《多媒體通信》

西安電子科技大學通信工程學院第一章緒論關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體通信協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論第一章緒論關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體通信協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論一、關于本課程關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論二、基本概念2.1媒體的種類與性質媒體（Media）存儲信息的實體，如磁帶、磁盤、光盤等信息的載體：文本、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等媒體的種類(1)按計算機處理數(shù)據(jù)的形式來劃分：文本(Text)符號

(Symbol)圖形(Graphics)圖像(Image)動畫(Animation)音頻

(Audio)視頻(Video)感覺媒體(PerceptionMedium)1與人類感覺器官相關的一類媒體，如：圖像、圖形、視頻、文字、符號、壓力、味道等表示媒體(RepresentationMedium)2用于數(shù)據(jù)交換的編碼類媒體，如：圖像編碼、視頻編碼、聲音編碼、文本編碼等顯示媒體(PresentationMedium)3用于信息輸入和輸出的媒體，如：鍵盤、鼠標、攝像頭、話筒、顯示器、打印機、耳機等存儲媒體(StorageMedium)4用于信息存儲的媒體，如：內存、硬盤、軟盤、光盤、U盤、磁帶等傳輸媒體(TransmissionMedium)5用于承載或傳輸信息的媒體，如：雙絞線、同軸電纜、光纖、無線鏈路等(2)按承載信息的方式來劃分：(3)從人機交互的角度來劃分：視覺類媒體聽覺類媒體觸覺類媒體活動媒體抽象事實媒體多媒體（Multimedia）的含義所謂多媒體，是相對單媒體而形成的概念，是指把多種不同的媒體（如文字、聲音、視頻等）綜合集成在一起而產生的一種存儲、傳播和表現(xiàn)信息的全新載體。然而，現(xiàn)在提起多媒體，不僅僅在于多媒體信息本身，而主要是指處理和應用它的一套技術，特別是指利用計算機技術處理和應用多媒體信息的技術。多媒體的關鍵特性信息載體的多樣化多媒體的交互性多媒體的集成性2.2多媒體通信多媒體通信（MultimediaCommunications）多媒體通信是指能夠提供多媒體信息傳輸?shù)耐ㄐ胚^程；傳輸信息的主體是多媒體信息，及其組合；是多媒體技術、計算機技術、通信技術、網絡技術等相互結合和發(fā)展的產物。多媒體通信的關鍵特性集成性交互性同步性多種媒體的集成多種技術的集成用戶對通信的全過程有完備的交互控制能力電視vsVOD在多媒體終端上顯現(xiàn)的圖像、聲音和文字是以同步方式工作的通過網絡傳送的多媒體信息必須保持它們在時間上或事件之間的同步關系關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論三、多媒體通信

業(yè)務與技術3.1多媒體通信業(yè)務ITU-T制定的F.700系列標準中，對現(xiàn)有的或即將開展的音像和多媒體業(yè)務作出了明確定義，形成了音像和多媒體業(yè)務的標準架構。/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-F.700-200011-I!!PDF-E&type=itemsITU-TF.700:FrameworkRecommendationsformultimediaservices(2000-11)會議型業(yè)務（ConferenceServices）1多點、雙向；視頻會議會話型業(yè)務（ConversationServices）2點到點、雙向；可視電話分配型業(yè)務（DistributionServices）3點對多點，單向；廣播式視聽會議檢索型業(yè)務（RetrievalServices）4點到點、單向；多媒體圖書館采集型業(yè)務（CollectionServices）5多點到一點，單向；遠程監(jiān)控消息型業(yè)務（MessageServices）6點到點、單向；多媒體信息3.2多媒體通信的服務質量服務質量(QualityofService,QoS)用來衡量應用系統(tǒng)提供服務的良好程度已成為衡量通信質量或者網絡性能好壞的通用技術規(guī)范QoS用參數(shù)的形式來描述這些參數(shù)具有客觀值或主觀值一般來說，QoS的客觀值通常是一組描述系統(tǒng)行為的參數(shù)，如峰值速率、差錯率、時延抖動等；而主觀值通常是一組描述系統(tǒng)服務性能的參數(shù)，如優(yōu)先級、訪問權限。吞吐量（Throughput）指有效的網絡帶寬，為物理鏈路的傳輸速率–傳輸開銷它是一種靜態(tài)的參數(shù)，反應了網絡負載的情況在許多情況下，將額外開銷忽略不計，將傳輸速率直接當成吞吐量：討論：一些典型的多媒體業(yè)務對吞吐量的要求差錯率（ErrorRate）反映了網絡傳輸?shù)目煽啃訠ER：BitErrorRateFER：FrameErrorRatePER：PacketErrorRate不同的物理信道，差錯率不同與噪聲、干擾、失真、衰減、多徑等有關系時延（Delay）傳播時延（PropagationDelay）端到端傳輸一個bit所需要的時間，和光速有關傳輸時延（TransmissionDelay）將一個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)，全部發(fā)送到鏈路上的時間處理時延（ProcessingDelay）在IP網絡中，指的是路由器處理包頭（PacketHeader）的時延排隊時延（QueuingDelay）數(shù)據(jù)包在網絡節(jié)點中的排隊時延演示DT=N/RN:包長度R:傳輸速率端到端時延(End-to-EndDelay)時延抖動（Jitter）描述了時延的變化程度，即不同數(shù)據(jù)分組時延之間的差別對音、視頻業(yè)務的影響比較大多媒體對象最大延時/s最大時延抖動/ms平均吞吐量/(Mbit/s)可接受的誤碼率語音0.25100.064<10-1圖像1-2~1010-4視頻(TV品質)0.251010010-2壓縮視頻0.2512~1010-6數(shù)據(jù)(文件傳送)1-1~1000實時數(shù)據(jù)0.001~1-<100多媒體通信中部分媒體的QoS參數(shù)3.3多媒體通信的關鍵技術多媒體信息獲取與顯示技術多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術多媒體信息存儲技術多媒體數(shù)據(jù)庫及其檢索技術多媒體信息交換與同步技術多媒體網絡與終端技術分布式多媒體信息處理技術移動多媒體與流媒體傳輸技術多媒體通信協(xié)議與標準化關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體通信協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論四、多媒體通信

協(xié)議與標準4.1國際標準化組織與機構ITU-T(國際電信聯(lián)盟-電信標準化部,

InternationalTelecommunicationUnion)ITU-R(國際電信聯(lián)盟-無線電通信部)ISO(國際標準化組織,

InternationalOrganizationforStandardization)IEC(國際電工委員會,InternationalElectrotechnicalCommission)電信和信息標準化組織論壇與工作組NMF(網絡管理論壇,NetworkManagementForum)IETF(因特網工程任務組,

InternetEngineeringTaskForce)3GPP、3GPP2(第三代合作伙伴計劃,

3rdGenerationpartnershipProject,)DAVIC(數(shù)字視聽委員會,

DigitalAudioVideoCouncil)4.2通信協(xié)議與標準協(xié)議(Protocol)

:對等實體用來交換數(shù)據(jù)的規(guī)程不同的通信網絡、系統(tǒng)、終端可能有不同的協(xié)議和標準公共協(xié)議和標準專用協(xié)議和標準

實時多媒體通信協(xié)議RTP(Real-timeTransferProtocol)RTCP(Real-timeTransferControlProtocol)RTSP(Real-timeStreamingProtocol)支持基于IP網絡的多媒體通信業(yè)務運行于UDP之上提供實時特征數(shù)據(jù)的一對一或一對多服務作為RTP協(xié)議的控制協(xié)議與RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務定義了如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數(shù)據(jù)在體系結構上位于RTP和RTCP之上，使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸RSVP(ResourceReservationProtocol)能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS解決IP網絡無QoS的問題運行于IP層之上，屬于傳輸層協(xié)議多媒體通信系列標準適用于傳輸系統(tǒng)、媒體數(shù)字系統(tǒng)和網絡的G.7xx系列標準適用于試聽及多媒體通信系統(tǒng)的H系列標準G.711、G.723、G.729H.323、H.248、H.263、H.264關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體通信協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論五、多媒體通信網絡

及其發(fā)展現(xiàn)代電話網絡早期的電話網絡5.1通信網絡演進簡單的異步通信使用數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議實現(xiàn)計算機之間的通信分組交換計算機網絡模擬有線電視網絡光纖主干的數(shù)字廣播無線局域網移動通信網蜂窩模型電信網廣播電視網互聯(lián)網實時通信電路交換大容量視頻信號廣播信道，非對稱TCP/IP分組交換歷史：三網分離演進路徑：分組交換電信網分組交換替代電路交換即時通信替代實時通信：VoIP技術廣播電視網視頻點播IP多播STB互聯(lián)網移動互聯(lián)網應用層組網化信息網絡分層、分域現(xiàn)狀與趨勢電信網廣播電視網互聯(lián)網全IP化傳輸網核心網業(yè)務網分組交換一切統(tǒng)一于數(shù)據(jù)通信業(yè)務在應用層實現(xiàn)通信與計算機領域高度合并現(xiàn)狀與趨勢傳輸網提供靈活的接入和傳輸服務基于IP融合，全IP網絡移動互聯(lián)網，隨時隨地接入核心網提供公共的業(yè)務服務標準化中間層網絡業(yè)務網業(yè)務邊緣化面向服務的體系架構綜合化全IP化帶來的變化業(yè)務綜合化在單一平臺上可以集成話音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務服務集成化業(yè)務更易于集成，不同的解決方案，不同的廠商，不同的業(yè)務可以集成到同一個系統(tǒng)移動位置無關性網絡接入與業(yè)務接入獨立，業(yè)務接入與位置無關業(yè)務與網絡分離業(yè)務交換與傳輸交換的分離業(yè)務提供商與網絡提供商分工的改變業(yè)務的發(fā)展前所未有的簡單、自由，因此迅猛發(fā)展IP多媒體通信系統(tǒng)業(yè)務網核心網電話網電視網互聯(lián)網無線移動網基于IP的核心網連接到多個接入網提供合并的服務服務有線和無線用戶5.2多媒體通信主要技術業(yè)務網技術視頻業(yè)務可視電話、視頻點播話音業(yè)務IP電話、呼叫中心數(shù)據(jù)業(yè)務文件傳送、即時消息/出席狀態(tài)、發(fā)布訂閱遠程共享多媒體會議電子白板、遠程協(xié)助會議組織、協(xié)作、控制終端技術全IP網絡中，終端技術扮演更重要的角色網絡傻瓜化，功能從網絡核心遷移到網絡邊緣終端智能化，功能上移，從網絡層遷移到應用層終端功能采集/顯示：設備驅動操縱通信：人機界面、工作流、應用控制數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮，信道編碼數(shù)據(jù)控制：信令控制、媒體控制糾錯，消除抖動，丟包補償通信傳輸：應用層傳輸協(xié)議UDT、RTP數(shù)字表示中存在的問題：數(shù)據(jù)量龐大音頻：高質量音頻信號需要約1.5Mbit/s.高清視頻：1920x1080象素，24bit，60f/s，2.78Gbit/s，1小時視頻：1251GB壓縮編碼壓縮的必要性通信挑戰(zhàn)：對有限帶寬資源的挑戰(zhàn)，信息不加壓縮無法通信存儲挑戰(zhàn)：存儲的花費仍然不便宜壓縮的可行性-感知冗余和表示冗余相鄰象素。序列圖像。音頻：人耳聽不到，沒有用，感知冗余統(tǒng)計冗余：文檔中的冗余核心網技術組網技術穿越NAT防火墻網絡負載均衡：P2P、用戶中繼、CDN、云計算可靠運營：服務器可靠性技術媒體中繼服務系統(tǒng)構成技術連接控制：為用戶選擇合適的登錄點用戶歸屬控制：服務控制、業(yè)務簽約控制業(yè)務控制：選擇執(zhí)行用戶請求的服務器網絡安全：授權、鑒權、證書管理、不可抵賴、加密/解密、密鑰管理關于本課程基本概念多媒體通信業(yè)務與技術多媒體通信協(xié)議與標準多媒體通信網絡及其發(fā)展多媒體通信體系結構討論六、多媒體通信

體系結構協(xié)議體系結構應用/業(yè)務(文件/話音/視頻/會議/郵件/遠程共享）媒體流編解碼協(xié)議H.264/iLBC/G.729RTP信令/協(xié)議DNSRTCPSIP/XMPPHTTPUDPTCPIP