第六章

多媒體通信技術(shù)

趙問道博士

浙江大學(xué)信息與通信工程研究所：1第六章多媒體通信技術(shù)多媒體信息與網(wǎng)絡(luò)多媒體通信系統(tǒng)組成多媒體通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)流媒體技術(shù)多媒體通信應(yīng)用2多媒體信息與網(wǎng)絡(luò)多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸特性

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對多媒體信息傳輸?shù)闹С?/p>

3多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸特性多媒體通信有許多共同特征，但對其他多媒體應(yīng)用來說這些特征又是多媒體通信特有的。需要實(shí)時(shí)傳輸連續(xù)媒體的信息，如音頻和視頻信息，因此要求信息傳輸端到端延遲小。要交換的數(shù)據(jù)量特別大，媒體信息需要壓縮編碼，因此在多媒體通信應(yīng)用中，音、視頻的壓縮編碼是必不可少的。

所有的媒體類型（包括音頻和視頻）都可以通過兩種模式來傳輸：用于同步顯示的實(shí)時(shí)傳輸模式和下載模式。下載是一個(gè)異步過程，在網(wǎng)絡(luò)上下載的是多媒體信息還是其他數(shù)據(jù)類型對網(wǎng)絡(luò)的要求都相同，差別在于數(shù)據(jù)量的大小。在實(shí)現(xiàn)多媒體通信的應(yīng)用系統(tǒng)中，媒體的傳輸是采用實(shí)時(shí)傳輸模式，而這種依賴時(shí)間的媒體的實(shí)時(shí)傳輸對網(wǎng)絡(luò)的性能提出了一些新的要求。4多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸特性對于多媒體通信應(yīng)用來說，有4個(gè)需要考慮的性能指標(biāo)：比特率、傳輸延遲、延遲抖動(dòng)和差錯(cuò)率。比特率：兩個(gè)通信端系統(tǒng)間的比特率就是指網(wǎng)絡(luò)在每單位時(shí)間內(nèi)能接收和發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字的數(shù)量。傳輸延遲：網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲是由發(fā)送端系統(tǒng)發(fā)送的一個(gè)數(shù)據(jù)塊的第1比特到接收端系統(tǒng)接收到該數(shù)據(jù)比特之間的時(shí)間。延遲抖動(dòng)：是指一段時(shí)間內(nèi)最長和最短傳輸延遲之間的差值。差錯(cuò)率：差錯(cuò)率是對于數(shù)據(jù)發(fā)送中改動(dòng)、丟失、復(fù)制或失序這些行為的度量，也是網(wǎng)絡(luò)對錯(cuò)誤恢復(fù)能力的度量。

對于大型的網(wǎng)絡(luò)還有另外兩個(gè)在某些應(yīng)用中非常關(guān)鍵的特征：多播能力和文檔緩沖能力。5多媒體信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸特性端系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的要求人對音頻和圖像的感知差異壓縮編碼算法對錯(cuò)誤率的影響6端系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的要求在一個(gè)給定應(yīng)用框架中通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸音頻或視頻流的端系統(tǒng)可能存在兩種情況：一種是在源端中可能傳送實(shí)況音頻或視頻，另一種情況是可能傳送存儲(chǔ)下來的音頻或視頻。實(shí)況傳輸與存儲(chǔ)傳輸對網(wǎng)絡(luò)的要求是不存在差別的。傳輸實(shí)況信息并不意味著網(wǎng)絡(luò)必須反應(yīng)更快或者必須在數(shù)據(jù)流內(nèi)或數(shù)據(jù)流之間可以減少對時(shí)間的依賴性。

對網(wǎng)絡(luò)要求真正不同的是接收端系統(tǒng)對接收的信息是實(shí)時(shí)播放還是記錄存儲(chǔ)，這兩種情況的差別主要體現(xiàn)在對服務(wù)要求的質(zhì)量參數(shù)（即錯(cuò)誤率和傳輸延時(shí)）的忍受程度的不同。

結(jié)論：不管源端的音頻或視頻是實(shí)時(shí)播放或是存儲(chǔ)下來再傳輸，它們對網(wǎng)絡(luò)的要求是基本相同的。但是，接收端對接收的信息處理方式不同會(huì)造成對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊笥兴煌?。因?yàn)槿藗兺ǔＤ苋萑梯^高的錯(cuò)誤率，但對傳輸延時(shí)卻比記錄系統(tǒng)有較高要求。7人對音頻和圖像的感知差異人對音頻的變化比對可視信號的變化要敏感。也就是說，人類對影響音頻流傳輸錯(cuò)誤的容忍程度比影響運(yùn)動(dòng)視頻流錯(cuò)誤的容忍程度要低得多。在很多多媒體通信應(yīng)用中，音頻和視頻流同時(shí)傳輸。有些網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)流分配獨(dú)立的信道。而有些網(wǎng)絡(luò)如分組交換網(wǎng)則將兩者混在一起，結(jié)果是在大多數(shù)分組交換網(wǎng)中，兩種數(shù)據(jù)流競爭同一資源，而競爭可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。在這種情況下，音頻數(shù)據(jù)流必須有比視頻數(shù)據(jù)流高的優(yōu)先級。在網(wǎng)絡(luò)需要同時(shí)傳送視頻和音頻信號，而且音頻數(shù)據(jù)流傳輸?shù)目煽啃詻]有保證的情況下，可以采用混合傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)?；旌蟼鬏敿夹g(shù)的一個(gè)最典型例子是將視頻數(shù)據(jù)流使用最大比特速率的分組交換網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)來傳輸，而音頻數(shù)據(jù)流通過ISDN電路傳送。8壓縮編碼算法對錯(cuò)誤率的影響在多媒體通信系統(tǒng)，因考慮到傳輸帶寬的要求，音頻數(shù)據(jù)流可以被壓縮，而且視頻數(shù)據(jù)流必須被壓縮。如果一個(gè)信息塊在時(shí)間t被接收到，它也包含有對在時(shí)間間隔{t-△t，t+△t}內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生影響的信息。因此，任何影響“第t個(gè)數(shù)據(jù)塊”的丟失或中斷也會(huì)影響這個(gè)間隔內(nèi)的所有數(shù)據(jù)塊。

當(dāng)使用音頻或視頻壓縮算法時(shí)，網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤率必須更低。因?yàn)椋坏┮纛l或視頻被壓縮，數(shù)據(jù)塊的丟失會(huì)造成錯(cuò)誤的傳播。塊t壞塊時(shí)間與塊t負(fù)載信息有關(guān)的問題圖6.1壓縮對傳輸錯(cuò)誤忍受度的效果9網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對多媒體信息傳輸?shù)闹С脂F(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)對多媒體應(yīng)用的支持情況寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)10現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)對多媒體應(yīng)用的支持情況局城網(wǎng)LAN廣域網(wǎng)WAN幀中斷11局城網(wǎng)LAN局城網(wǎng)（LAN）是將一個(gè)公司、一座大樓或一所學(xué)校內(nèi)部計(jì)算機(jī)連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的小型網(wǎng)絡(luò)。LAN的特點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是利用一個(gè)單獨(dú)的媒體將所有的端系統(tǒng)連接起來其次以基帶方式傳輸，在這種模式中，時(shí)間片被分給所有站和每個(gè)站的所有通信另外，數(shù)據(jù)流被分成幀，利用幀進(jìn)行傳輸以太網(wǎng)、令牌環(huán)傳送網(wǎng)和FDDI為3種常見的共享媒體LAN。以太網(wǎng)絡(luò)又可分10M、100M和1000Mbit/s三種類型。最新發(fā)展：電信級以太網(wǎng)12廣域網(wǎng)WAN所有廣域網(wǎng)服務(wù)是面向連接的，可分為兩種類型：永久或交換的。廣域網(wǎng)線路服務(wù)包括：模擬租用或交換線路，數(shù)字租用線路和數(shù)字交換線路。廣域網(wǎng)線路是完全等時(shí)性的，非常適合支持需要音頻和視頻傳輸?shù)亩嗝搅謶?yīng)用。但不支持多點(diǎn)播送。是20世紀(jì)70年代早期設(shè)計(jì)的處理低速低質(zhì)的分組交換和面向連接的技術(shù)，因此它實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)這些比較復(fù)雜的機(jī)制以普通方式實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸忍芈驶騻鬏斞舆t不能保證，所以網(wǎng)絡(luò)不支持等時(shí)性。最新發(fā)展：分組傳送網(wǎng)PTN13廣域網(wǎng)WANIP可在任何底層傳輸機(jī)制上工作，使用現(xiàn)在設(shè)備可以在300bit/s到1000Mbit/s之間工作。如果需要在廣域網(wǎng)上支持實(shí)時(shí)傳輸音頻或視頻等多媒體應(yīng)用時(shí)，IP技術(shù)受到其自身的局限。端系統(tǒng)可以解決由網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)性帶來的問題，得到的比特率和傳輸延遲可支持大部分多媒體應(yīng)用，不論這此應(yīng)用是同步的還是交互的。對IP技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以支持實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用：電信級以太網(wǎng)和分組傳送網(wǎng)。IP技術(shù)的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)在于支持多點(diǎn)廣播。端系統(tǒng)可以隨時(shí)加進(jìn)多點(diǎn)廣播組。組的創(chuàng)建是動(dòng)態(tài)的。在世界范圍的因特網(wǎng)上建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的多點(diǎn)廣播網(wǎng)絡(luò)MBone，用會(huì)話目錄告訴用戶有關(guān)廣播節(jié)目的信息。只需點(diǎn)擊即可加入組而且激活相關(guān)的必要程序。14幀中繼

幀中繼是一種分組交換技術(shù)，來源于X.25技術(shù)，是面向連接而且是為了滿足隨機(jī)復(fù)用數(shù)據(jù)通信而設(shè)計(jì)的。它查找但不糾正傳輸錯(cuò)誤，只是丟棄有錯(cuò)誤的幀。在幀中繼中無請求建立連接服務(wù)，所以虛擬鏈路是永久性的。當(dāng)前幀中繼交換機(jī)支持工作速度最大為2Mbit/s或8Mbit/s鏈路。盡管幀中繼不是為有帶寬需求或?qū)崟r(shí)性要求的多媒體應(yīng)用而設(shè)計(jì)，但其面向連接的性質(zhì)有利于資源分配，某些產(chǎn)品可達(dá)到實(shí)時(shí)性要求，可進(jìn)行高碼率多媒體業(yè)務(wù)傳送。15幀中繼DDN可提供固定或半永久連接的電路交換型業(yè)務(wù)，其傳輸通道對用戶數(shù)據(jù)完全“透明”,碼率為kbit/s延時(shí)時(shí)間低且固定，帶寬較寬，適于多媒體的實(shí)時(shí)傳輸。但無論開放點(diǎn)對點(diǎn)，或點(diǎn)對多點(diǎn)通信，都需要網(wǎng)管中心來建立和釋放連接，限制了其服務(wù)對象。窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)N－ISDN是以電路交換為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，從公用網(wǎng)發(fā)展而來。能夠支持2Mbit/s以下的多媒體應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)應(yīng)用，也可保證服務(wù)質(zhì)量。MPEG－1編碼碼率為1.5Mbit/s，N－ISDN完全可以支持，再通過N－ISDNMCU建立多點(diǎn)連接，在N－ISDN上可開放較高質(zhì)量的可視電視和電現(xiàn)會(huì)議。16寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)

寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)管理17寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)在ISDN基礎(chǔ)上發(fā)展出來的B－ISDN，是可支持任何碼率的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，能夠運(yùn)行幾乎所有的多媒體應(yīng)用。當(dāng)某些業(yè)務(wù)的特性發(fā)生變化時(shí)，其網(wǎng)絡(luò)不需要任何變化就可適應(yīng)。B－ISDN采用ATM交換技術(shù)，其特點(diǎn)：傳輸通道帶寬大（155Mbit/s～622Mbit/s）；以固定長度（53字節(jié)）的信元進(jìn)行高速交換，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小；能夠處理突發(fā)性信息，可以動(dòng)態(tài)分配帶寬；收發(fā)端通過虛電路VC進(jìn)行連接，并保證提供網(wǎng)絡(luò)和終端在連接建立時(shí)所商定的服務(wù)質(zhì)量QoS；通過建立多條虛電路可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)連接等。ATM是面向連接的，也可模仿一個(gè)無連接服務(wù)。端系統(tǒng)可以同時(shí)與其他用戶系統(tǒng)建立若干個(gè)虛通路（VC）。其中一些VC可以合并為虛通道（VP）。ATM與服務(wù)的主要區(qū)別是ATM的虛擬連接是同一個(gè)特定的服務(wù)類別相聯(lián)系而建立的。18寬帶IP網(wǎng)絡(luò)IPTCPUDPRTP和RTCPRSVP19IPTCP/IP是為包含多種物理網(wǎng)技術(shù)而設(shè)計(jì)的，包容性主要體現(xiàn)在IP層當(dāng)中。各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幀格式，地址格式等上層協(xié)議因素差別很大，設(shè)置IP層的重要思想之一就是通過IP向上層（TCP/IP等）提供統(tǒng)一的IP數(shù)據(jù)報(bào)和IP地址，使得各種物理幀的差異性對上層協(xié)議不復(fù)存在，從而達(dá)到屏蔽低層細(xì)節(jié)提供一致性向上接口的目的。IP主要涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容：第一是IP層的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸機(jī)制和IP層的無連接服務(wù)；第二是IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)格式。20TCPTCP和UDP是IP網(wǎng)中傳輸層兩個(gè)并列的協(xié)議。傳輸控制協(xié)議（TCP）除了提供和UDP一樣的進(jìn)程通信能力外，其主要特點(diǎn)是可靠性很高。其主要工作是：連接管理，流量控制等。TCP是建立在不可靠的IP協(xié)議之上的，IP協(xié)議不可能提供任何可靠性機(jī)制。因此，TCP的可靠性完全由自身來實(shí)現(xiàn)。TCP采用的最基本的可靠性技術(shù)是：確認(rèn)與超時(shí)重傳流量控制和擁塞控制TCP是面向連接的，提供高可靠服務(wù)，高可靠性的TCP用于一次傳輸要交換大量報(bào)文的情況（如文件傳輸、電子信箱、遠(yuǎn)程登錄等）。21UDP用戶數(shù)據(jù)協(xié)議（UDP，UserDatagramprotocol）建立在IP上，同IP協(xié)議一樣提供無連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。不提供可靠性通信服務(wù)，而是提供高效及時(shí)的用戶數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。相當(dāng)于IP，唯一增加的能力是提供協(xié)議端口，以保證進(jìn)程通信。UDP是無連接的，提供高效率的服務(wù)，高效率的UDP用于一次交換少量報(bào)文或?qū)崟r(shí)性要求較高的信息（如：IP，會(huì)議系統(tǒng)，交易型應(yīng)用及一些管理和控制信息）22RTP和RTCP實(shí)時(shí)傳送協(xié)議（RTP，RealTimeProtocol）提供具有實(shí)時(shí)特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，可以用來傳送聲音和運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)。在這項(xiàng)數(shù)據(jù)傳送服務(wù)中包含了裝載數(shù)據(jù)的標(biāo)識符、序列計(jì)數(shù)、時(shí)戳和傳送監(jiān)視。通常RTP的協(xié)議元是用UDP的協(xié)議元來裝載的，利用UDP的復(fù)用、校驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)RTP的復(fù)用。RTCP的基本做法是周期性地向會(huì)話的所有參加者進(jìn)行通信，采用和數(shù)據(jù)分組分配傳送的相同機(jī)制來發(fā)送控制分組。23RSVPRSVP是一個(gè)資源預(yù)約協(xié)議，提供一種有效的資源預(yù)約方式，可以有效地描述應(yīng)用程序?qū)Y源的需求。RSVP建立在IP之上，可以利用IP數(shù)據(jù)報(bào)傳輸RSVP消息。RSVP是一個(gè)單工協(xié)議，只在一個(gè)方向上預(yù)訂資源。RSVP主要是一個(gè)面向用戶端協(xié)議，由信宿負(fù)責(zé)資源預(yù)約，可滿足點(diǎn)到多點(diǎn)群通信中客戶端異構(gòu)的需求，每個(gè)客戶端可以預(yù)訂不同數(shù)量的資源，接收不同的數(shù)據(jù)流。RSVP還提供了動(dòng)態(tài)適應(yīng)成員關(guān)系的變化和動(dòng)態(tài)適應(yīng)路由變化的能力。RSVP可以滿足大型點(diǎn)到多點(diǎn)通信群的資源預(yù)訂需求。24寬帶IP網(wǎng)絡(luò)管理

寬帶IP多媒體通信網(wǎng)作為通信網(wǎng)，必須具備電信網(wǎng)絡(luò)所共有的特點(diǎn)、可管理性并且要保證服務(wù)質(zhì)量。在因特網(wǎng)中的計(jì)費(fèi)功能有多種實(shí)現(xiàn)方案。第一種方案是電子身份技術(shù)。第二種方案是主叫IP計(jì)費(fèi)技術(shù)。第三種方案是各節(jié)點(diǎn)增加專用計(jì)費(fèi)設(shè)備，該設(shè)備由軟件和硬件組成。25第六章多媒體通信技術(shù)多媒體信息與網(wǎng)絡(luò)多媒體通信系統(tǒng)組成多媒體通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)流媒體技術(shù)多媒體通信應(yīng)用262多媒體通信系統(tǒng)組成

多媒體通信系統(tǒng)就是能夠完成多媒體通信業(yè)務(wù)的系統(tǒng)。在物理結(jié)構(gòu)上，若干個(gè)多媒體通信終端、多媒體服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)，經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起就構(gòu)成了多媒體通信系統(tǒng)。多媒體通信終端是處理多種媒體信息并將它們同步地顯示出來，具有交互功能的通信終端，是集計(jì)算機(jī)終端技術(shù)、聲像技術(shù)和通信技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)物，是整個(gè)多媒體通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。多媒體通信終端一般要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互接口、視音頻編解碼以及相關(guān)通信協(xié)議等。網(wǎng)關(guān)是一臺(tái)提供特殊功能的計(jì)算機(jī)或工作站，它連接線路交換網(wǎng)絡(luò)和IP包交換網(wǎng)絡(luò)，保證了異種網(wǎng)絡(luò)之間的連同，負(fù)責(zé)異種網(wǎng)絡(luò)之間的實(shí)時(shí)全雙工通信。網(wǎng)關(guān)一般要實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和異種網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。多媒體服務(wù)器隨多媒體業(yè)務(wù)及所采用的協(xié)議不同而有不同的形態(tài)，一般負(fù)責(zé)執(zhí)行地址轉(zhuǎn)換、準(zhǔn)入控制、帶寬管理、呼叫控制和管理、用戶的授權(quán)和驗(yàn)證等功能。對于視頻會(huì)議系統(tǒng)，多媒體服務(wù)器由關(guān)守和多點(diǎn)控制單元MCU組成。27第六章多媒體通信技術(shù)多媒體信息與網(wǎng)絡(luò)多媒體通信系統(tǒng)組成多媒體通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)流媒體技術(shù)多媒體通信應(yīng)用283多媒體通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)多媒體通信協(xié)議體系結(jié)構(gòu)

協(xié)議

SIP協(xié)議

協(xié)議

RTP協(xié)議

29多媒體通信協(xié)議體系結(jié)構(gòu)多媒體通信協(xié)議是多媒體系統(tǒng)的基礎(chǔ)。多媒體通信協(xié)議由三方面的協(xié)議組成：一是多媒體信令協(xié)議，主要有系列協(xié)議和SIP協(xié)議；二是網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，主要有MGCP協(xié)議，協(xié)議；三是媒體編碼和傳輸協(xié)議，媒體編碼協(xié)議主要包括音視頻壓縮編碼協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)媒體傳輸協(xié)議主要有RTP/RTCP和RTSP協(xié)議30多媒體通信協(xié)議體系結(jié)構(gòu)31協(xié)議

制定了無QoS保證的分組網(wǎng)絡(luò)上的多媒體通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。是ITU多媒體通信系列標(biāo)準(zhǔn)的一部分，該系列標(biāo)準(zhǔn)使得在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行視頻會(huì)議成為可能。是在N-ISDN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)；是在B-ISDN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)；是在有服務(wù)質(zhì)量保證的LAN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)；是在PSTN和無線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。為現(xiàn)有的分組網(wǎng)絡(luò)（如IP網(wǎng)絡(luò)）提供多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。由于能提供設(shè)備與設(shè)備、應(yīng)用與應(yīng)用、供應(yīng)商與供應(yīng)商之間的互操作能力，因此，能夠保證所有兼容設(shè)備的互操作性。32協(xié)議

的作用范圍包括取和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接的終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守和多點(diǎn)控制單元（MCU）。H.323的目標(biāo)就是在這些H.323端點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)多媒體信息流的相互交換。33終端

終端是一個(gè)能夠和其他端點(diǎn)（包括終端、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元MCU）進(jìn)行實(shí)時(shí)通信的終端設(shè)備至少支持一種音頻編碼。在絕大多數(shù)情況下，應(yīng)該支持多種音頻編碼，甚至視頻編碼。34網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)是一種能夠在網(wǎng)絡(luò)和其它網(wǎng)絡(luò)（如ISDN、PSTN）之間實(shí)現(xiàn)服務(wù)轉(zhuǎn)換的端點(diǎn)設(shè)備，它由兩部分功能構(gòu)件組成：連接網(wǎng)絡(luò)的一端支持信令協(xié)議，發(fā)送并接收以分組方式傳輸?shù)亩嗝襟w信息流，另一端連接電路交換網(wǎng)絡(luò)，支持電路交換網(wǎng)絡(luò)所要求的信令協(xié)議（或SS7）和傳輸特性。網(wǎng)關(guān)連接網(wǎng)絡(luò)的一端等同于終端，而連接電路交換網(wǎng)絡(luò)的一端等同于電路交換網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)不同信令協(xié)議及多媒體信息流格式之間的轉(zhuǎn)換，而且這種轉(zhuǎn)換對兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)都是透明的。當(dāng)兩個(gè)終端分屬于不同的網(wǎng)絡(luò)，而且這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過其他類型的外部網(wǎng)絡(luò)（如PSTN）互聯(lián)時(shí)，只有通過網(wǎng)關(guān)提供的服務(wù)才能實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)終端間的相互通信。35關(guān)守關(guān)守是一個(gè)可選的設(shè)備，如果網(wǎng)絡(luò)中存在關(guān)守，由它控制多個(gè)終端、網(wǎng)關(guān)及多點(diǎn)控制單元。這種控制功能主要包括：地址轉(zhuǎn)換、帶寬控制和接入認(rèn)證。地址轉(zhuǎn)換服務(wù)允許對網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)端點(diǎn)設(shè)備分配便于記憶的別名，而不僅僅是IP地址帶寬控制服務(wù)和帶寬或資源管理技術(shù)相結(jié)合，可以保證通信的服務(wù)質(zhì)量接入認(rèn)證服務(wù)對由某個(gè)端點(diǎn)發(fā)起的呼叫進(jìn)行認(rèn)證，確定是否允許該呼叫過程繼續(xù)進(jìn)行36關(guān)守單個(gè)關(guān)守及由該關(guān)守控制的一系列終端、網(wǎng)關(guān)及多點(diǎn)控制單元（MCU）構(gòu)成一個(gè)區(qū)域。一個(gè)區(qū)域可以跨越多個(gè)子網(wǎng)，而且區(qū)域內(nèi)的端點(diǎn)不必鄰接在一起圖一個(gè)區(qū)域?qū)嵗?7多點(diǎn)控制器多點(diǎn)控制器（MC）用于管理由3個(gè)或3個(gè)以上端點(diǎn)（終端或網(wǎng)關(guān)）參與的多點(diǎn)會(huì)議，在這樣的多點(diǎn)會(huì)話中，多點(diǎn)控制器通過向參與會(huì)話的所有端點(diǎn)發(fā)送功能集合來證明這些端點(diǎn)所共享的多媒體數(shù)據(jù)格式。當(dāng)有新的端點(diǎn)加入會(huì)議，或者有H.323端點(diǎn)離開會(huì)議時(shí)，多點(diǎn)控制器可以改變功能集合。多點(diǎn)控制器可以作為獨(dú)立的多點(diǎn)控制單元設(shè)備，也可和網(wǎng)關(guān)、關(guān)守及終端集成在某個(gè)相同的設(shè)備中。每一個(gè)多點(diǎn)控制器至少包含一個(gè)多點(diǎn)處理器（MP),它在MC的控制下對多媒體信息流進(jìn)行處理。通過對M個(gè)輸入多媒體信息流進(jìn)行處理，創(chuàng)建并輸出N個(gè)多媒體信息流。MP對輸入多媒體信息流進(jìn)行的處理包括切換、混合等。38多點(diǎn)控制器MC可以支持兩種類型的多點(diǎn)會(huì)議：集中式和分布式。在集中式配置中，每個(gè)H.323端點(diǎn)都和MC進(jìn)行通信，MC和H.323端點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；在分布式配中，MC和所有參與多點(diǎn)會(huì)議的端點(diǎn)以點(diǎn)對點(diǎn)方式交換控制信令，但以組播方式向所有參與多點(diǎn)會(huì)議的端點(diǎn)傳輸共享的多媒體信息流。集中式多點(diǎn)會(huì)議分布式多點(diǎn)會(huì)議39H.323

信令協(xié)議概述音頻/袖、視頻應(yīng)用終端/應(yīng)用控制音頻/袖、視頻編碼RTCPH．225.0RAS信令協(xié)議H.225.0呼叫信令協(xié)議H．245控制信令協(xié)議RTPUDPTCPIP鏈路層物理層協(xié)議堆棧40H.323

信令協(xié)議概述

和概述

編址

多媒體信息流編碼方式

41和概述實(shí)際完成端點(diǎn)之間信令消息傳送的協(xié)議是和。由兩部分內(nèi)容組成，一部分是ISDN第三層規(guī)范，它的主要用于在端點(diǎn)之間建立或撤消連接，因此通常稱這一部分內(nèi)容為信令協(xié)議或直接稱之為信令協(xié)議；另一部分稱為注冊、認(rèn)可、狀態(tài)（RAS）信令協(xié)議。RAS信令協(xié)議主要用于在端點(diǎn)和關(guān)守之間傳輸信令消息，關(guān)守通過RAS信令協(xié)議許可或拒絕某個(gè)端點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)資源。是一種作用于兩個(gè)或多個(gè)端點(diǎn)之間的控制協(xié)議。通過在端點(diǎn)之間建立邏輯信道，在參與會(huì)話的端點(diǎn)之間協(xié)商多媒體信息流的類型、格式、傳輸速率等特征，最終以共同認(rèn)可的多媒體信息流的格式、傳輸速率在參與會(huì)話的端點(diǎn)之間傳輸多媒體信息流。42和概述RAS、及這3種協(xié)議相互合作，建立、維持并最后撤消某個(gè)呼叫。假定某個(gè)端點(diǎn)希望和另一個(gè)端點(diǎn)建立一個(gè)呼叫，首先，該端點(diǎn)用RAS信令協(xié)議從關(guān)守那里獲得許可，隨后用信令協(xié)議和另一個(gè)端點(diǎn)建立呼叫連接。在建立呼叫連接之后，用信令協(xié)議商多媒體流的格式及傳輸速率，建立用于傳輸多媒體信息流的邏輯信道。不同類型的信令消息經(jīng)過不同的信道進(jìn)行傳輸。在IP環(huán)境中，一個(gè)信道只涉及一個(gè)插口地址（IP+地址+端口號），如果某個(gè)端點(diǎn)用特定的IP地址及端口號接收RAS信令消息，那么，所有通過該特定插口號接收到的信令消息都被當(dāng)作是經(jīng)過該H．323端點(diǎn)的RAS信道接收到的。43編址

網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)實(shí)體（網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)守、終端、MCU）都有一個(gè)惟一標(biāo)識該實(shí)體的網(wǎng)絡(luò)地址，在IP環(huán)境中，該網(wǎng)絡(luò)地址就是IP地址。如果網(wǎng)絡(luò)提供域名服務(wù)（DNS）的話，標(biāo)識實(shí)體的IP地址允許以統(tǒng)一資源定位符（URL）的形式給出。例如，RAS://GKI@somedomain可以是用于正確標(biāo)識某個(gè)關(guān)守的URL。對于任URL，必須再附加一個(gè)端號，如果沒有指定端口號，就用缺省端口號。如RAS的缺省端口號為1719。44編址為方便起見，終端、網(wǎng)關(guān)、MCU通常和控制它們的關(guān)守有著共同域名。對應(yīng)于每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，實(shí)體有一個(gè)或多個(gè)傳輸服務(wù)接入點(diǎn)（TSAP）標(biāo)識符。通常情況下，每一個(gè)傳輸服務(wù)接入點(diǎn)（TSAP）標(biāo)識符用于在指定的實(shí)體內(nèi)標(biāo)識特定的邏輯信道。在IP環(huán)境中，TSAP標(biāo)識符等同于插口地址（IP地址+端口號）。在通常情況下，用于信令消息和多媒體信息流傳輸?shù)亩丝谔柺莿?dòng)態(tài)分配的，但有些交換信令消息時(shí)所使用的端口號是事先規(guī)定的，被稱為著名端口號。它們包括：關(guān)守發(fā)現(xiàn)消息所使用的UDP端口號：1718RAS信令消息所使用的UDP端口號：1719呼叫信令消息所使用的TCP端口號：1720這些端口已經(jīng)在IANA注冊，不允許作為其他用途45編址除了網(wǎng)絡(luò)地址和TSAP標(biāo)識符，H.323還允許網(wǎng)關(guān)或終端設(shè)備擁有一個(gè)或多個(gè)別名。由于消息通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)必須使用IP地址，因此，允許使用別名的H.323網(wǎng)絡(luò)必須具有將別名轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的IP地址的能力，這種轉(zhuǎn)換功能由關(guān)守完成。終端設(shè)備希望獲悉某個(gè)別名所對應(yīng)的IP地址，通過RAS信令消息別名告知關(guān)守。關(guān)守完成IP地址和別名之間的轉(zhuǎn)換后，將別名和對應(yīng)的IP地址通過RAS信令消息通知終端設(shè)備。H.323對別名的分配是非常靈話的，對任何指定的H.323端點(diǎn)，可以分配任意數(shù)碼形式的別名，甚至可以分配多個(gè)別名。在H.323網(wǎng)絡(luò)中，惟一的限制是分配給特定H.323端點(diǎn)的別名在區(qū)域內(nèi)必須是惟一的。46多媒體信息流編碼方式

在H.323協(xié)議中，支持音頻編碼是必須的，但對視頻編碼的支持是可選的。如果支持視頻編碼，則至少支持四分之一公共中間格式（QCIF）。對于音頻編碼，H.323協(xié)議要求至少要支持音頻編碼格式，在實(shí)際應(yīng)用中，H.323端點(diǎn)通常支持多種更有效的音頻編碼格式。47SIP協(xié)議SIP協(xié)議的背景和功能

SIP網(wǎng)絡(luò)元素

SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

SIP消息的組成

會(huì)話描述協(xié)議（SDP)

48SIP協(xié)議的背景和功能

SIP(會(huì)話初始協(xié)議)的開發(fā)目的是用來幫助提供跨越因特網(wǎng)的高級業(yè)務(wù)。

SIP是IETF標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程的一部分，它是在諸如SMTP（簡單郵件傳送協(xié)議）和HTTP（超文本傳送協(xié)議）基礎(chǔ)之上建立起來的。它用來建立，改變和終止基于IP網(wǎng)絡(luò)的用戶間的呼叫。為了提供業(yè)務(wù)它還需要結(jié)合不同的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議：特別是需要確保傳輸（RTP），與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的信令互連，能夠確保語音質(zhì)量（RSVP），能夠提供目錄（LDAP），能夠鑒權(quán)用戶（RADIUS）等等。

SIP被描述為用來生成、修改和終結(jié)一個(gè)或多個(gè)參與者之間的會(huì)話，這些會(huì)話包括因特網(wǎng)多媒體會(huì)議，因特網(wǎng)（或任何IP網(wǎng)絡(luò)）呼叫和多媒體發(fā)布。會(huì)話中的成員能夠通過多播或單播聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)來通信。SIP支持會(huì)話描述，它允許參與者在一組兼容媒體類型上達(dá)成一致。它同時(shí)通過代理和重定向請求到用戶當(dāng)前位置來支持用戶移動(dòng)性。SIP不與任何特定的會(huì)議控制協(xié)議捆綁。49SIP協(xié)議的背景和功能

SIP提供以下功能：名字翻譯和用戶定位：無論被呼叫方在哪里都確保呼叫達(dá)到被叫方，執(zhí)行任何描述信息到定位信息的映射，確保呼叫（會(huì)話）的本質(zhì)細(xì)節(jié)被支持。特征協(xié)商：它允許與呼叫有關(guān)的組（這可以是多方呼叫）在支持的特征上達(dá)成一致（注意：不是所有方都能夠支持相同級別的特征）。例如視頻可以或不可以被支持。

呼叫參與者管理：呼叫中參與者能夠引入其它用戶加入呼叫或取消到其它用戶的連接。此外，用戶可以被轉(zhuǎn)移或置為呼叫保持。呼叫特征改變：用戶應(yīng)該能夠改變呼叫過程中的呼叫特征。例如，一呼叫可以被設(shè)置為“voice-only”，但是在呼叫過程中，用戶可以需要開啟視頻功能。也就是說一個(gè)加入呼叫的第三方為了加入該呼叫可以開啟不同的特征。50SIP網(wǎng)絡(luò)元素

SIP中有兩個(gè)要素。SIP用戶代理和SIP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。用戶代理是呼叫的終端系統(tǒng)元素SIP服務(wù)器是處理與多個(gè)呼叫相關(guān)聯(lián)信令的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用戶代理本身具有一客戶機(jī)元素（用戶代理客戶機(jī)UAC）和一服務(wù)器元素（用戶代理服務(wù)器UAS）?？蛻魴C(jī)元素初始呼叫而服務(wù)器元素應(yīng)答呼叫。這允許點(diǎn)到點(diǎn)的呼叫通過客戶機(jī)-服務(wù)器協(xié)議來完成。51SIP網(wǎng)絡(luò)元素SIP服務(wù)器元素提供多種類型的服務(wù)器。有三種服務(wù)器形式存在于網(wǎng)絡(luò)中:SIP有狀態(tài)代理服務(wù)器SIP無狀態(tài)代理服務(wù)器SIP重定向服務(wù)器有狀態(tài)和無狀態(tài)代理服務(wù)器的區(qū)別:有狀態(tài)代理服務(wù)器記住它接收的入請求，以及回送的響應(yīng)和它轉(zhuǎn)送的出請求。有狀態(tài)代理服務(wù)器可能是離用戶代理最近的本地設(shè)備，它控制用戶域并且是應(yīng)用服務(wù)的主要平臺(tái)。無狀態(tài)代理服務(wù)器一旦轉(zhuǎn)送請求后就忘記所有的信息。無狀態(tài)代理服務(wù)器可能是最快的，并且是SIP結(jié)構(gòu)的骨干。

重定向服務(wù)器接收請求，但不是將這些請求傳遞給下一服務(wù)器而是向呼叫者發(fā)送響應(yīng)以指示被呼叫用戶的地址。這使得呼叫者可以直接聯(lián)系在下一服務(wù)器上被呼叫方的地址。52SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制SIP是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議，這意味著它的行為根據(jù)一組平等獨(dú)立的處理階段來描述，每一階段之間只是松耦合。協(xié)議分層描述是為了表達(dá)，從而允許功能的描述可在一個(gè)部分跨越幾個(gè)元素。它不指定任何方式的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)我們說某元素包含某層，我們是指它順從該層定義的規(guī)則集。不是協(xié)議規(guī)定的每個(gè)元素都包含各層。而且，由SIP規(guī)定的元素是邏輯元素，不是物理元素。一個(gè)物理實(shí)現(xiàn)可以選擇作為不同的邏輯元素，甚至可能在一個(gè)個(gè)事務(wù)的基礎(chǔ)上。53SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制SIP的最底層是語法和編碼。它的編碼使用增強(qiáng)Backus-Nayr形式語法（BNF）來規(guī)定。第二層是傳輸層。它定義了網(wǎng)絡(luò)上一個(gè)客戶機(jī)如何發(fā)送請求和接收響應(yīng)以及一個(gè)服務(wù)器如何接收請求和發(fā)送響應(yīng)。所有的SIP元素包含傳輸層。第三層是事務(wù)層。事務(wù)是SIP的基本元素。一個(gè)事務(wù)是由客戶機(jī)事務(wù)發(fā)送給服務(wù)器事務(wù)的請求（使用傳輸層），以及對應(yīng)該請求的從服務(wù)器事務(wù)發(fā)送回客戶機(jī)的所有響應(yīng)組成。事務(wù)層處理應(yīng)用層重傳，匹配響應(yīng)到請求，以及應(yīng)用層超時(shí)。任何用戶代理客戶機(jī)（UAC）完成的任務(wù)使用一組事務(wù)產(chǎn)生。用戶代理包含一個(gè)事務(wù)層，有狀態(tài)的代理也有。無狀態(tài)的代理不包含事務(wù)層。事務(wù)層具有客戶機(jī)組成部分（稱為客戶機(jī)事務(wù)）和服務(wù)器組成部分（稱為服務(wù)器事務(wù)），每個(gè)代表有限的狀態(tài)機(jī)，它被構(gòu)造來處理特定的請求。54SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制事務(wù)層之上的層稱為事務(wù)用戶（TU）。每個(gè)SIP實(shí)體，除了無狀態(tài)代理，都是事務(wù)用戶。當(dāng)一個(gè)TU希望發(fā)送請求，它生成一個(gè)客戶機(jī)事務(wù)實(shí)例并且向它傳遞請求和IP地址、端口，和用來發(fā)送請求的傳輸機(jī)制。一個(gè)TU生成客戶機(jī)事務(wù)也能夠刪除它。當(dāng)客戶機(jī)取消一個(gè)事務(wù)時(shí)，它請求服務(wù)器停止進(jìn)一步的處理，將狀態(tài)恢復(fù)到事務(wù)初始化之前，并且生成特定的錯(cuò)誤響應(yīng)到該事務(wù)。這由CANCEL請求完成，它構(gòu)成自己的事務(wù)，但涉及要取消的事務(wù)。

55SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制SIP通過EMAIL形式的地址來標(biāo)明用戶地址。每一用戶通過一等級化的URL來標(biāo)識，它通過諸如用戶號碼或主機(jī)名等元素來構(gòu)造（例如：）。因?yàn)樗cEMAIL地址的相似性，SIPURLs容易于用戶的EMAIL地址關(guān)聯(lián)。SIP提供它自己的可靠性機(jī)制從而獨(dú)立于分組層，并且只需不可靠的數(shù)據(jù)包服務(wù)即可。SIP可典型地用于UDP或TCP之上。56SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制SIP提供必要的協(xié)議機(jī)制以保證終端系統(tǒng)和代理服務(wù)器提供以下業(yè)務(wù)：用戶定位用戶能力用戶可用性呼叫建立呼叫處理呼叫前轉(zhuǎn)呼叫號碼傳遞個(gè)人移動(dòng)性終端類型的協(xié)商和選擇。終端能力協(xié)商呼叫者和被呼叫者鑒權(quán)不知情和指導(dǎo)式的呼叫轉(zhuǎn)移多播會(huì)議的邀請57SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制當(dāng)一用戶希望呼叫另一用戶呼叫者用INVITE請求初始呼叫，請求包含足夠的信息用以被呼叫方參與會(huì)話。如果客戶機(jī)知道另一方的位置它能夠直接將請求發(fā)送到另一方的IP地址。如果不知道，客戶機(jī)將請求發(fā)送到本地配置的SIP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。如果服務(wù)器是代理服務(wù)器它將解析被呼叫用戶的位置并且將請求發(fā)送給它們。服務(wù)器也可以是重定向服務(wù)器，它可以返回被呼叫用戶的位置到呼叫客戶機(jī)用以直接與用戶聯(lián)系。在定位用戶的過程中，SIP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器當(dāng)然能夠代理或重定向呼叫到其它的服務(wù)器，直到到達(dá)一個(gè)明確地知道被呼叫用戶IP地址的服務(wù)器。一旦發(fā)現(xiàn)用戶地址，請求就發(fā)送給該用戶。58SIP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)機(jī)制SIP還具有另外兩個(gè)有重要意義的特征第一個(gè)是有狀態(tài)SIP代理服務(wù)器具有分割入呼叫或復(fù)制入呼叫的能力，從而可以同時(shí)運(yùn)行幾個(gè)擴(kuò)展分支。第一個(gè)應(yīng)答的分支接受呼叫。該特征在用戶工作在兩位置之間（例如實(shí)驗(yàn)室和辦公室）或者同時(shí)對經(jīng)理和其秘書振鈴時(shí)是非常便利的。

第二個(gè)特征是SIP獨(dú)特的返回不同媒體類型的能力。例子:當(dāng)SIP服務(wù)器接收到客戶機(jī)的連接請求，它能夠通過WEB交互式語音響應(yīng)頁面來返回到顧客的客戶機(jī)，該頁面具有可獲得的部門分支或提供在列表上的用戶。點(diǎn)擊適當(dāng)?shù)逆溄雍髮l(fā)送一請求到所點(diǎn)擊選擇的用戶從而建立起呼叫。59SIP消息的組成

無論是用戶代理客戶（UAC）發(fā)送的請求消息，還是用戶代理服務(wù)器（UAS）發(fā)送的響應(yīng)消息的SIP消息格式:起始行消息頭＜空行＞[消息體]SIP消息分成兩類：請求消息和響應(yīng)消息。請求消息的起始行指定消息類型而響應(yīng)消息起始行指定請求是否成功。如果指定請求失敗的話，響應(yīng)消息起始行還給出失敗類型及原因。60SIP消息的組成消息頭給出與特定請求消息或響應(yīng)消息有關(guān)的其他信息，這些信息包括：SIP消息的發(fā)送者和接收者（源SIP網(wǎng)絡(luò)終端和目的SIP網(wǎng)絡(luò)終端標(biāo)識符）及其他有關(guān)信息。消息體描述即將建立的通信會(huì)話的類型，包括雙方交換的多媒體信息流的特性（如編碼格式等）。SIP本身并不對消息體結(jié)構(gòu)和內(nèi)容作出定義，目前最常用于定義消息體的協(xié)議是會(huì)話描述協(xié)議（SDP）。消息體也可包括根據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼的消息類型。事實(shí)上，為了網(wǎng)關(guān)之間傳送PSTN或ISDN信令消息，常以二進(jìn)制格式將ISDN用戶部分消息（ISUP）裝入消息體，這樣，就可以通過SIP消息，在網(wǎng)關(guān)之立傳輸信令消息。SIP網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)，如代理服務(wù)器，并不對消息體作任何處理，消息體只對源和目的SIP網(wǎng)絡(luò)終端有效。對于SIP網(wǎng)絡(luò)而言，消息體相當(dāng)于封裝在SIP消息中的凈荷。61SIP消息的組成SIP請求消息類型

SIP響應(yīng)消息類型消息頭

62SIP請求消息類型SIP請求消息由起始行開始。起始行由請求消息類型、請求URI、SIP版本號等組成，它們之間用空格隔開。在起始末尾用回車換行（CRLF）符作為起始行的結(jié)束字符:請求消息起始行＝請求消息類型請求URI

SIP版本號目前已經(jīng)定義了6種類型的消息，它們分別是：INVITEACKOPTIONSBYECANCELREGISTER63SIP請求消息類型INVITE消息用于啟動(dòng)一個(gè)會(huì)話，在INVITE消息中，必須包含主叫、被叫信息和雙方交換的我多媒體信息流類型。ACK消息作為成功接收到最終響應(yīng)消息的確認(rèn)消息。。BYE消息用于終止某個(gè)會(huì)話，主叫或被叫SIP網(wǎng)絡(luò)終端都可以發(fā)送該消息。

OPTIONS消息用于查詢用戶代理服務(wù)器（UAS）的能力。CANCEL消息用于終止一個(gè)未完成的請求過程。每個(gè)SIP網(wǎng)絡(luò)終端必須將其SIP網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符和對應(yīng)的IP地址信息注冊到注冊服務(wù)器，這個(gè)注冊過程就通過REGISTER消息實(shí)現(xiàn)。64SIP響應(yīng)消息類型SIP響應(yīng)消息也由起始行開始。起始行包括SIP版本號、3位十進(jìn)制數(shù)的狀態(tài)碼和理由，它們分別用空格符分隔。起始行最后以回車換行（CRLF）符結(jié)束:

響應(yīng)消息起始行＝SIP版本號狀態(tài)碼理由3位十進(jìn)制的狀態(tài)碼指明請求消息處理結(jié)果，理由字段以文本方式描述請求消息的處理結(jié)果，源SIP網(wǎng)絡(luò)終端通常只能對狀態(tài)碼作出反應(yīng)，根據(jù)響應(yīng)消息給出的狀態(tài)碼確定會(huì)話建立過程。理由字段可以直接提供給用戶（如顯示在顯示屏上），幫助用戶理解當(dāng)前的響應(yīng)消息。65SIP響應(yīng)消息類型SIP定義的狀態(tài)碼范圍為100～699，狀態(tài)碼的第一位數(shù)字指明響應(yīng)消息類型，因此，100～199狀態(tài)碼就屬于同一類型的響應(yīng)消息，依此類推。響應(yīng)消息分類如下：1XX:臨時(shí)響應(yīng)消息；2XX：成功響應(yīng)消息；3XX:重定位響應(yīng)消息；4XX：請求失敗響應(yīng)消息5XX:服務(wù)器失敗響應(yīng)消息;6XX：整體失敗響應(yīng)消息。除1XX為臨時(shí)響應(yīng)消息外，其余的全部為最終響應(yīng)消息。如果源SIP網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)送的SIP請求消息為INVITE消息，它必須為接收到的最終響應(yīng)消息回送ACK消息。66消息頭消息頭的作用是進(jìn)一步提供有關(guān)消息的其他信息，使得代理服務(wù)器或客戶代理服務(wù)器（UAS）能夠更好地對消息進(jìn)行處理。SIP消息中的消息頭非常類似于中的信息單元。如消息頭To就等于中的CalledPartyNumber信息單元，消息頭Frim就等于中的CallingPartyNumber信息單元。消息頭大致可以分為4類：通用頭、請求頭、響應(yīng)頭和實(shí)體頭。對于不同的請求消息或響應(yīng)消息，有些消息頭是必需的，有些消息頭是可選的，而有些消息是不允許出現(xiàn)的。67會(huì)話描述協(xié)議SDP只是提供一種用于描述需要向?qū)Ψ酵ǜ娴挠嘘P(guān)會(huì)話特征信息的格式。圖

SDP會(huì)話描述結(jié)構(gòu)68協(xié)議MGCP協(xié)議與H．323和SIP不同，和SIP提出兩套IP體系結(jié)構(gòu)，二者完全獨(dú)立，不能互相兼容，只能互通。MGCP不涉及IP的體系結(jié)構(gòu)，只涉及網(wǎng)關(guān)分解問題，因而不僅可用于H.323IP系統(tǒng)，也可用于SIPIP系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)可分解成媒體網(wǎng)關(guān)(MG)和媒體網(wǎng)關(guān)控制器(MGC)，MG在MGC(或軟交換)的控制下，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)媒體業(yè)務(wù)。MGCP協(xié)議是1999年由Internet工程任務(wù)組(IETF)制定的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，MGCP協(xié)議定義的連接模型包括端點(diǎn)(endpoint)和連接(connection)兩個(gè)主要概念。69協(xié)議MGCP采用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)傳送。協(xié)議命令包括：(l)端點(diǎn)配置命令(EndpointConfiguration)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)；(2)通知請求命令(NotificationRequest)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)；(3)通知命令(Notify)，從網(wǎng)關(guān)到呼叫代理；(4)創(chuàng)建連接命令(CreateConnection)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)，呼叫代理用該命令將某端點(diǎn)與指定的IP地址和UDP端口關(guān)聯(lián)，另外還向遠(yuǎn)端端點(diǎn)發(fā)送創(chuàng)建連接命令，建立兩個(gè)端點(diǎn)間的連接；(5)修改連接命令(ModifyConnection)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)，修改以前建立連接的參數(shù)；(6)刪除連接命令(DeleteConnection)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)(也可從網(wǎng)關(guān)到呼叫代理)，刪除以前建立的連接；(7)審計(jì)端點(diǎn)命令(AuditEndpoint)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)；(8)審計(jì)連接命令(AuditConnection)，從呼叫代理到網(wǎng)關(guān)；(9)重啟動(dòng)進(jìn)行中命令(RestartInprogress)，從網(wǎng)關(guān)到呼叫代理70協(xié)議H．248協(xié)議是2000年由ITU-T第16工作組提出的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議，它是在MGCP協(xié)議基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。協(xié)議是由MGC控制MG的協(xié)議，也稱MeGaCo。中引入了context概念，增加了許多package的定義，從而將MGCP大大推進(jìn)一步?？梢哉f建議已取代MGCP，成為MGC與MG之間的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。71協(xié)議將網(wǎng)關(guān)分解成MG和MGC是研制大型電信級IP網(wǎng)關(guān)的需要。MGC的功能是：(l)處理與網(wǎng)守間的H.225RAS消息；(2)處理信令(可選)；(3)處理信令(可選)。MG的功能是：(l)IP網(wǎng)的終結(jié)點(diǎn)接口；(2)電路交換網(wǎng)終結(jié)點(diǎn)接口；(3)處理信令(在某類分解中)；(4)處理帶有RAS(registerationadmissionstatus)功能的電路交換信令(在某類分解中)；(5)處理媒體流。72協(xié)議協(xié)議消息是協(xié)議發(fā)送的信息單元，一個(gè)消息包含一個(gè)消息頭和版本號，消息頭包含發(fā)送者的ID。消息中的事務(wù)彼此無關(guān)，可以獨(dú)立處理。協(xié)議消息的編碼格式為文本格式和二進(jìn)制格式。MGC必須支持這兩種格式，MG可以支持其中任一種格式。當(dāng)MG發(fā)起呼叫時(shí)，MGC建立一個(gè)新的上下文，并使用Add命令將RTP流和模擬線這兩個(gè)終端分別添加到上下文中，當(dāng)MG結(jié)束呼叫后，MGC使用Subtract命令將終端從上下文中刪除，釋放資源。用Modify命令可以修改終端的屬性和信號參數(shù)。73協(xié)議還定義了：(l)Move命令，將一個(gè)終端從一個(gè)上下文移到另一個(gè)上下文；(2)AuditValue命令，返回終端特性的當(dāng)前狀態(tài)；(3)AuditCapabilities命令，返回終端特性的能力集；(4)Notify命令，允許MG將檢測到的事件通知MGC；(5)ServiceChange命令，允許MG通知MGC一個(gè)或多個(gè)終端將要脫離或加入業(yè)務(wù)，也可以用于MG注冊到MGC表示可用性，以及MGC的掛起和MGC的主、備轉(zhuǎn)換通知等。74RTP協(xié)議應(yīng)用層RTPUDPIP鏈路層物理層應(yīng)用層RTPUDPIP鏈路層物理層插口RTP在協(xié)議結(jié)構(gòu)中的位置

RTP作為應(yīng)用層的一部分75RTP協(xié)議RTP分組格式

RTP控制協(xié)議（RTCP）

76RTP分組格式

RTP分組由分組首部和凈荷兩部分組成凈荷通常為數(shù)字化的語音數(shù)據(jù)，它通過采樣語音信號、量化采樣信號，并對量化后的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼得到。RTP首部如圖所示。經(jīng)過編碼的數(shù)字化語音數(shù)據(jù)加上RTP首部后，發(fā)送給UDP層。VPXCCMPT序號時(shí)間戳同步源標(biāo)識符（SSRC）提供源標(biāo)識符列表（0～15）項(xiàng)特定描述信息長度首部擴(kuò)展（a）固定的RTP首部（b）RTP首部擴(kuò)展77RTP首部各元素的含義版本字段（V）:2位長度，指明RTP的版本號，當(dāng)前RTP的版本號為2。填充位（P）：指明凈荷未端是否包含一個(gè)或多個(gè)填充字節(jié)。擴(kuò)展位（X）：指明RTP首部擴(kuò)展。RTP首部由固定部分和擴(kuò)展部分組成中。首部擴(kuò)展部分是可選的，如果擴(kuò)展位X置1，表明在固定首部之后，緊跟著一個(gè)首部擴(kuò)展。提供源計(jì)數(shù)器（CC）：4位長度，給出RTP首部中提供源標(biāo)識符列表中的項(xiàng)數(shù)（0～15）。信標(biāo)位（M）：該位的解釋取決于攜帶的凈荷類型，RTP（RFC1889）并沒有規(guī)定該位的用途，但音頻/視頻描述文件（RFC1890）規(guī)定,如果某個(gè)應(yīng)用在靜音階段不發(fā)送分組，那么靜音階段后發(fā)送的第一個(gè)分組必須置位該信標(biāo)位。78RTP首部各元素的含義凈荷類型（PT）：7位長度，指明RTP凈荷的格式，通常情況下，單個(gè)RTP分組所包含的凈荷只能用一種凈荷格式對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。序號：16位長度。在會(huì)話開始時(shí)，發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)作為該字段的初值，在傳送RTP分組過程中，每傳送一個(gè)分組，該字段值就增1。接收端可以用序號來檢測是否有分組丟失或錯(cuò)序。時(shí)間戳：32位長度，用來指明凈荷中第一個(gè)采樣數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間，每一個(gè)采樣數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間通過一個(gè)單調(diào)且線性遞增的時(shí)鐘獲得。79RTP首部各元素的含義同步源標(biāo)識符（SSRC）：32位長度，用于標(biāo)明同步源，同步源是一個(gè)負(fù)責(zé)發(fā)送RTP分組并在RTP分組中設(shè)置序號和時(shí)間戳的實(shí)體，同步源標(biāo)識符字段是一個(gè)惟一標(biāo)識該實(shí)體的32位長度的隨機(jī)數(shù)。當(dāng)RTP分組來自混合器時(shí)，同步源標(biāo)識符字段給出的是混合器的標(biāo)識符，而不是信息源的標(biāo)識符。標(biāo)識符必須是會(huì)話中全局惟一的。提供源標(biāo)識符列表（CSRC）：每一個(gè)提供源標(biāo)識符字段為32位長度，提供源標(biāo)識符列表最多允許在16個(gè)提供源標(biāo)識符。當(dāng)RTP分組來自混合器時(shí)，同步源標(biāo)識符字段給出標(biāo)識混合器的標(biāo)識符，而用提供源標(biāo)識符列表（CSRC）給出進(jìn)入混合器的各個(gè)信號的信號標(biāo)識符。80RTP首部各元素的含義RTP首部擴(kuò)展：RTP首部的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了滿足絕大多數(shù)媒體信息流的一般要求，但不會(huì)是所有媒體信息流的所有要求。一些特殊的凈荷格式可能要求一些額外的信息，這些信息可以作為凈荷自身的一部分。例如可以指定凈荷的前個(gè)字節(jié)為特殊用途的字節(jié)，用于提供這種凈荷格式所需要的額外信息。當(dāng)然，也可以用RTP首部擴(kuò)展提供特定凈荷格式要求提供的額外信息。通過將RTP首部的X位置1，來指明RTP首部擴(kuò)展的存在，RTP首部擴(kuò)展位于提供源標(biāo)識符列表和實(shí)際凈荷數(shù)據(jù)之間，RTP只要求在首部擴(kuò)展的規(guī)定位置給出首部擴(kuò)展長度，以便在處理過程中能夠找到RTP分組凈荷區(qū)域。RTP并未對首部擴(kuò)展的長度及包含的信息類型作出規(guī)定。81RTP控制協(xié)議RFC1889在定義實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）的同時(shí)，也定義了RTP的伴侶──RTP控制協(xié)議（RTCP）。RTCP通過周期性交換會(huì)話兩端實(shí)體的控制信息，這會(huì)話兩端實(shí)體提供質(zhì)量反饋信息，這種反饋信息可以用于檢測并糾正實(shí)時(shí)傳輸中存在的問題。通過RTCP和IP組播這些信息，可以讓第三方監(jiān)測會(huì)話質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的問題82RTP控制協(xié)議RTCP定義了下列5種不同類型的RTCP分組：發(fā)送者報(bào)告（SR）：會(huì)話參與者用它轉(zhuǎn)發(fā)有關(guān)傳輸和接收的統(tǒng)計(jì)信息。接收者報(bào)告（RR）：只接收媒體數(shù)據(jù)流的會(huì)話參與者用它發(fā)送有關(guān)接收的統(tǒng)計(jì)信息。源描述（SDES）：包含一個(gè)或多個(gè)某個(gè)特定會(huì)話參與者相關(guān)的描述信息，通常情況下，SDES必須包含用于標(biāo)識會(huì)話參與者的規(guī)范名字（CNAME），這個(gè)名字有別于同步源描述符，同步源描述符每當(dāng)主機(jī)復(fù)位時(shí)，將重新設(shè)定，而且在某個(gè)特定會(huì)話內(nèi)，如果某個(gè)實(shí)體生成多個(gè)RTP數(shù)據(jù)流，這些RTP數(shù)據(jù)流可以有不同的同步源描述符。但規(guī)范名字是不變的，而且同一實(shí)體生成的多個(gè)RTP數(shù)據(jù)流具有相同的規(guī)范名字（CNME）。在接收端，規(guī)范名字可以用于關(guān)聯(lián)這些RTP數(shù)據(jù)流，以此支持多個(gè)RTP數(shù)據(jù)流的同步播放。在特定會(huì)話內(nèi)，規(guī)范名字（CNAME）必須是惟一的。在SDES分組內(nèi)，也可能存在其他信息，如會(huì)話參與者具有的正規(guī)名字、E-mail或號碼等。BYE：表明會(huì)話參與者退出某個(gè)會(huì)話。APP：應(yīng)用相關(guān)功能，RTCP通過APP傳送有關(guān)選定媒體或應(yīng)用的信息，但對APP分組的內(nèi)容不作規(guī)定。83RTP控制協(xié)議RTCP規(guī)定，每個(gè)RTCP復(fù)合分組必須包含SR或RR和SDES分組，而且報(bào)告分組（SR或RR）作為復(fù)合分組的開始。根據(jù)規(guī)定，當(dāng)某個(gè)媒體數(shù)據(jù)流發(fā)送源需要發(fā)送SDES分組時(shí)，它必須一起發(fā)送一個(gè)報(bào)告分組，即使沒有相關(guān)信息需要報(bào)告，也須如此。這種情況下，復(fù)合分組可以包含一個(gè)空RR分組。如圖所示為一個(gè)復(fù)合分組的實(shí)例。發(fā)送該復(fù)合分組的會(huì)話參與者，已經(jīng)表明將退出該會(huì)話，復(fù)合分組末端的BYE分組就用于表明這點(diǎn)。84第六章多媒體通信技術(shù)多媒體信息與網(wǎng)絡(luò)多媒體通信系統(tǒng)組成多媒體通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)流媒體技術(shù)多媒體通信應(yīng)用854流媒體技術(shù)流媒體是指需要在發(fā)送端和接收端之間以獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的以給定速率傳輸?shù)囊?、視頻信息的一種傳輸技術(shù)。流媒體具有隱含的時(shí)間、傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、等時(shí)性和高吞吐量等特點(diǎn)。因特網(wǎng)是流媒體實(shí)時(shí)應(yīng)用的普遍環(huán)境，但目前因特網(wǎng)由于存在帶寬不足、服務(wù)質(zhì)量控制機(jī)制較弱等局限性，因此難以滿足流媒體實(shí)時(shí)性要求，為此因特網(wǎng)工程任務(wù)組IETF制定了專門支持流媒體實(shí)時(shí)傳輸?shù)膮f(xié)議—實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP。864流媒體技術(shù)流媒體基本概念流媒體技術(shù)原理

RTSP協(xié)議

流媒體編碼格式流媒體系統(tǒng)組成87流媒體基本概念流媒體指在internet/intranet中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體，它在播放前并不下載整個(gè)文件，只將開始部分內(nèi)容存入內(nèi)存，其他的數(shù)據(jù)流隨時(shí)傳送隨時(shí)播放，只是在開始時(shí)有一些延遲，其關(guān)鍵技術(shù)就是流式傳輸。與傳統(tǒng)的單純的下載相比較，流媒體具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。（1）由于不需要將全部數(shù)據(jù)下載，因此等待時(shí)間可以大大縮短；（2）由于流文件往往小于原始文件的數(shù)據(jù)量，并且用戶也不需要將全部流文件下載到硬盤，從而節(jié)省了大量的磁盤空間；（3）由于采用了RSTP等實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議，更加適合動(dòng)畫、視音頻在網(wǎng)上的實(shí)時(shí)傳輸。88流媒體基本概念實(shí)現(xiàn)流傳輸主要有兩種方法：實(shí)時(shí)流（realtimestreaming）傳輸和順序流（progressivestreaming）傳輸。如視頻為實(shí)時(shí)廣播，或使用流傳輸媒體服務(wù)器，或應(yīng)用如RTSP的實(shí)時(shí)協(xié)議，即為實(shí)時(shí)流傳輸。如使用HTTP服務(wù)器，文件即通過順序流發(fā)送，即為順序流傳輸。當(dāng)然，流文件也支持在播放前完全下載到硬盤。89流媒體技術(shù)原理

流傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要緩存在流傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸實(shí)時(shí)聲音數(shù)據(jù)。流媒體傳輸過程如圖：Web服務(wù)器Web服務(wù)器A/V播放器A/V播放器流媒體文件http/Tcp控制信息RTSP/TCP(UDP)90流媒體技術(shù)原理

智能流技術(shù)流媒體的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)流媒體技術(shù)的應(yīng)用91智能流技術(shù)智能流技術(shù)通過兩種途徑克服帶寬協(xié)調(diào)和流瘦化。首先，確立一個(gè)編碼框架，允許不同速率的多個(gè)流同時(shí)編碼，合并到同一個(gè)文件中；第二，采用一種復(fù)雜客戶/服務(wù)器機(jī)制探測帶寬變化。92智能流技術(shù)針對軟件、設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸速度上的差別，用戶以不同帶寬瀏覽音視頻內(nèi)容。為滿足客戶要求，編碼、記錄不同速率下媒體數(shù)據(jù)，并保存在單一文件中，此文件稱為智能流文件，即創(chuàng)建可擴(kuò)展流文件。當(dāng)客戶端發(fā)出請求，它將其帶寬容量傳給服務(wù)器，媒體服務(wù)器根據(jù)客戶帶寬將智能流文件相應(yīng)部分傳送給用戶。智能流通過描述現(xiàn)實(shí)世界因特網(wǎng)上變化的帶寬特點(diǎn)來發(fā)送高質(zhì)量媒體并保證可靠性，并對混合連接環(huán)境的內(nèi)容授權(quán)提供了解決方法。93智能流技術(shù)智能流是對所謂自適應(yīng)流管理（ASM）API的實(shí)現(xiàn)ASM描述流媒體數(shù)據(jù)的類型，輔助智能決策，確定發(fā)送哪種類型數(shù)據(jù)分組。文件格式和廣播插件定義了ASM規(guī)則。用最簡單的形式分配預(yù)定義屬性和平均帶寬給數(shù)據(jù)分組。對高級形式，ASM規(guī)則允許插件根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件變化改變數(shù)據(jù)分組發(fā)送。每個(gè)ASM規(guī)則可有一定條件的演示式，如演示式定義客戶帶寬是5000到15000kbit/s，分組損失小于2.5%。如此條件描述了客戶當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接，客戶就訂閱此規(guī)則。定義在規(guī)則中的屬性有助于媒體服務(wù)器有效傳送數(shù)據(jù)分組，如網(wǎng)絡(luò)條件變化，客戶就訂閱一個(gè)不同規(guī)則。94流媒體的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)

連接建立延時(shí)/釋放延時(shí)：建立延時(shí)是指從傳輸服務(wù)用戶要求建立連接到收到連接確認(rèn)之間所經(jīng)歷的時(shí)間，它包括了遠(yuǎn)端傳輸實(shí)體的處理延時(shí)。釋放延時(shí)是指傳輸服務(wù)用戶發(fā)出釋放連接請求到連接完全釋放所經(jīng)歷的時(shí)間。與所有衡量延時(shí)的參數(shù)一樣，這兩個(gè)延時(shí)越短，服務(wù)質(zhì)量越好。連接建立失敗概率：指在最大連接建立延遲時(shí)間內(nèi)未能建立連接的可能性。網(wǎng)絡(luò)擁塞或應(yīng)用程序的許可控制（admissioncontrol）機(jī)制常常造成連接建立失敗。吞吐率（throughput）：指每秒傳輸?shù)挠脩糇止?jié)數(shù)。它是在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)測得的。每個(gè)傳輸方向由各自的吞吐率來衡量。吞吐率越大越好。95流媒體的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)

傳輸時(shí)延（transitdelay）：指從源端機(jī)器的傳輸用戶發(fā)送報(bào)文開始到目的地機(jī)器的傳輸用戶接收到報(bào)文為止所經(jīng)歷的時(shí)間。傳輸延時(shí)在每個(gè)傳輸方向上也應(yīng)單獨(dú)處理。殘余誤碼率（residualerrorratio）：用于測量丟失或錯(cuò)亂報(bào)文數(shù)占整個(gè)發(fā)送報(bào)文數(shù)的百分比。該值越小越好。（安全）保護(hù)（protection）：該參數(shù)反映傳輸層為防止未經(jīng)授權(quán)的第三方（竊取情報(bào)者）讀取或修改傳輸用戶數(shù)據(jù)而提供保護(hù)的程序。優(yōu)先級（priority）：該參數(shù)提供了一種方法用以表明哪些連接更為重要。當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，應(yīng)確保優(yōu)先級較高的連接先獲得服務(wù)?；謴?fù)功能（resilience）：當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)部問題或擁塞時(shí)，該參數(shù)指出了傳輸層本身自發(fā)終止連接的可能性。96流媒體技術(shù)的應(yīng)用

帶圖片的廣播（illustratedaudio）流視頻播出（streamingvideo）遠(yuǎn)程教學(xué)（remoteseminar）提供收費(fèi)電視（paybyview）提供音頻壓縮技術(shù)，可以為普通撥號上網(wǎng)的用戶提供調(diào)頻收音的效果97RTSP協(xié)議RTSP簡介

RTSP狀態(tài)機(jī)

RTSP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理

98RTSP簡介實(shí)時(shí)流協(xié)議（RTSP，RealTimeStreamingProtocol）定義了一對多應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。HTTP與RTSP相比HTTP傳送HTML，而RTP傳送的是多媒體數(shù)據(jù)HTTP請求由客戶機(jī)發(fā)出，服務(wù)器作出響應(yīng)；使用RTSP時(shí)，客戶機(jī)和服務(wù)器都可以發(fā)出請求，即RTSP可以是雙向的。99RTSP簡介RTSP是一個(gè)流媒體表示控制協(xié)議，用于控制具有實(shí)時(shí)特性的數(shù)據(jù)發(fā)送，但RTSP本身并不傳輸數(shù)據(jù)，而必須利用底層傳輸協(xié)議提供的服務(wù)。它提供對媒體流的類似于VCR的控制功能，如播放、暫停、快進(jìn)等。也就是說，RTSP對多媒體服務(wù)器實(shí)施網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。RTSP中定義了控制中所用的消息、操作方法、狀態(tài)碼以及頭域等，此外還描述了與RTP的交互操作。RTSP制定時(shí)較多地參考了，其中的很多描述與完全相同。RTSP之所以特意使用與類似的語法和操作，是為了兼容現(xiàn)有的Web基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并使HTTP的擴(kuò)展機(jī)制在大多數(shù)情況下可以加到RTSP上。100RTSP簡介RTSP控制的媒體流的集合由表示描述（presentationdescription）來定義。所謂表示（presentation）是指作為一個(gè)完整的媒體服務(wù)提供給客戶機(jī)的一個(gè)或多個(gè)媒體流的集合。表示描述包含了一個(gè)表示中各個(gè)媒體流的多種信息，例如數(shù)據(jù)編碼/解碼集、網(wǎng)絡(luò)地址、媒體流的內(nèi)容等。RTSP服務(wù)器使用標(biāo)識符來標(biāo)識每一流連接會(huì)話（session），但與RTP一樣，RTSP并沒有類似于TCP連接的“RTSP連接”的概念。一個(gè)RTSP連接會(huì)話可以打開和關(guān)閉多條通向服務(wù)器的可靠傳輸連接以發(fā)送RTSP請求，還可以同時(shí)選擇使用無連接傳輸協(xié)議如UDP。101RTSP簡介RTSP協(xié)議目前支持以下操作：從媒體服務(wù)器回取數(shù)據(jù)客戶機(jī)可以通過HTTP或其他方法請求一個(gè)表示描述。如果表示是多播的，則表示描述包含用于該媒體流的多播地址和端口。如果表示是單播（unicast）的，客戶機(jī)將由于安全原因而提供目的地址。邀請媒體服務(wù)器加入會(huì)議（conference）。一個(gè)媒體服務(wù)器可以被邀請加入一個(gè)已存在的會(huì)議，或者在表示中回放媒體，或者在表示中錄制全部媒體或其子集。這種模式對于分布式教學(xué)非常適合，參加會(huì)議的幾方可以輪流“按下遠(yuǎn)程控制按鈕”。在一個(gè)已存在的表示中加入新的媒體流。特別對于現(xiàn)場表示而言。服務(wù)器應(yīng)可以通知客戶機(jī)新加入的可利用媒體流。102RTSP狀態(tài)機(jī)

客戶機(jī)狀態(tài)機(jī)服務(wù)器狀態(tài)機(jī)103客戶機(jī)狀態(tài)機(jī)客戶機(jī)存在以下狀態(tài)：Init：初始化狀態(tài)，發(fā)出了SETUP命令，等待應(yīng)答。Ready：準(zhǔn)備狀態(tài)，接收到SETUP命令的應(yīng)答或在Playing狀態(tài)下接收到PAUSE命令的應(yīng)答。Playing：播放狀態(tài)，接收到PLAY命令的應(yīng)答。Recording：錄制狀態(tài)，接收到RECORD命令的應(yīng)答。通常，客戶機(jī)在收到請求應(yīng)答后改變狀態(tài)。注意有些請求在將來的某一時(shí)刻或位置才有效（例如PAUSE），因而狀態(tài)也隨之改變。如果沒有向?qū)ο箫@式地發(fā)出SETUP請求，狀態(tài)將從Ready開始；在這種情況下，只有Ready和Playing兩種狀態(tài)。104服務(wù)器狀態(tài)機(jī)服務(wù)器存在以下狀態(tài)：Init：初始化狀態(tài)，還沒有收到有效的SETUP命令。Ready：準(zhǔn)備狀態(tài)，正確收到上一個(gè)SETUP命令，送出應(yīng)答；或者開始播放后，正確收到上一個(gè)PAUSE命令，送出應(yīng)答。Playing：播放狀態(tài)，正確收到上一個(gè)PLAY命令，送出應(yīng)答，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。Recording：錄制狀態(tài)，服務(wù)器開始錄制媒體數(shù)據(jù)。服務(wù)器在收到請求后改變狀態(tài)。服務(wù)器在Playing或Recording狀態(tài)下且工作于點(diǎn)對點(diǎn)模式時(shí)，如果它在一段規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（默認(rèn)為1min），沒有收到從客戶機(jī)通過RTCP報(bào)告或RTSP命令送來的“滿意（wellness）”消息，它將回復(fù)到Init狀態(tài)然后拆除RTSP連接會(huì)話。服務(wù)器處于Ready狀態(tài)時(shí)，如果在1min內(nèi)沒有收到RTSP請求，它將回復(fù)到Init狀態(tài)。105RTSP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理

RTSP的實(shí)現(xiàn)采用客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，主要包括編碼器（encoders）、播放器（players）和服務(wù)器（servers）三個(gè)組成部分，它們之間的互操作性（interoperability）是一個(gè)非常重要的問題。三者的互鎖關(guān)系如圖所示。編碼器播放器服務(wù)器兼容編碼器兼容協(xié)議兼容文件格式106服務(wù)器系統(tǒng)RTSP服務(wù)器與HTTP服務(wù)器有很多共同之處，如對并發(fā)和URL請求的支持。RTSP服務(wù)器的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。數(shù)據(jù)源音頻/視頻捕獲設(shè)備或磁盤文件音頻/視頻數(shù)據(jù)流分離音頻編碼器G.723.1/G.729視頻編碼器G.723.1/G.729RTP/RTCP分組封裝和控制及流媒體處理網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)控制（并發(fā)控制、同步調(diào)度、QoS管理等）107客戶機(jī)系統(tǒng)客戶機(jī)的數(shù)據(jù)流向與服務(wù)器相反，其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。緩沖區(qū)音頻/視頻數(shù)據(jù)流分離音頻編碼器G.723.1/G.729視頻編碼器G.723.1/G.729RTP/RTCP分組封裝和控制及流媒體處理網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)控制（并發(fā)控制、同步調(diào)度、QoS管理等）播放和顯示同步處理108RTSP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理在RTSP的實(shí)現(xiàn)中還應(yīng)采用下面的流媒體技術(shù)：基于速率的流控技術(shù)即發(fā)送端以接收端播放幀的速率來發(fā)送幀。在客戶機(jī)與服務(wù)器建立連接后，客戶機(jī)和服務(wù)器協(xié)商所需服務(wù)的帶寬。服務(wù)器根據(jù)協(xié)商的帶寬決定發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的大小。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，網(wǎng)絡(luò)和終端負(fù)載是動(dòng)態(tài)變化的，因此服務(wù)器和客戶機(jī)之間還必須通過RTCP動(dòng)態(tài)交換信息?？蛻魴C(jī)應(yīng)在RTCP分組中通知服務(wù)器目前所需的播放速度，并反饋分組丟失率、播放時(shí)延等服務(wù)質(zhì)量信息。數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)為了使客戶端連續(xù)播放媒體流，必須采用數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)。在服務(wù)器端，應(yīng)根據(jù)RTCP反饋的傳播延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)等參數(shù)，將數(shù)據(jù)分割成適合網(wǎng)絡(luò)帶寬的大小合適的分組。在客戶機(jī)端必須足夠快地接收這些分組，以一個(gè)速率穩(wěn)定的流傳送給播放程序?qū)崟r(shí)播放出來。對于來不及處理的分組，則存入緩沖區(qū)中。客戶機(jī)實(shí)現(xiàn)中采用了多線程處理方式，播放、解壓縮、接收各用一個(gè)線程，使客戶機(jī)可以播放一個(gè)分組，解壓縮另一個(gè)分組，同時(shí)接收第三個(gè)分組。緩沖區(qū)的大小由接收端的處理能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬綜合決定。一般來說，緩沖區(qū)至少應(yīng)能存放大約3s以上的數(shù)據(jù)量。為了使緩沖區(qū)的大小匹配接收端的處理能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，最好是動(dòng)態(tài)分配緩沖區(qū)109流媒體編碼格式壓縮媒體文件格式流文件格式媒體發(fā)布格式110壓縮媒體文件格式

圖6.19文件壓縮過程壓縮格式有時(shí)被稱為壓縮媒體格式，包含了描述一段聲音和圖像的同樣信息。很明顯，壓縮過程改變了數(shù)據(jù)比特的編排。在壓縮媒體文件再次成為媒體格式前，其中數(shù)據(jù)需要解壓縮。111常用視頻、音頻壓縮

文件類型

文件格式擴(kuò)展名(Video/Audio)媒體類型與名稱壓縮情況MovQuickTimeVideoV2.0可以MpgMPEG1Video有MP3MPEGLayer3Audio有WavWaveAudio沒有AifAudioInterchangeFormat沒有SndSoundAudioFileFormat沒有AuAudioFileFormat(SunOS)沒有AviAudioVideoInterleavedV1.0(MicrosoftWin)沒有112流文件格式

流文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡(luò)上邊下載邊播放，而不是等到下載完整個(gè)文件才能播放?？梢栽诰W(wǎng)上以流的方式播放標(biāo)準(zhǔn)媒體文件，但效率不高。將壓縮媒體文件編碼成流文件，必須假如一些附加信息，如計(jì)時(shí)、壓縮和版權(quán)信息。圖6.20流式文件編碼過程113常用流文件格式

文件格式擴(kuò)展名（Video/Audio）媒體類型與名稱AsfAdvancedStreamingFormat.(Microsoft).RmRealVideo/Audio文件(ProgressiveNetworks).RaRealAudio文件(ProgressiveNetworks).RpRealPix文件(ProgressiveNetworks).RtRealText文件(ProgressiveNetworks).SwfShockWaveFlash(Macromedia).VivVivoMovie文件(VivoSoftware).114媒體發(fā)布格式

媒體發(fā)布格式不是壓縮格式，也不是傳輸協(xié)議，其本身并不描述視聽數(shù)據(jù)，也不提供編碼方法。媒體發(fā)布格式是視聽數(shù)據(jù)安排的唯一途徑，物理數(shù)據(jù)無關(guān)緊要，用戶僅需要知道數(shù)據(jù)類型和安排方式。以特定方式安排數(shù)據(jù)有助于流媒體的發(fā)展，因?yàn)橛脩粝Ｍ幸粋€(gè)開放媒體發(fā)布格式為所有商業(yè)流產(chǎn)品應(yīng)用，為應(yīng)用不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)和媒體文件格式的媒體發(fā)布提供一個(gè)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)方法。用戶也可以從相同格式同步不同類型流中獲益。在不久的將來，單個(gè)媒體發(fā)布格式能包含不同類型媒體的所有信息，如計(jì)時(shí)、多個(gè)流同步、版權(quán)和所有人信息。實(shí)際視聽數(shù)據(jù)可位于多個(gè)文件中，而由媒體發(fā)布文件包含的信息控制流的播放。115常用媒體發(fā)布格式

媒體發(fā)布格式媒體類型和名稱AsfAdvancedStreamingFormat.SmilSynchronisedMultimediaIntegrationLanguage.RamRAMFile.RpmEmbeddedRAMFile.AsxXml116流媒體系統(tǒng)組成

流媒體系統(tǒng)示意圖117流媒體系統(tǒng)組成一個(gè)完整的流媒體系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)組成部分。編碼工具

：用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式，這可以由帶視音頻硬件接口的計(jì)算機(jī)和運(yùn)行其上的制作軟件共同完成。流媒體數(shù)據(jù)。服務(wù)器：存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)：適合多媒體傳輸協(xié)議或?qū)崟r(shí)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件。

118流媒體系統(tǒng)組成媒體服務(wù)器硬件平臺(tái)媒體服務(wù)器軟件平臺(tái)目前典型流媒體系統(tǒng)主要有以下兩種類型：RealSystemWindowsMediaTechnology119第六章多媒體通信技術(shù)多媒體信息與網(wǎng)絡(luò)多媒體通信系統(tǒng)組成多媒體通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)流媒體技術(shù)多媒體通信應(yīng)用1205多媒體通信應(yīng)用

VoIP系統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)

視頻點(diǎn)播系統(tǒng)IPTV系統(tǒng)3G/NGN多媒體子系統(tǒng)IMS簡介121VoIP系統(tǒng)VoIP(VoiceoverInternetProtoco1)是一種建立在IP網(wǎng)絡(luò)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)。與傳統(tǒng)通訊技術(shù)不同的是，它是通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)來傳輸聲音數(shù)據(jù)。122VoIP系統(tǒng)VoIP發(fā)展現(xiàn)狀VoIP存在的問題VoIP前景展望123VoIP發(fā)展現(xiàn)狀VoIP實(shí)現(xiàn)體系VoIP的應(yīng)用現(xiàn)狀網(wǎng)關(guān)成為瓶頸及其軟交換解決方案124VoIP實(shí)現(xiàn)體系VoIP的基本實(shí)現(xiàn)原理是通過語音壓縮算法對話音進(jìn)行壓縮編碼，然后把這些語音數(shù)據(jù)按照TCP／IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)侥康牡睾?，接收方再把這些語音數(shù)據(jù)包重新組合，經(jīng)過解碼處理后，就可以恢復(fù)成原來的語音信號，從而達(dá)到由IP網(wǎng)絡(luò)傳送話音的目的。125VoIP實(shí)現(xiàn)體系VoIP網(wǎng)絡(luò)采用了一系列的協(xié)議協(xié)同工作，為實(shí)時(shí)語音或者其它多媒體數(shù)據(jù)提供性能保障。如圖所示：126VoIP實(shí)現(xiàn)體系VoIP網(wǎng)絡(luò)目前存在著兩大體系：由ITU-T提出的基于協(xié)議的IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的IP網(wǎng)絡(luò)由網(wǎng)守、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元、應(yīng)用服務(wù)器和后臺(tái)管理等主要模塊組成。主要是從電信的角度出發(fā)建議的，它具有與傳統(tǒng)電信網(wǎng)接近的呼叫流程和處理機(jī)制，采用多層組網(wǎng)、集中式管理方式，技術(shù)已經(jīng)成熟，能比較容易地與現(xiàn)有的PSTN網(wǎng)絡(luò)互通。不僅是電信運(yùn)營商，國內(nèi)的各大企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的VoIP部分基本上也都采用了技術(shù)的組網(wǎng)方案。由IETF提出的基于SIP協(xié)議的IP網(wǎng)絡(luò)。SIP系統(tǒng)由用戶代理、代理服務(wù)器、定位服務(wù)器、注冊服務(wù)器和重定向服務(wù)器等組成。SIP基本上是基于動(dòng)態(tài)Internet模式來建網(wǎng)的，較少考慮與PSTN的互聯(lián)互通問題，呼叫流程也與PSTN網(wǎng)有所不同，SIP協(xié)議是新興起來的協(xié)議，其發(fā)展并不成熟，但是由于SIP類似于其他IP網(wǎng)的協(xié)議，采用縫補(bǔ)式的呼叫控制與管理模式，比更加靈活簡單，而且易于實(shí)現(xiàn)，更適合開發(fā)與Internet結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)。127VoIP應(yīng)用現(xiàn)狀軟件VoIP電信級VoIP企業(yè)級VoIP128軟件VoIP應(yīng)用通信軟件或語音聊天室實(shí)現(xiàn)PCtoPC的語音通話是VoIP最早的實(shí)現(xiàn)形式。目前這部分服務(wù)絕大多數(shù)是免費(fèi)的，但是這種模式不可能擴(kuò)展到普通大眾，僅限于熟悉計(jì)算機(jī)的用戶，而且這種通話方式的通話質(zhì)量不太好，因而沒有應(yīng)用于商用市場。網(wǎng)絡(luò)軟件有VocalTec的InternetPhone、微軟的NetMeeting、NetSpeak的WebPhone、IDT的Net2Phone等，最值得一提的是P2P和VoIP技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的Skype，它可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的流量和速度，動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)語音的質(zhì)量，從而保持較高質(zhì)量的語音通話，給語音通信創(chuàng)造了一片廣闊的天空129電信級VoIPIP業(yè)務(wù)在此特指由網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)共同提