1、第第10章章 多媒体的应用多媒体的应用多媒体应用的最基本特点 当前网络技术发展的一个最基本特点就是：在尽可能不改变现有Internet基础架构的基础上，克服TCP/IP只针对普通数据传输的缺点，完善多媒体通信的各种技术，建立和发展立足于Internet的多媒体应用。Internet实时传输的严重问题 Internet实时传输的一个严重问题在于不可预测的网络行为，在不采取任何措施的情况下，多媒体数据的组块丢失率很高，这很难让人满意，尤其是在一些有关音频数据的应用上。解决数据丢失的思路 有两种思路来解决这类问题：第一种方法是通过预订所需的网络资源来避免由网络拥塞引起的组块丢失。第二种方法要求用户必
2、须接受Internet提供的各种不同的服务质量。为避免组块丢失，可以把某个具体的多媒体应用的传输参数调节成与当前网络的状态一致。典型的自适应性应用FreePhone FreePhone是由INRIA(高速网和开放网研究小组)开发，是一种会议工具。发送端和接收端都是IP终端设备。它将速率控制和正向纠错技术结合起来，为Internet上的语音传输提供了稳定的质量保证。它根据RTCP的 QoS状态报表来调节传输速率以及加入到音频组块中的冗余信息的数量。具体来说，FreePhone有一种机制，可以根据统计得到的QoS参数来调节具体的播放缓冲区的大小。FreePhone 级别序号组合级别带宽/kb/s0
3、（PCM）646（ADM4，ADM3（1），ADM2（3）727（ADM3、ADM3（1）、ADM2（2）、ADM2（3）808（ADM3、ADM2（1）、ADM2（2）、ADM2（3）7213（ADM2、ADM2（2）32 FreePhone支持PCM编码，支持从16kb/s（ADM2）到48kb/s（ADM6）范围内的ADM编码，支持GSM（13kb/s）及LPC（4.8kb/s）的编码方法。在组合速率及差错控制方面，FreePhone使用了多种编码组合级别，其部分级别示例如下表所示。多投点传播主干网Mbone 1992年，Internet工程任务组（IETF）进行了一系列组通信实验，实验
4、数据是实时的音颇和视频信息；这些数据以压缩的音频和视频信号形式从源站点用一系列的UDP分组成功地发送给一个组地址(其组成员分布在世界各地)。这个多媒体试验平台就被称为Mbone。具体来说，Mbone是一组互联的子网和路由器，它们都支持lP组通信。Mbone的目标是建立一个半永久的IP组通信试验平台，使得组通信应用不必等到互联网上普遍采用支持组通信的路由器时才能实现。Mbone结构 IP电话 IP电话（又称IP Phone或VoIP）是建立在IP技术上的分组化、数字化传输技术，通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按行打包，经过IP网络把数据包传输到接收地，再把这些语音数
5、据包串起来，经过解码压缩处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由IP网络传送语音的目的。经过IP电话系统的转换及压缩处理，每个普通电话传输速率约占用811Kbit/s带宽，因此在与普通电信网同样使用传输速率为64Kbit/s的带宽时，IP电话数是原来的58倍。IP电话网关电话网关 IP电话的核心与关键设备是电话网关。IP电话网关具有路由管理功能；它把各地区电话区号映射为相应的地区网关IP地址。这些信息存放在一个数据库中，有关处理软件完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打IP电话时，IP电话网关根据电话区号数据库资料，确定相应网关的IP地址，并将此IP地址加入IP数据包中，同时选
6、择最佳路由，以减少传输时延，IP数据包经互联网到达目的地IP电话网关。IP电话与PC之间进行语音通信的系统结构 IP电话的关键技术简述（1）信令技术（2）编码技术（3）服务质量（QoS）保证技术（4）网络实时传输技术（5）静噪抑制技术和回声消除技术 基于有线电视网络的IP电话 1基于DOCSIS 1.1数据电缆网络的IP电话系统结构该系统由三个网络组成：（1）公用电话网PSTN（2）DOCSIS HFC接入网（3）可管理的IP骨干网：这是该系统的核心部分 1）网络中有一些功能组件，负责信令、媒体流、网络监控和服务质量的建立，IP骨干网为这些功能组件提供互联。2）可管理的IP骨干网提供了DOCS
7、IS HFC接入网与其他IP骨干网、DOCSIS HFC接入网与公用电话网PSTN之间的互联。可管理的IP骨干网 可管理IP骨干网包括以下功能组件：（1）多媒体终端适配器（MTA）（2）电缆调制解调器（Cable Modem）（3）HFC接入网（4）Cable Modem端系统（CMTS）（5）呼叫管理服务器（CMS）（6）PSTN网关（7）运营支持系统（OSS）利用有线电视HFC网络的实践意义 有线电视HFC网络是一个宽带网络、具有实现用户宽带接入的基础。1998年3月，ITU组织接受了MCNS的DOCSIS标准，确定了在HFC网络内进行高速数据通信时的规范，为电缆调制解调器（Cable M
8、odem）系统的发展提供了保证。由于在HFC的数据通信系统Cable Modem中采用了IP协议，所以很容易开展基于IP的业务，IP电话是其中最有价值的业务之一。这必将为有线电视事业发展带来新的发展机遇。视频会议 视频会议系统是一种新型的通信手段，它可以点对点通信，也可以多点对多点的通信。它在同一传输线路上承载了多种媒体信息：视频、音频和数据等，实现多点实时交互通信，同时也可以将不同地点与会人员的活动情况、会议内容及各种文件以可视新闻的形式展现在各个分会场，这是一种快速高效、日益增长、广泛应用的新的通信业务，是当前网络多媒体领域最复杂的应用之一。H.323协议栈 H.323协议栈结构 H.32
9、3的拓扑结构 在H.323终端中，可供选择的标准包括视频图像编码器H.263/H.261）、音频编码器（G.71X/G.723.1）、T120实时数据会议（Real Time Data Conferencing）和MCU的功能。但所有的H.323终端都必须具备声音通信的功能。所有H.323终端必须支持H.245标准。H.323终端结构 H.323网关 网关可连接的终端包含PSTN终端、与H.320（运行在窄带ISDN网络上）兼容的终端以及运行在PSTN上与H.324（可视电话）兼容的终端。终端与网关之间的通信使用H.245和Q.931。H.323网关提供许多服务，但最基本的服务是对在H.323
10、会议终端与其他类型的终端之间传输的数字信号进行转换。H.323会务器 会务器是H.323中最重要的部件，是它管辖区域里的所有呼叫的中心控制点，并且为注册的端点提供呼叫控制服务。从多方面看，H.323会务器就像是一台虚拟的交换机。会务器执行两个重要的呼叫控制功能。一个是定义在RAS规范中的地址转换，即将终端别名和网关的LAN别名转换成IP或者网际信息包交换协议（Internetwork Packet Exchange，IPX）地址。另一个也在RAS规范中定义，如果已经设定了局域网上同时召开的最大会议数目，一旦超过这个设定值时，会务器可拒绝更多的连接，以限制总的会议带宽。而其余的带宽用于电子邮件、
11、文件传输和网上的其他应用。H.323多点控制单元 MCU支持在3个或者3个以上的端点间召开视频会议。在H.323视频会议中，一个MCU单元由多点控制器（Multipoint Controller，MC）和若干个多点处理器（Multipoint Processors，MP）组成。MC处理H.245推荐标准中指定的在所有终端之间进行协商的方法，以便确定在通信过程中总共可使用的声音和视频图像的处理能力，MC也控制会议资源，确定哪些声音和视频数据流要向多个目标广播，但不直接处理任何媒体流。MP处理媒体的混合以及处理声音数据、视频图像数据和其他数据等。MC和MP可以作为单独的部件或者集成到其他的H.32
12、3部件中。H.323多点视频会议 1集中式视频会议 2分散式视频会议 3声像集散混合式多点视频会议 4会议集散混合式多点视频会议 基于局域网的视频会议解决方案 该方案可以基于H.323网络视频会议标准实现多点会议，实现每秒30帧的画面传输质量。主要基于现有的局域网，对桌面系统带宽的要求为10100Mb/s。基于不影响数据的正常传输。可以支持T.120数据会议标准，实现数据共享。基于ISDN广域网的视频会议解决方案 基于H.320网络视频会议标准实现多点会议，可实现每秒15或30帧的画面传输质量，基于ISDN广域网。15帧时要求带宽128kb/s以上，而30帧时则要求384kb/s以上。基于卫星
13、网的视频会议解决方案 该方案支持H.331单向广播和H.221双向通信，实现每秒1530帧的画面传输质量，基于卫星网。带宽要求同ISDN广域网的视频会议解决方案。支持会议室和桌面系统协同工作，支持T.120 数据会议标准，实现数据共享。利用Windows NetMeeting 进行视频会议 1Windows NetMeeting的设置2Windows NetMeeting的使用 3Windows NetMeeting的互动功能Internet的回归P2P技术 P2P实质是peer-to-peer的意思，是对等联网。每一个P2P技术的用户，从技术上天生就注定了在充当Client（客户端）的同时也
14、必定充当着Server（服务器端），每个人在从其他用户哪里获得信息的同时也必定把自己的部分信息开放给别人共享。在P2P的领域里，每一个成员或许有上载下载量的区别，但是从权利和义务上来看，每一个都是完完全全一致的。目前认为：该类应用在加强网络上人的交流、文件交换、分布计算等方面大有前途。P2P的先锋Napster Napster是由只有18岁的肖恩范宁（Shawn Fanning）开发的，它提供了一个新的软件供音乐迷在自己的硬盘上共享歌曲文件，搜索其他用户共享的歌曲文件，并到其他也使用Napster服务的用户的硬盘上去下载歌曲。这里，搜索和下载操作都是在Napster用户之间自发地完成的，对用户
15、来说只要定义好下载的任务就可以了，其他的一切完全是透明的。这种透明性是Napster程序的唯一功能：即向服务器了解当前有哪些用户愿意共享信息，然后在这些用户的硬盘里搜索并下载该信息。因此，虽然Napster提供服务允许音乐迷们交流MP3文件，但是其服务器中除了用户们的注册信息外却没有一首歌曲的MP3文件。IPTV系统 IPTV即交互式网络电视，是一种利用宽带有线电视网，集互联网、多媒体、通信等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的技术。IPTV之所以被称作“TV”，是因为以内容为核心定义的，仅指节目源是TV的，与显示终端是否是电视机没有必然关系。IPTV系统框架 内部
16、提供商内部集成商网络运营商用户电视节目VOD其他信息服务类、娱乐类节目内部整合与控制管理组播点播增值服务IPTV边缘设备用户IPTV关键技术 1视频编解码技术2数字版权管理3VDN技术 4组播技术IPTV终端 1基于PC的终端系统2基于STB的终端系统3移动终端系统 lPTV的发展 IPTV注定拥有旺盛的生命力，因为它是历史的选择。IPTV业务既超越了数字电视的概念，也不等同于传统的电信增值服务，而是一项能够推动通信网、互联网和广播电视网三网融合进程的革命性应用。首先，IPTV业务的产生，是人类通信需求不断提升的必然结果；其次，IPTV是三网融合的产物，体现了现有网络向下一代网络演进，信息社会中的网络、技术和业务全面走向融合的必然趋势。
