ISMA Idle Signal Multiple Access 空閑信號(hào)多址
1.Idle Signal Multiple Access -- 空閑信號(hào)多址
MPEG2 TS與ISMA的比較
1． 目的比較
ISMA僅是為了Internet上的流媒體服務(wù)而做的標(biāo)準(zhǔn)，因此其目標(biāo)是互聯(lián)網(wǎng)上的低碼率點(diǎn)播節(jié)目和低并發(fā)率。TS則是媒體行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是基于寬帶的數(shù)字視頻廣播，并且支持多種基本媒體流和多種媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)有十多年實(shí)際的大規(guī)模普遍性應(yīng)用，得到全球廣播行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的一致認(rèn)同。而ISMA的歷史相對(duì)較晚，且在行業(yè)上的認(rèn)同度較低，也沒(méi)有大規(guī)模的部署案例。
2． Streaming Server的兼容性與升級(jí)
a) 文件格式的兼容性
在ISMA中，不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)有不同的文件格式，比如MPEG-4和H.264的文件格式都不一樣，因此在文件格式上是沒(méi)有任何兼容性的。而TS的存儲(chǔ)則與媒體編碼格式無(wú)關(guān)，MPEG-2 TS可以將任何格式的內(nèi)容封裝到它里面。在對(duì)TS流進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，只需將其進(jìn)行分段處理，然后加上Index信息，并與TS流共同存儲(chǔ)即可。因此采用TS流的文件格式具有更好的兼容性，這對(duì)IPTV平臺(tái)的平滑升級(jí)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)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(gòu)區(qū)別較大，升級(jí)困難，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
? ISMA1.0視頻基于MPEG-4 Part2，以SP和ASP為基礎(chǔ)，并沒(méi)有涉及到H.264, 而ISMA2.0則是基于H.264；
? ISMA2.0不兼容ISMA1.0，即ISMA1.0的servers和Clients不能平滑升級(jí)到ISMA2.0系統(tǒng)具體原因表現(xiàn)在：
? 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(méi)有正式發(fā)布），加入了一些特有的限制和擴(kuò)展，如不允許采用交織模式、不允許通過(guò)RTP包傳輸視頻序列參數(shù)和幀圖像參數(shù)等；
? SDP消息格式不兼容：由于ISMA1.0和ISMA2.0 視頻RTP打包方式的不一樣，導(dǎo)致SDP的消息承載格式和內(nèi)容也不一樣，如交織模式的定義參數(shù)不能在SDP消息中出現(xiàn)，有關(guān)視頻序列參數(shù)和幀圖像參數(shù)通過(guò)SDP傳輸、增加了一些特有的域等；
? 文件的存儲(chǔ)方式不一致：ISMA1.0基于MPEG-4 Part14（*.MP4）， 而ISMA2.0的文件格式基于MPEG-4 Part15(*.avc1)，對(duì)ISMA1.0的文件格式進(jìn)行了擴(kuò)展，如H.264的參數(shù)存在文件中的AVCDecoderConfiguration等。
ii. H.264
目前H.264專業(yè)級(jí)編碼器主要是以TS為主，而支持H.264的ISMA2.0剛出來(lái)，還沒(méi)有支持。
3． 處理方法和性能
a) 處理方法
ISMA的處理方法是：從編碼端到解碼端的所有環(huán)節(jié)，均需建立多個(gè)音視頻和其他數(shù)據(jù)流的RTP Session，因此在做Streaming Server的I/O時(shí)，需要管理多個(gè)輸入輸出，多個(gè)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(lái)了較大的算法復(fù)雜性，同時(shí)降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可*性。而TS則將多個(gè)音視頻和其他數(shù)據(jù)流復(fù)用在一起，僅需建立一個(gè)RTP Session，因此在做I/O，Buffer管理和音視頻同步等方面將會(huì)簡(jiǎn)單和容易得多。
b) 端口需求
在NAT和防火墻上，ISMA需要為音視頻RTP分別分配端口，是TS流的兩倍。
c) 性能
從上面的處理方法可以看出，用ISMA標(biāo)準(zhǔn)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性能和內(nèi)存，從而嚴(yán)重地影響系統(tǒng)的性能。根據(jù)Darwin系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)，我們?cè)谝慌_(tái)高性能機(jī)器上，也只能跑較少的Stream并且會(huì)有掉線情況發(fā)生。若采用TS流，則會(huì)支持幾百個(gè)2M以上的Stream并且不會(huì)掉線。
d) AV Sync
ISMA的AV Sync是依*RTP中的Time Stamp來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此在同步時(shí)，需要等到音視頻的RTP都到達(dá)后才能實(shí)現(xiàn)AV Sync。而TS流則不存在此問(wèn)題，因?yàn)槠鋾r(shí)間信息都在一個(gè)流中。而且TS的AV Sync只需在編碼和解碼端實(shí)現(xiàn)，中間的其他環(huán)節(jié)，如流服務(wù)器等，不需要參與，可以降低Streaming Server的算法和處理復(fù)雜度。ISMA則相反，不光需要編解碼器，同時(shí)需要Streaming Server參與AV Sync的處理，消耗了Streaming Server的資源，增加了算法復(fù)雜度和性能代價(jià)，并且降低了系統(tǒng)的可*性和穩(wěn)定性。
e) 解碼端
用ISMA對(duì)解碼器的要求也比TS流更高。TS流的主要工作是在解復(fù)用上，即解復(fù)用器需要分析PSI信息，然后根據(jù)PSI信息獲取音視頻的PID，在通過(guò)PID濾波，得到視音頻流，輸出到各自的Buffer中。由于TS是固定的188字節(jié)包結(jié)構(gòu)，因此PID在包中的位置固定，濾波很容易實(shí)現(xiàn)。根據(jù)我們的評(píng)估，采用軟件TS流解復(fù)用的方法，在Equator BSP-15平臺(tái)上，占用的CPU資源不足5%。而用ISMA時(shí)，由于多個(gè)RTP Session，因此需要有多個(gè)Buffer，并對(duì)其管理。所以采用ISMA時(shí)使用的Memory和CPU資源也更多。
4． 對(duì)直播的支持
a) 頻道切換
若采用ISMA方式，在Live TV做頻道切換，STB需要從系統(tǒng)中重新獲取ISMA的文件頭。因?yàn)镾TB解碼時(shí)所需的很多信息在此文件頭中。所以系統(tǒng)還必須還有一整套ISMA的文件頭的生成和管理。同時(shí)還會(huì)造成解碼頻道切換的延遲。
在Live TV做頻道切換時(shí)，STB還需要獲取SDP以便得到解碼所需要的一些具體參數(shù)。再加上傳統(tǒng)的ISMA流中I幀間隔較長(zhǎng)，一般多于4秒，從而造成STB的頻道切換時(shí)間長(zhǎng)，完全不能滿足電信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2秒鐘。
b) 直播參數(shù)的改變
在做Live TV時(shí)，如果編碼器的參數(shù)被修改了之后，需要STB與編碼器或Streaming Server重新建立RTSP Session，以獲取新的SDP，然后才能從SDP中得到解碼所需要的一些具體參數(shù)。而在TS流中，所有的解碼參數(shù)均是伴隨著碼流一起下來(lái)的，因此不需要建立另外的Session，解碼器反應(yīng)速度會(huì)更快。
5． Trickmode和DRM
a) 在ISMA中，沒(méi)有一個(gè)關(guān)于Trickmode的詳細(xì)的定義，特別是在RTP中。因此各個(gè)廠家的Trickmode定義都不一樣，導(dǎo)致沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)也就失去意義。若采用TS流的方式，則我們可以在其extension中詳細(xì)定義Trickmode的相關(guān)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(shí)還可以通過(guò)擴(kuò)展，定義丟包重傳機(jī)制，保障用戶的服務(wù)質(zhì)量。
b) 在ISMA中，雖然定義了DRM采用AES的加密方法，但其DRM不具有擴(kuò)展性。表現(xiàn)在：不支持多種DRM方法和加密標(biāo)準(zhǔn)，不支持對(duì)Key的管理。而TS則剛好解決了這一點(diǎn)，可以在RTP的extension中可以定義Key的管理方法和映射關(guān)系，以及不同的DRM方法和標(biāo)準(zhǔn)。使得系統(tǒng)在DRM方面具有廣泛的兼容性。
6． 內(nèi)容考慮
a) CP的支持
目前，大部分CP都是電視臺(tái)、電影公司和廣電公司，他們主要的片源都是采用MPEG-2 TS流封裝格式。因此TS能更好的適應(yīng)CP的主要現(xiàn)狀和需求。
b) 專業(yè)編碼器支持
目前全球的主要專業(yè)編碼器如Tandberg，Harmonic等都支持TS流封裝格式，只有少數(shù)廠家支持ISMA流格式。
7． 芯片支持
目前，所有的MPEG-4和H.264的解碼芯片均支持TS。所以選擇TS可以為STB提供更多的選擇方案，利于降低STB的成本。
8． 家庭網(wǎng)絡(luò)
a) STB要接入家庭網(wǎng)絡(luò)，需要支持DLNA。而在DLNA中，MPEG-2及TS是必選標(biāo)準(zhǔn)。
b) 目前家庭網(wǎng)絡(luò)中所有的攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)均支持MPEG-2 TS而不支持ISMA。
c) 目前家庭網(wǎng)絡(luò)中所有的DVR，編輯設(shè)備均支持TS，而很少支持ISMA。
9． 傳統(tǒng)數(shù)字電視的支持
a) 目前在廣電領(lǐng)域，DVB全部是采用TS流封裝格式。因此，若采用TS，可以做到與廣電領(lǐng)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，這樣更有利于電信與廣電的競(jìng)爭(zhēng)。
b) 廣電的趨勢(shì)是今后支持H.264 (MPEG-4 AVC)，并采用TS流封裝格式。因此有利于我們平滑升級(jí)到H.264。則可以直接從衛(wèi)星上接受信號(hào)并直接進(jìn)入IPTV系統(tǒng)，不用轉(zhuǎn)碼。
c) TS是一個(gè)真正的開(kāi)放性的標(biāo)準(zhǔn)，有利于實(shí)現(xiàn)真正的“三網(wǎng)合一”。
10． 媒體匯聚和交換
采用TS格式，利于媒體的交換和匯聚。IPTV網(wǎng)絡(luò)的最終目標(biāo)是發(fā)展為內(nèi)容交換網(wǎng)絡(luò)。顯然，媒體文件過(guò)大，并不利于內(nèi)容的交換。而TS每個(gè)包只有188個(gè)字節(jié)，格式固定，利于交換。同時(shí)，TS是媒體行業(yè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，這樣利于媒體的匯聚，可以支持我們從網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)獲取內(nèi)容，并匯聚成一個(gè)完整的內(nèi)容。
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