要你大量并持续地投入在这件事上。所以你最好能有足够的时间成本，甚至经济成本也很重要。

媒体工作者曹梦洁，同时也是NGO的创始人和纪录片制作者。2015年下半年她在黎巴嫩拍摄了有关难民儿童的纪录片，并打算通过“小马计划”为26名难民学生筹集一年的学费。媒体人的本职工作让她有大量可自由支配的时间。另外，她也认为首要前提是能养活自己，“如果我吃饭也愁，就别想拍纪录片了”。

做“自燃型”的职场人

伴随着“斜杠青年”现象的出现，未来，不稳定的工作可能会成为常态。自由职业的人不再是社会的少数派，甚至可能成为主流。

然而，真正自由职业者从来就不自由，是自律换来的。

多年前，台湾绘本作家几米接受采访时说到自由职业时表示，像他们这类自由职业的人，其实需要更加自律，因为没有外在规定的区别工作和生活的时间界线，就需要内心有一套时间标准。不然，自由就会变成散漫，滑翔慵懒，堕落。

真正自由职业的人，内心都有一台永动机，都会给自己设置KPI（指标）——通俗点说，就是不用鸡汤，自带鸡血。

未来职场，会更强调创新，更追求艺术与技术的结合，更需要职场人更多元的素质，更丰富的技能。

跨界的真正优势，并不是在于多一个身份，多一份收入而已。而是通过几个身份带来的资源，平台，和流量，可以交叉，整合，互换，最终发挥1+1>2的效果。

但跨界也分行业属性，而且也不是说不尊重工匠精神。这里就涉及到战略定位，时间精力管理，行业趋势判断等等一系列具体操作的能力。

跨好了，能成就一盘大棋；没跨好，就很有可能赔了夫人又折兵。

比专家更专业

要有足够的能力胜任某份工作，就得和该领域的专业人士竞争，甚至超过他们。但是相比行业内的专家，你没法投入所有时间和精力，因此你得比别人更快地掌握一些信息和技能。

作为一名数据分析师，李浩文在网上有一个更为人熟知的名字“Simon阿文”，这个名字所代表的身份是PPT达人。

“我的人生充满了斜杠。”李浩文是在大三时偶然发现制作PPT模板竟然能带来收入的。当时他抱着赚点零花钱的想法忐忑地上传了自己的模板，定价18元，在平台上售卖。没有料想到自己的扁平化设计会那么受到欢迎。现在他的网上课程已经售出了7500多份，仅其中一门课的收入就超过百万元。

“任何工具丢给你，都要立刻学会，并至少达到60分。”李浩文说。他的PS技能完全靠自学，制作PPT教程、摸索HTML5和信息图表则是在自学设计基础上的拓展。

技术需要打磨，经验需要累积，这也是为什么“斜杠”工作最好是你真正热爱的事。李浩文已经把“斜杠”工作当成了自己的娱乐方式，他称之为“变态的娱乐方式”，甚至偶尔放松一两天，他都会有很强的负罪感。

“斜杠青年”的必备标签

思维活跃、好奇心重

一个没有好奇心的人是很难成为“斜杠青年”的。需要马不停蹄地接触学习新事物。哪怕是任何一件不值得一提的事情，他也能立即搜索到自己需要的信息。

具备核心技术特长

一门核心的手艺是立足之本。短期的爱好可以形成一种身份，但是精耕之下的技能，才能转化成为有生命力的产品。

富有创造力的工作

“斜杠青年”中，从事独立摄影师、婚纱设计师、婚礼策划、烘焙师、旅行定制、私人医生、理财顾问、艺术课程培训等私人服务行业居多。它们往往适合单打独斗，重视创造性。

工作时间灵活

写作、传授、演讲、咨询等职业可以有大把的自由时间，计费形式灵活，适合“斜杠青年”从事。

擅于运营网络平台

互联网的发展也为多重职业提供了土壤。许多人的其中一条“斜杠”后面写着房主、微信公众号创办人、头条号博主等。在网络平台上可分享房屋、汽车、知识和技能，传授知识无须再借助一个教育机构，而是可以自由接驳。

做时间的主人

母线快速切换原理特点篇4

关键词：快速切换装置原理,切换方式

1 概述

以往母线用电切换大都采用工作电源的辅助接点直接 (或经低压继电器、延时继电器) 起动备用电源投入。这种方式未经同步检定, 电动机易受冲击。若经过延时待母线残压衰减到一定幅值后再投入备用电源, 电动机组的自起动电流很大, 母线电压将可能难以恢复, 从而对生产设备的稳定性带来严重的危害。故6KV工作母线采用了备用电源快速切换装置。该装置可避免备用电源电压与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对电机造成冲击, 如果失去快速切换的机会, 则装置自动转为同期判别或判残压及长延时的慢速切换, 同时在电压跌落过程中, 可按延时切去部分非重要负荷, 以利于重要设备的自起动。提高母线切换的成功率。

2 快速切换、同期判别切换、残压切换、长延时切换的原理及关系

图1所示为母线系统的某一段接线图, 图2为电动机切换时的等值电路图。图中Us-电源电压;Ud-母线上电动机的残压;Xs-电源等值电抗;Xm-母线上电动机组和低压负载的等值电抗 (折算到高压母线压) ;ΔU-电源电压与残压之间的差拍电压。

由图1所示, 正常运行时, 母线电源由发电机端经高压工作变压器提供, 备用电源由高压母线或由系统经起动/备用变提供。当工作电源侧故障时, 工作分支开关1DL将被跳开, 此时连接在母线上的旋转负载部分电机将作为发电机方式运行, 部分电机将惰行, 此时母线上电压 (残压) 的频率和幅值将逐渐衰减, 此时如备用电源2DL及3DL合上, 不可避免地将对母线上的电机造成冲击, 严重威胁旋转负载的自起动及安全运行。

图2所示为电动机重新接通电源时的等值电路图和相角图, 从图中可以看出, 不同的θ角 (电源电压和电动机残压二者之间的夹角) , 对应不同的ΔU值, 如θ=180o时, ΔU值最大, 如果此时重新合上电源, 对电动机的冲击最严重。根据母线上成组电动机的残压特性和电动机耐受电流的能力, 在极坐标上可绘出其残压曲线。

电动机重新合上电源时, 电动机上的电压Um为:

式中Xm-母线上电动机组和低压负荷折算到高压母线压后的等值电抗;Xs-电源的等值电抗;U-电源电压和残压之间的差拍电压。

令Um等于电动机起动时的允许电压, 即为1.1倍电动机的额定电压UDe:

则:

令:

假设K=0.67, 计算得到△U (%) =1.64。在图3中, 以A点为圆心, 以1.64为半径绘出A'-A"圆弧, 其右侧为备用电源合闸的安全区域。在残压特性曲线的AB段, 实现的电源切换称为“快速切换”即在图中B点 (0.3秒) 以前进行的切换, 对电机是安全的。延时至C点 (0.47秒) 以后进行同期判别实现的切换称为“同期判别切换”此时对电机也是安全的。等残压衰减到20%~40%时实现的切换, 即为“残压切换”。该切换可作为快速切换及同期判别功能的后备。为确保切换成功, 当事故切换开始时, 装置自动起动“长延时切换”作为事故切换的总后备。

3 母线残压特性曲线的影响因素

由于厂用母线上电动机的特性可能有较大差异, 合成的母线残压特性曲线与分类的电动机相角、残压曲线的差异也较大, 因此安全区域的划定严格来说需根据各类电动机参数、特性、所带负荷等因素通过计算确定。实际运行中, 可根据典型机组的试验确定母线残压特性。试验表明, 母线电压和频率衰减的时间、速度和达到最初反相的时间, 决定于试验前该段母线的负荷。根据残压特性可确定允许备用电源合上的最大相角差, 考虑断路器的合闸时间, 可进而整定出允许合闸前的最大相角差和频率差。

假定事故前工作电源与备用电源同相, 并假定从事故发生到工作开关跳开瞬间, 两电源仍同相, 则若采用同时方式切换, 且分合闸错开时间 (断电时间) 整定得很小 (如10 ms) , 则备用电源合上时间角差也很小, 冲击电流和自启动电流均很小。若采用串联切换, 则断电时间至少为合闸时间, 假定为100 ms, 对600 MW机组, 相角差为20°~30°。备用电源合闸时的冲击电流也不很大, 一般不会造成设备损坏或快切失败。有关数据表明:反相后第一个同期点时间为0.4~0.6 s, 残压衰减到允许值 (如20%~40%) 为1~2 s, 而长延时则要经现场试验后根据残压曲线整定, 一般为几秒, 自启动电流限制在4~6倍。可见, 同期捕捉切换, 较之残压切换和长延时切换有明显的好处。目前所用的真空开关, 合分闸时间很短, 这为实现快速切换提供了必要条件。

参考文献