流媒體併發量與寬帶、碼率計算詳解

碼率計算公式

             基本的算法是：【碼率】（kbps)=【文件大小】（字節）X8/【時間】（秒）*1000
             音頻文件專用算法：【比特率】（kbps)=【量化採樣點】（kHz）×【位深】（bit/採樣點）×【聲道數量】（一般爲2）
            舉例，D5的碟，容量4.3G，其中考慮到音頻的不同格式，所以算爲600M，（故剩餘容量爲4.3*1000-600=3700M），所以視頻文件應不大於3.7G，本例中取視頻文件的容量爲3.446G，視頻長度100分鐘（6000秒），計算結果：碼率約等於 4933kbps。


併發量計算公式
    併發量 = 寬帶（m）*8/【碼率】（mbps)
    舉例：視頻文件1.1G ，時長1:46:11 ，寬帶100（M)=100/8=12.8M/s
             碼率=1100（M）*8 / 6371(s)=1.3（mbps）
             併發=12.8（M/s）*8/1.3（mbps）=78.7

參考資料：
1、基本參數


    STAT硬盤的實際讀寫速度約是50MB/S，單位爲兆字節每秒（MB/s）。


    單路視頻流的碼率約是384Kbps，單位爲千比特每秒（Kbits/s），換算爲字節計算法是48KB/S，單位爲千字節每秒（KB/s）。


    每個視頻房間支持2路視頻的錄製，則每個房間的碼流是768Kbps，換算爲字節計算法是96KB/S。


    單臺服務器的接入帶寬是1Gbps，換算爲字節計算法是128MB/S。


    本計算法只考慮服務器硬盤讀寫速度和網絡帶寬的限制，忽略服務器的CPU、內存等因素。


    2、根據硬盤的瓶頸計算


    計算公式：


    硬盤讀寫速度/每個房間的碼流 = 實際支持的錄像併發數（或回放的併發數）。


    實際計算數值：


    (50*1024)/96 = 533


    結論：


    單臺服務器同時支持500個房間（1000人）同時錄像（或1000路併發回放）。


    回放指的是實時的播放流，並不包括採用本地緩存和緩衝機制的點播流。


    如果每個房間只有1路錄製流，則錄像併發數是1000個房間。


    這是硬盤的瓶頸。


    3、計算所需要的網絡帶寬


    計算公式：


    (每個房間的碼流*500個房間) = 500個房間所需要的帶寬。


    實際計算數值（使用Kbits/s作爲計量單位）：


    (768*500)/1024 = 375Mbits/s


    結論：


    500個房間同時錄像所需375Mbits/s上下行對等帶寬。


    這是帶寬的需求。


    4、更多計算


    （1）按照每個房間增加1路觀看者，計算一下需要多少帶寬？


    觀看者同時觀看房間裏的2路視頻，每個房間所需碼流是768Kbps，單位爲千比特每秒（Kbits/s）。


    計算公式：


    觀看者實時碼流*500個房間 = 觀看者所需佔用帶寬


    實際計算數值（使用Kbits/s作爲計量單位）：


    (768*500)/1024 = 375Mbits/s


    結論：


    如需爲每個房間增加1路觀看者，同時接收2路錄像者視頻，則需要增加375Mbits/s上行帶寬。


    （2）對錄像者的終端帶寬要求


    上行帶寬：至少384Kbps，單位爲千比特每秒（Kbits/s）。


    下行帶寬：至少384Kbps。


    （3）對觀看者的終端帶寬要求


    上行帶寬：不需要。


    下行帶寬：至少768Kbps。


    （4）單臺服務器的運行費用估算


    購置機器：1萬元。


    託管費用：5000元/年。


    帶寬費用：18萬/年（按照IDC報價，1Gbits的帶寬月租是1.5萬元）。


    軟件服務：24萬/年（按照廠家報價，視頻軟件的月服務費是2萬元）。


    5、相關數據


    （1）普通寬帶的帶寬計算法


    普通家庭寬帶和辦公室寬帶，仍以ADSL居多（小區光纖優於普通電話線ADSL），因此我們將以電話線ADSL爲例來說明。


    電信運營商給出的帶寬是2M、4M、10M等等，這個速率值是指爲用戶提供的帶寬數值，單位是bps（比特位），而且這個帶寬僅是用戶端到當地電信的速率，並非指用戶到達目標服務器的有效使用帶寬。而且，ADSL是非對等網絡，剛纔說的數字只是ADSL的下行帶寬，也就是下載速度，ADSL的上行帶寬只有384Kbps，有些地區的ADSL上行只有256Kbps。


    當用戶需要進行視頻錄製時，所需要的帶寬是384Kbps（單位比特位），這個速度正好是ADSL的上行速度。因此，用戶在錄製的時候，並不能讓其他程序佔用帶寬，例如迅雷、電驢等軟件。


    計算ADSL下行帶寬有很直觀的方法，就是觀察下載速度，一般來說下載速度是按照Byte/s（字節/秒）來顯示的，需要轉換爲bits/s（比特/秒）才行，換算關係是1Byte/s = 8bits/s（即8bps），例如：


    2M的ADSL用戶在下載時可以達到135KB/s-220KB/s，即1280Kbps（即1280Kbits/s）。


    （2）用戶端所需要的帶寬


    實時的視頻流需要穩定的帶寬，當帶寬不穩定時，會出現較大的延時和丟包現象，造成視頻的停頓（俗稱卡），當網絡恢復時，也會出現視頻快速播放的情況（這是剛纔因網速較差造成的堵塞數據）。


    計算實時視頻所需要的帶寬方法很簡單。


    發送者：


    上行帶寬：單路視頻的碼流就是所需的上行帶寬，一般ADSL是可以支撐的，除非視頻質量參數設置的很高。


    下行帶寬：接收到的視頻數量*每路視頻的碼流，就是所需的總帶寬（要除去自己的那路視頻流），例如4路視頻時，減去自己的1路，計算3*384=1.2Mbps，因此需要1.2M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。


    觀看者：


    上行帶寬：觀看者的上行帶寬要求很低，只需要可以傳送控制指令和聊天信息等消息流即可，但網絡的穩定性要求依然很高。


    下行帶寬：接收到的視頻數量*每路視頻的碼流，例如4路視頻，計算4*384=1.5Mbps，因此需要1.5M的下行帶寬（至少2M的ADSL才行）。