多媒體技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用8/30/2021SJTU

ICSRC1Multimedia

TechniqueDeveloping

and

Application上海交通大學(xué)芯片與系統(tǒng)研究中心鄭世寶教授2002

年7

月3

日多媒體技術(shù)概念多媒體技術(shù)發(fā)展歷程Internet與多媒體DTV與多媒體多媒體網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)關(guān)鍵結(jié)語8/30/2021SJTU

ICSRC2內(nèi)容提綱Multimedia:8/30/2021SJTU

ICSRC3Video,Audio,

Speech,

Games,

Image,

Pictures,多媒體

Teletex廣義多媒體：集圖象、聲音、文字于一體的通信狹義多媒體：集成實(shí)時視頻、音頻和數(shù)據(jù)的通信計(jì)算機(jī)多媒體：Windows

和Web

瀏覽器，download應(yīng)用通信多媒體：Video

phone/Video

Conference,Distant

Learning廣播多媒體：Digital

TV1.

多媒體的概念兩大分支:2.

多媒體的發(fā)展歷程電信多媒體ITU

-T廣播多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC4ITU

-

R，DAVIC2.

多媒體技術(shù)發(fā)展歷程(1)

電信多媒體電信多媒體的組成用戶CCodec通信網(wǎng)絡(luò)(DDN)Codec用戶A用戶B用戶管理服務(wù)器多點(diǎn)服務(wù)器ICP/ISP8/30/2021SJTU

ICSRC52.

多媒體技術(shù)發(fā)展歷程8/30/2021SJTU

ICSRC6(1)

電信多媒體電信多媒體的特點(diǎn)：終端是雙向?qū)ΨQ的可以是點(diǎn)對點(diǎn)的通信——可視電話可以是點(diǎn)對多點(diǎn)的通信——會議電視可以是多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信——網(wǎng)上討論交換網(wǎng)電信多媒體的發(fā)展歷史ITU-T◆◆◆2.多媒體技術(shù)發(fā)展歷程——電信多媒體-模擬會議電視8/30/2021SJTU

ICSRC7-數(shù)字會議電視-國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字會議電視廣播多媒體的組成2.

電信多媒體技術(shù)發(fā)展歷程——廣播多媒體EncoderEncoderInternetM

U

XmodRC廣播前端HFC網(wǎng)絡(luò)DBS網(wǎng)DTTB網(wǎng)STBTVPCInternet廣播網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者8/30/2021SJTU

ICSRC8廣播多媒體的特點(diǎn)終端分為前端和用戶終端，單向或非對稱雙向分配網(wǎng)非對稱點(diǎn)對多點(diǎn)可條件接收下載應(yīng)用服務(wù)點(diǎn)播8/30/2021SJTU

ICSRC92.

電信多媒體技術(shù)發(fā)展歷程——廣播多媒體廣播多媒體的發(fā)展歷史傳統(tǒng)廣播電視圖文電視雙向HFCDTV

(DVB)DAVIC,ISO/IEC,ITU-R,

DVB,

ATSC8/30/2021SJTU

ICSRC102.

電信多媒體技術(shù)發(fā)展歷程——廣播多媒體多媒體通信系統(tǒng)一般構(gòu)成3.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC11多媒體業(yè)務(wù)與適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)3.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC12Internet與IPv4,IPv63.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC133.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC14附注：–第一層：物理層---TDDH，SDH，SONET–第二層：鏈路層---PPP，PMP，ATM，LANE，Subnet–第三層：網(wǎng)絡(luò)層---路由器，IP,IPv4,IPv6–第四層：傳送層---DDP,TCP–第五層：會話層(section)---RTP,RTCP,H.225.0–第六層：表示層---H.25X,G7XX–第七層：應(yīng)用層---AV

1

DATA,TC&M3.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC15IPv4的問題––地址資源行將枯竭：IPv4提供的IP地址位數(shù)是32位，也即1億個左右的地址。實(shí)際使用中，還要去除網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、劃分子網(wǎng)的開銷、路由器地址、保留地址等等，最后有效的地址數(shù)目比可用的地址總數(shù)還要低。隨著連接到Internet上的主機(jī)數(shù)目的迅速增加，有預(yù)測表明，所有IPv4地址將在2005～2010年間分配完畢。––路由表越來越大：由于IPv4采用與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無關(guān)的形式來分配地址，所以隨著連入網(wǎng)絡(luò)數(shù)目增加，路由器數(shù)目飛速增加，相應(yīng)地，決定數(shù)據(jù)傳輸路由的路由表也

就不斷加大。龐大的路由表不僅增加了路由器的工作量，而且降低了Internet服務(wù)的穩(wěn)定性。––地址分配不便：IPv4是采用手工配置的方法來給用戶分配地址，這不僅增加了管理費(fèi)用，而且無法為那些需要IP移動性的用戶提供更好服務(wù)。3.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC16IPv6------窮極想象力與IPV4相比較，IPV6較好地解決了上面提到的眾多問題。具體如下:––IPv6將現(xiàn)有的IP地址長度擴(kuò)大到128位，使地址數(shù)量大大增加。形象地說，對于地球的每平方米都將有超過1000個IPv6。這將極大地滿足那些伴隨著網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備的出現(xiàn)而對地址增長的需求，例如個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、移動電話(MobilePhone)、家庭網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備(HAN)等。––主機(jī)自動配置IP地址和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。IPv6繼承了IPv4的DHCP自動配置服務(wù)。主機(jī)從DHCP服務(wù)器租借IP地址并獲得有關(guān)的配置信息（如缺省網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器

等），由此達(dá)到自動設(shè)置主機(jī)IP地址的目的。3.

Internet與多媒體—IPv68/30/2021SJTU

ICSRC17IPv6提供更好的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。IPv6除了可以有效的解決互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址的危機(jī)外，而且在提升互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能方面有了很大的提高。在IPv6中提供了對QoS的支持。在IPv6分組的頭部中定義了兩個重要參數(shù)：業(yè)務(wù)類別字段和流標(biāo)示字段。業(yè)務(wù)類別字段將IP分組的優(yōu)先級分為16個等級。對于那些需要特殊QoS的業(yè)務(wù)，可在IP數(shù)據(jù)包中設(shè)置相應(yīng)的優(yōu)先級，路由器根據(jù)IP包的優(yōu)先級來分別對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理。數(shù)據(jù)流標(biāo)志位用于定義任意一個傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，以便網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)能對這一數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，并作特殊的處理。IPv6對安全機(jī)制的增強(qiáng)可以簡化安全虛擬專用網(wǎng)（VPN）的實(shí)現(xiàn)。為了加強(qiáng)

Internet的安全性，防止諸如企業(yè)或機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊、機(jī)密數(shù)據(jù)被竊取等不幸事件的發(fā)生，Ipv6中包含了一套用于保護(hù)IP通信的IP安全協(xié)議（IPSec）。IPSec是IPv6的一個組成部分，也是IPv4的一個可選擴(kuò)展協(xié)議。3.

Internet與多媒體—IPv68/30/2021SJTU

ICSRC18–IPv6支持組播功能。組播是一種可將信息傳遞給所有已登記了欲接收該消息的主機(jī)的功能，此功能可同時傳遞數(shù)據(jù)給大量的用戶，傳遞過程只會占有一些公共或?qū)Ｓ脦掗_銷而不會浪費(fèi)帶寬在整個網(wǎng)絡(luò)里廣播。IPv6還包含了一些限制組播消息傳遞范圍的一些特性，這樣，組播消息可以被局限在一個特定的位置，區(qū)域，公司或其它約定范圍，從而減少了帶寬的使用并可提供安全性。提供具有服務(wù)質(zhì)量的圖像和其它實(shí)時業(yè)務(wù)成為可能。利用必選的RSVP功能，用戶可在沿源點(diǎn)到目的地的路由器上預(yù)留帶寬。大分組的傳送更容易。IPv6將支持包長可達(dá)四兆字節(jié)的分組，并可確保IPv6能夠在任意的傳輸媒體上達(dá)到對可用帶寬的最隹利用。3.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC19IPv6對流的支持在多媒體應(yīng)用日益廣泛的今天，因特網(wǎng)提供對多媒體的支持將有重大意義。多媒體的一般特點(diǎn)是帶寬要求高、持續(xù)時間長。為此引入流的概念簡化因特網(wǎng)對多媒體的處理。流是特定源和目的地間的報文序列，源要求中間路由器對這些報文進(jìn)行特殊處理。一般來說，路由器收到流中報文后，根據(jù)流標(biāo)識符查找路由器中保存的流上下文，對流中的報文進(jìn)行同樣的處理，加快了報文處理速度。IPv6在設(shè)計(jì)之初就考慮了對流的支持。IP頭的格式里，有專門的20bit流標(biāo)簽域。主機(jī)發(fā)送報文時，如果需要把報文放到流中傳輸，只需在流標(biāo)簽里填入相應(yīng)的流編號。否則在流標(biāo)簽里填零就作為一般的報文處理。路由器收到流的第一個報文時，以流編號為索引建立處理上下文，流中的后續(xù)報文都按上下文處理。–IPv6同時定義了流的優(yōu)先級，分別支持不同的業(yè)務(wù)需求。但是從目前的研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)先級的使用會導(dǎo)致?lián)砣?。要保持網(wǎng)絡(luò)的可用性，一方面流應(yīng)該根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，方法是采用自適應(yīng)信源編碼、完善冗P的功能；另一方面，路由器

要對流實(shí)施監(jiān)控，采用公平隊(duì)列之類的技術(shù)，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源使用的公平性。對多媒體

的支持是一個復(fù)雜的技術(shù)，它需要主機(jī)和路由器的相互作用。8/30/2021SJTU

ICSRC203.

Internet與多媒體—IPv6對流的支持3.

Internet與多媒體8/30/2021SJTU

ICSRC21RTP(

Real-time

Transport

Protocol)一對一或一對多的傳輸。提供時間信息，實(shí)現(xiàn)流同步。通常使用UDP傳送數(shù)據(jù)，也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。依靠RTCP(實(shí)時傳輸控制協(xié)議)提供流量控制或擁塞控制。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，服務(wù)器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使效率最佳化，因而特別適合傳送網(wǎng)上的實(shí)時數(shù)據(jù)。3.

Internet與多媒體—IPv6對流的支持8/30/2021SJTU

ICSRC22RTSP

(Real

Time

Streaming

Protocol)–目的控制多個數(shù)據(jù)發(fā)送連接為選擇發(fā)送通道，如UDP、組播UDP與TCP，提供途徑為選擇基于RTP上發(fā)送機(jī)制提供方法

–支持的操作從媒體服務(wù)器上檢索媒體媒體服務(wù)器邀請進(jìn)入會議將媒體加到現(xiàn)成講座中3.

Internet與多媒體—IPv6對流的支持8/30/2021SJTU

ICSRC23——

RTSP–特點(diǎn)可擴(kuò)展性----新方法和參數(shù)很容易加入RTSP易解析----RTSP可由標(biāo)準(zhǔn)HTTP或MIME解析器解析安全----RTSP使用網(wǎng)頁安全機(jī)制獨(dú)立于傳輸----RTSP可使用不可靠數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)、可靠數(shù)據(jù)報協(xié)議(RDP)，如要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級可靠，可使用可靠流協(xié)議多服務(wù)器支持----每個流可放在不同服務(wù)器上，用戶端自動同不同服務(wù)器建立幾個并發(fā)控制連接，媒體同步在傳輸層執(zhí)行記錄設(shè)備控制----協(xié)議可控制記錄和回放設(shè)備流控與會議開始分離----僅要求會議初始化協(xié)議提供，或可用來創(chuàng)建唯一會議標(biāo)識號。特殊情況下，SIP或H.323可用來邀請服務(wù)器入會3.

Internet與多媒體—IPv6對流的支持8/30/2021SJTU

ICSRC24——

RTSP

特點(diǎn)適合專業(yè)應(yīng)用----通過SMPTE時標(biāo)，RTSP支持幀級精度，允許遠(yuǎn)程數(shù)字編輯演示描述中立----協(xié)議沒強(qiáng)加特殊演示或元文件，可傳送所用格式類型；然而，演示描述至少必須包含一個RTSP

URI代理與防火墻友好----協(xié)議可應(yīng)用和傳輸層防火墻處理。防火墻需要理解SETUP方法，為UDP媒體流打開一個“缺口”HTTP友好----RTSP采用HTTP觀念，使現(xiàn)在結(jié)構(gòu)都可用。結(jié)構(gòu)包括Internet內(nèi)容選擇平臺(PICS)。由于在大多數(shù)情況下控制連續(xù)媒體需要服務(wù)器狀態(tài)，RTSP不僅僅向HTTP添加方法適當(dāng)?shù)姆?wù)器控制----如用戶啟動一個流，他必須也可以停止一個流傳輸協(xié)調(diào)----實(shí)際處理連續(xù)媒體流前，用戶可協(xié)調(diào)傳輸方法性能協(xié)調(diào)----如基本特征無效，必須有一些清理機(jī)制讓用戶決定那種方法沒生效。這允許用戶提出適合的用戶界面3.

Internet與多媒體結(jié)論：只能是盡力而為的服務(wù)延時問題擁塞問題–丟包問題8/30/2021SJTU

ICSRC254.

DTV

與

多媒體DTV的發(fā)展VCD

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