PDF流媒体与标准：移动视频传输
为移动电话提供视频的时代已经到来，并有可能成为继无线通话之后的下一个“杀手级应用”。
汤姆·格斯特尔，特纳广播系统
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移动电话无处不在。每个人都有一部。想想你上次乘坐飞机，航班在地面延误时的情景。在可怕的通知之后，你立刻听到每个人都拿出手机开始拨号。
一小部分无线用户（即使是很小一部分，也有数百万用户）已经使用手机浏览网络，获取新闻、信息和娱乐。任何勇敢尝试过这些界面的人都知道，与PC网络浏览器相比，导航很困难，体验可能会令人沮丧。然而，人们仍然希望使用手机浏览，主要是因为信息的近距离可及性。用户已经决定，他们愿意忍受界面的缺点，以便立即获得他们正在寻找的信息，而不是等到他们身处另一个媒体源面前。
其他形式的便携设备也可用，但也有其缺点。便携式电视已经存在多年，并在市场上取得了一定的成功。它们具有合理的移动性，但其主要限制一直是人们想要的内容的访问。便携式DVD播放器已经达到了对消费者有吸引力的价格点，并且正在成为许多汽车的近乎标准配置。它们满足了在运输途中消磨时间的需求，但需要用户有意识地提前计划并为设备提供内容。
将人们对无限量视频内容的需求与随时随地接收内容的能力相结合，你就会明白为什么移动视频对于内容和移动行业来说都是重要的一步。
移动与无线
移动和无线之间存在很大差异，重要的是要结合上下文解释每一个。无线是一种访问方法，仅指设备如何获取内容。无线设备可以是任何东西，从移动电话到笔记本电脑再到广告牌。
移动设备可以根据其尺寸来考虑。移动运营商和内容提供商通常将PDA尺寸及更小的任何设备称为移动设备。人们将此类设备视为他们自身的个人延伸。它们不打算与他人共享。在这方面，移动设备的使用与传统电视观看截然不同。
传输机制
类似于互联网流媒体视频，移动视频主要分为两大类：直播流媒体和VOD（视频点播）。VOD进一步分为子类别：TVOD（真正的视频点播），其中内容在用户请求时流式传输到手机；以及预定下载，其中内容产品被预先下载到手机。
TVOD最有效地利用网络资源，因为只有用户请求的内容才会被流式传输到手机。它还允许提供更广泛的内容，因为手机上的存储限制不是一个因素。然而，TVOD在移动环境中存在一些缺点。为了提供令人满意的用户体验，蜂窝站点上必须提供与视频剪辑数据速率匹配或超过视频剪辑数据速率的稳定带宽。蜂窝站点的数据连接是共享资源，因此其他用户对带宽的消耗可能会对您的用户体验产生直接和不利的影响。
内容提供商需要移动运营商就运营商网络中真实世界的带宽条件提供指导。一个运营商的网络在最佳条件下可能支持高达128 Kbps的数据传输速率，但真实世界的条件决定了编码速率为56 Kbps或更低，以防止内容在手机上播放时出现缓冲。这是一个重要的考虑因素，因为面临蜂窝站点带宽争用的移动运营商通常会优先考虑语音流量。
将内容预定下载到手机可以确保最终用户获得更高的服务质量。视频服务中的每段内容都会在非活动期间下载并存储在手机的内存中。当用户选择一段内容时，播放是即时的，并且不受当前网络条件的影响。这使得即使在没有网络连接的情况下（无覆盖区域、隧道、飞机等）也可以观看内容。从内容提供商的角度来看，它还允许更高质量的视频。将128-Kbps的文件推送到手机不必实时进行，因此可以将更高数据速率的文件放置在手机上，从而提供更引人入胜的用户体验。虽然128 Kbps 让人联想到拨号调制解调器和ISDN时代，但考虑到当今手机的屏幕尺寸（通常为176 x 144像素），它提供了用户认为合理的图像质量和运动。视频的帧速率通常低于基于宽带PC的流媒体（手机上为8-10帧/秒，而基于PC的视频为15-30帧/秒），但小屏幕与眼睛的视觉感知相结合，弥补了较低的速率，从而产生了更好的质量外观。
虽然可以认为通过预定下载在手机上获得的内容质量优于流媒体，但用户可获得的内容数量范围要窄得多。当前支持此模型的手机迭代版本具有32到64 MB的内存用于视频存储。128 Kbps 的数据速率允许在手机上存储大约 34 到 68 分钟的视频。对于单个内容提供商来说，这已经足够了；然而，考虑到移动内容市场中已经有许多（20 多个）品牌，这使得每个提供商在手机上只有两到三分钟的内容。
更新频率也是一些内容提供商面临的问题。对手机的更新以“轮播”方式完成，以为竞争内容所有者提供平等的分发调度，完整的更新周期需要 60 到 90 分钟。对于娱乐内容，这不是问题。然而，对于新闻内容，等待 90 分钟来推送突发新闻故事是一种糟糕的用户体验。不断更新的新闻产品（电视、网站、广播）的性质已经训练用户期望他们正在阅读、观看和听到的内容是最新、最好的可用信息。
手机直播视频流是传统电视和移动市场之间的真正桥梁。一些有线电视网络通过附加服务提供，让您可以在任何有信号范围的地方随身携带网络。直播视频流的传输参数与 TVOD 类似。在整个会话期间，必须存在与流媒体服务器的连接。两者之间的主要区别在于，直播内容的平均会话时间通常更长，从而增加了用户进入覆盖范围较小区域时“流中断”的风险。
编解码器和格式
希望覆盖尽可能广泛的移动受众的内容提供商必须考虑以各种编解码器和格式制作其移动内容。正如基于互联网的内容提供商面临着以哪种格式提供其视频内容的困境一样，移动市场也同样分散，甚至更加分散，并且存在一个主要缺点：与基于PC的产品不同，用户可以下载额外的软件来观看内容，移动电话的CPU和内存相当有限，因此应用程序下载并不像以前那样普遍。用户期望他们访问视频所需的一切都已预加载到手机上。据估计，当今市场上只有不到10%的手机具有对视频播放的“原生”支持。
从积极的方面来看，移动运营商通常以月而不是年来衡量移动电话的平均寿命。更新的软件可以并且确实比人们对嵌入式系统的预期更短的周期内进入市场。
当今市场上的主流编解码器和格式分为三类：移动标准、供应商标准和专有编解码器。
移动标准主要由 3GPP（第三代合作伙伴计划）指定，该计划是几个电信标准机构的合作。3GPP 的范围不限于多媒体；它为当今的大多数基于 GSM 的网络提供规范。对于内容提供商而言，3GPP 多媒体标准系列规定了视频内容的容器，以及在该容器内复用的受支持的视频和音频编解码器。
当今的手机使用两种主要的视频编解码器：H.263 和 MPEG-4。H.263 用于大多数视频会议设备。这种编解码器提供极低的延迟，使其非常适合直播应用。解码的CPU要求也非常低，与当今手机内部的CPU功率非常匹配。然而，H.263 不被认为是“现代”编解码器，并且与当今可用的其他编解码器相比，它的带宽效率极低。
MPEG-4，或更具体地说是 MPEG-4 简单配置文件，是 H.263 的现代等效物。它具有许多相同的延迟和解码特性，但编码效率更高。移动领域的大多数内容提供商都将 MPEG-4 用作其 3GPP 内容的视频编解码器。
在未来 6 到 12 个月内，一种新的事实上的编解码器应该会广泛商业化：H.264。它也称为高级视频编码。该行业计划将 H.264 编码用于从移动设备到 HD-DVD 再到高清电视网络传输的所有领域。它承诺与当前的广播行业标准 MPEG-2 相比，编码效率提高两到三倍。基于硬件的 H.264 编码器目前已在市场上销售。基于软件的编码器正处于商业开发的各个阶段。它为给定的数据速率提供非凡的图像质量，并且预计在未来几个月内成为视频电话的标准配置。
然而，考虑到手机的生命周期，内容提供商在可预见的未来仍需要继续编码 H.263 或 MPEG-4 视频。
3GPP 规范有几种音频编解码器，它们为内容提供商提供了动态范围和编码效率的良好组合。
- AAC（高级音频编码）非常适合音乐内容，并在低数据速率（16 到 32 Kbps）下提供高效的保真度。
- AMR（自适应多速率）在 4.75 到 12.2 Kbps 的范围内提供良好的语音再现。
- QCELP（高通码激励线性预测），基于高通 PureVoice 编解码器，包含在基于 CDMA 的无线网络的 3GPP2 标准中。
两种流行的供应商标准是 RealNetworks 的 RealVideo 和 Microsoft 的 Windows Media 编解码器/格式。Windows Media 通常预加载在运行 Pocket PC Phone Edition 或 Pocket PC 2003 的手机和 PDA 上。RealNetwork 的移动播放器适用于 Symbian、Palm OS 和 Pocket PC 手机。一些诺基亚型号（9200 系列 Communicator 以及 3650 和 7650）在其嵌入式系统中内置了该软件。
这些格式为内容提供商提供了进入移动市场的最简单途径，因为他们中的许多人已经熟悉并已经为网络存在制作这种格式的内容。移动受众需要对编码参数进行一些微调，但总的来说，进入门槛远低于移动标准或专有编解码器。鉴于这两种标准编解码器都起源于拨号上网领域，因此它们也是低数据速率的高效编码器。
虽然基于 Pocket PC 和 Palm 的手机正在获得市场份额，但它们绝不是流通中的大多数手机，而且它们当前的价格点将阻止这种情况发生。使用这些编解码器将有助于您覆盖部分受众，但不是全部。
第三类格式和编解码器是专有的。其中许多基于 J2ME 虚拟机，是为没有原生视频支持的客户的手机提供视频内容的可行方法。编解码器本身针对低带宽操作和解码效率进行了优化。以这些格式编码内容是使用编解码器供应商提供的工具完成的。基于标准的 J2ME 解码器难以实现，因为虚拟机与解码操作相结合会产生额外的 CPU 开销，从而为这些优化的编解码器创造了利基市场。
鉴于这些播放器和编解码器需要下载到最终用户的手机上，因此与预加载功能相比，进入和接受的门槛更高。然而，它确实允许不愿或无法升级手机的热情用户利用您的产品。
编解码器和格式有很多种，并且没有简单的机制来选择支持哪些。提供商需要根据受众的人口统计特征以及他们携带的设备来识别受众。对于希望“无处不在”的提供商来说，这不是一个简单的类别选择。大多数提供商都以当今使用的大多数甚至所有编解码器和格式制作此内容。
服务客户
为移动设备提供成功的视频产品需要与移动运营商协调与合作。基于移动网络的网站可以在没有运营商合作的情况下运行，但是，考虑到视频的带宽和网络要求，没有运营商的投入，就不可能“为成功而设计”。当今的大多数视频服务都是与运营商合作开发的，运营商反过来帮助向客户推销该服务。这种营销可以带来数十万潜在用户，迅速提高对适当规模的服务基础设施的需求。
从服务质量的角度来看，如今最好让无线运营商为最终用户的请求提供服务。他们更善于在其网络内适当路由流量，并且他们了解其网络基础设施。对于一家运营商，特纳广播运营着一个原始流媒体服务器复合体，运营商的流媒体缓存连接到该复合体以获取内容。每个后续请求都会检查缓存有效性并记录到原始服务器复合体，但会从运营商的缓存中满足请求。如果缓存失效，则以数倍于流式传输到设备所需速率的速率重新获取内容。内容提供商获得准确的使用信息，运营商可以确保最有效的内容传输，最终用户可以从拓扑结构上最接近他们的内容服务中获得最佳体验。
质量保证/测试
移动产品中的变量太多，无法执行单元测试和端到端测试。当今在役的当前一代移动电话型号超过 100 种。虽然原生支持视频的手机数量相对较少，但随着视频播放成为许多即将上市的新手机的默认功能，这一数字将在明年大幅增加。产品往往因手机而异，需要额外的测试。虽然存在可以限制必要设备测试量的“系列”手机，但对于真正的质量保证，必须测试每部手机。不幸的是，这对于内容提供商来说通常是不切实际的，并且如果需要该级别的测试，则初始推出的测试安排将需要运营商测试资源。测试资源和标准因运营商而异，因此鉴于设备、服务和运营商网络之间的差异，标准化可能被证明是困难的。
模拟器是产品功能测试的合理资源。然而，考虑到非功能行为（延迟、缓冲以及在汽车中移动时的体验）的重要性，模拟器在许多方面都存在不足，并且并非适用于所有手机。
某些产品依赖于在给定市场中提供的新网络服务。通常，移动运营商会选择两到三个测试市场来执行功能和非功能测试。如果测试市场与您的内容开发资源所在地不一致，则必须更改测试迭代的长度以补偿前往测试市场的行程。考虑到某些内容产品的快速迭代，这可能会导致测试计划无法按时完成。
根据产品，可能需要使用测试版手机来测试您的产品。在手机商业发布之前，这些手机通常供不应求。很可能只会向组织提供一部手机用于测试/预览。除了测试的技术要求外，业务和营销人员还需要时间使用手机来演示功能并了解产品产品。在确定开发工作范围时，您必须考虑安排实际手机的测试窗口。
服务启动后，可以进行服务监控，但不如您期望的与 Web 服务监控相比，自动化或完整。手机通常不执行来自外部源（监控软件）的程序化操作，因此无法自动监控真正的端到端服务。在特纳，我们有一组用户定期检查他们手机上的产品，并将任何问题报告给我们的运营中心。虽然我们的服务以高度可靠性运行，但我们仍然发现自己容易遭受长时间的停机，因为报告问题所需的时间很长。我们监控某些组件以确保合理的服务水平并解决相应的问题，如表 1 所示。
表 1 维护服务水平的监控组件 |
|
| 监控组件 |
诊断价值 |
| 手机的 XML 元数据馈送通过格式良好且特定于系统的解析。 | 手机上的显示错误。如果某些数据字段超出字符限制，某些手机会显示神秘的错误。 |
| 移动 RTSP 流媒体和 HTTP 元数据服务器上的增量日志文件。 | 上游点的常规服务可用性。 曾经用于发现运营商网关的问题。 |
| RTSP 流媒体日志中的错误率和频率。 | 可以识别内容发布问题（404，文件未找到等）。 |
| HTTP 元数据日志中的错误率和频率。 | 通过访问控制列表控制元数据访问。 来自“合法”用户的拒绝请求表明 ACL 问题。 |
这为我们提供了合理的保证，即我们控制的资源可用于服务请求。在这方面，它与特纳对其 Web 属性进行的监控相当。我们可以回答这个问题：“我们是否合理地确信，如果用户具有有效的访问权限，他们就可以获得我们的内容？”与 Web 属性一样，我们将支持的划界线放在我们的前门。考虑到内容提供商和用户之间的关系，如果能更好地“用户视角”了解手机和我们的内容之间是否存在阻碍访问的内容，那就太好了。
正如最近的新闻所表明的那样，移动视频继续发展成为无线运营商和内容制作商的必备产品。消费者需求将推动该产品的成熟，使其在明年从早期开发走向主流。新的无线设备（例如 Sirius 卫星广播公司宣布计划向汽车后座单元分发视频）将进一步推动市场对内容的需求。
汤姆·格斯特尔是 CNN 互联网技术公司（特纳广播系统的一个部门）的增强内容系统主管。他负责 CNN.com、NASCAR.com 和 CartoonNetwork.com 等网站的制作系统，这些网站为有线电视市场制作流媒体视频、移动视频和视频点播。格斯特尔曾在 CNN 担任过各种职位，最初是在 Web 开发部门工作，支持 CNN.com 于 1995 年推出。他拥有伊萨卡学院电视/广播专业的理学学士学位。
最初发表于 Queue 第 3 卷，第 4 期—
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