1、1,第12章 多媒體通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),早在1985年，Sun微系統(tǒng)公司就提出了那句至今仍為人稱(chēng)道的名言：“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”。今天看來(lái)，這是一個(gè)具有預(yù)見(jiàn)性的真知灼見(jiàn)。多媒體技術(shù)只有和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，才會(huì)真正有發(fā)展?jié)摿?。例如，一些比較誘人的多媒體應(yīng)用:視頻會(huì)議、多媒體電子郵件、家庭購(gòu)物以及目前很熱的信息高速公路等，都需要有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的支持。,2,12.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 12.1.1 通信系統(tǒng)模型 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)是密不可分的。通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。我國(guó)早在殷商時(shí)代就有了“烽火告警”的創(chuàng)舉：在許多遙遙相望的山頭筑起烽火臺(tái)，一旦有外敵入侵，告急的信號(hào)就借助烽火逐臺(tái)向遠(yuǎn)方的大本

2、營(yíng)傳遞。1835年莫爾斯（S.F.B.Morse）發(fā)明了電報(bào)，1876年貝爾（A.G.Bell）發(fā)明了電話，從而開(kāi)辟了近代通信的歷史。,3,不管是烽火臺(tái)還是現(xiàn)代的通信系統(tǒng)，通信系統(tǒng)模型都由圖12-1所示幾部分組成：,圖12-1 通信系統(tǒng)模型,4,為理解通信系統(tǒng)模型的工作過(guò)程，可用“烽火告警”的例子說(shuō)明。比如：駐守邊關(guān)前線的將士(發(fā)送方)發(fā)現(xiàn)敵情(待發(fā)送信息)，采取燃烽火的方式(編碼)通知遠(yuǎn)方的友軍，烽火可在很遠(yuǎn)的地方被發(fā)現(xiàn)(傳輸介質(zhì)為可見(jiàn)光)，遠(yuǎn)方的友軍(接收方)發(fā)現(xiàn)烽火便知有敵情(解碼)，如果天氣不好，比如遇上有霧、下雨等天氣(干擾)，遠(yuǎn)方的友軍(接收方)可能未發(fā)現(xiàn)烽火(信息傳輸出錯(cuò))。 不

3、同的通信系統(tǒng)有相同的模型，不同的是采取的具體技術(shù)(如編碼技術(shù)、傳輸技術(shù))不同，從而導(dǎo)致傳輸距離、速度及傳輸?shù)目煽啃愿鞑幌嗤?5,12.1.2 數(shù)據(jù)通信的基本概念與術(shù)語(yǔ) 數(shù)據(jù)傳輸率與帶寬 數(shù)據(jù)傳輸速率是衡量系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)能力的主要指標(biāo)，指單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量，即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，單位為每秒位，記作b/s。 帶寬(Bandwidth) 用于衡量媒體傳輸數(shù)據(jù)的能力。從技術(shù)角度上說(shuō)，帶寬和比特速率是兩個(gè)不同的概念。但是它們之間有重要聯(lián)系。通信媒體能夠容納一定頻率范圍的信號(hào)。所謂帶寬就是媒體能夠傳輸?shù)男盘?hào)最高頻率和最低頻率的差值。如電話信號(hào)的頻率是3003300Hz，它的帶寬就是3000Hz。根

4、據(jù)可聽(tīng)見(jiàn)的聲音的頻率范圍，頻率太高或太低的聲音將無(wú)法通過(guò)電話系統(tǒng)傳播。,6,為什么傳輸系統(tǒng)有帶寬的限制呢？因?yàn)闆](méi)有一種電子設(shè)備能在瞬間將一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換為另一個(gè)電壓，電壓的升或降都需要一小段時(shí)間。同樣，也沒(méi)有一種導(dǎo)線能完美地傳導(dǎo)電流，當(dāng)電流在導(dǎo)線上傳輸時(shí)信號(hào)能量會(huì)減弱。因此，每個(gè)傳輸系統(tǒng)都有其自身的極限帶寬，也就是硬件改變信號(hào)的最大速率。當(dāng)發(fā)送器企圖以比帶寬更高的速率改變信號(hào)，硬件將無(wú)法保持信號(hào)傳輸?shù)恼_性，因?yàn)樵诎l(fā)送器企圖送出下一個(gè)信號(hào)前沒(méi)有足夠的時(shí)間完成一次信號(hào)改變，導(dǎo)致接收方接收到的信號(hào)不完整，即通信錯(cuò)誤。 帶寬用每秒周數(shù)(cycles per second)或赫茲(Hz)來(lái)衡量。帶寬可被看

5、成是硬件所能發(fā)出的最快的連續(xù)振蕩信號(hào)。,7,奈奎斯特采樣定理最先闡述了帶寬與系統(tǒng)每秒能傳輸?shù)淖畲笪粩?shù)之間的基本關(guān)系。它對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笏俾式o出了一個(gè)理論上的上限。對(duì)于采用兩種電壓（高電位或低電位）編碼數(shù)據(jù)的傳輸方案，奈奎斯特定理指出，在帶寬為B的傳輸系統(tǒng)上所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)傳輸速率以每秒位數(shù)表示時(shí)可達(dá)到2B。更一般地，如果傳輸系統(tǒng)使用N種不同電壓而不是兩種，奈奎斯特定理指出以每秒位數(shù)表示的最大數(shù)據(jù)傳輸速率C為：,8,奈奎斯特定理給出了一個(gè)實(shí)際無(wú)法達(dá)到的絕對(duì)最大值。實(shí)際通信系統(tǒng)總是被一些稱(chēng)為噪聲的背景干擾所限制，這些噪聲使得達(dá)到理論極限傳輸速率成為不可能。香農(nóng)推廣了奈奎斯特的結(jié)果，指出了在噪聲影

6、響下傳輸系統(tǒng)所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。香農(nóng)的結(jié)果即香農(nóng)定理可以描述為： C = B log2（1+ S/N）其中C是用每秒位數(shù)表示的線路容量實(shí)際限制值，B是硬件帶寬，S是平均信號(hào)強(qiáng)度，N是平均噪聲強(qiáng)度。 計(jì)算時(shí)，信噪比S/N通常不直接給出，一般用數(shù)值10log10S/N來(lái)表示，其單位為分貝，縮寫(xiě)為dB。如，若S/N比值為100，則對(duì)應(yīng)分貝值為20dB，若S/N比值為1000，則對(duì)應(yīng)分貝值為30dB。,9,基帶傳輸與寬帶傳輸 在通信系統(tǒng)中，我們經(jīng)常使用“信道”這一名詞。信道和電路并不等同，通常將信道看作是以信號(hào)傳輸媒體為基礎(chǔ)的信號(hào)通路，一般用來(lái)表示某一個(gè)方向傳送信息的媒體。例如一條通信線路可以

7、包含一條發(fā)送信道和一條接收信道。按照信號(hào)在信道中的傳輸形式，我們可以將其分為基帶傳輸和寬帶傳輸。,10,基帶是原始數(shù)字信號(hào)所占用的基本頻帶，在基帶傳輸方式中，在任何時(shí)刻僅有一路信號(hào)在介質(zhì)中傳送?；鶐鬏敺绞街校瑪?shù)字信號(hào)通過(guò)直流脈沖被發(fā)送，當(dāng)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸或長(zhǎng)時(shí)間傳輸0或1時(shí)，信號(hào)狀態(tài)不發(fā)生改變，信號(hào)頻率幾乎為0；當(dāng)0與1交錯(cuò)傳輸時(shí)，信號(hào)狀態(tài)改變最頻繁，即信號(hào)交變的次數(shù)達(dá)到頻率的最大值。所以，基帶傳輸占用的頻率范圍為信道提供的全部帶寬?；鶐到y(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備都共享相同的信道。當(dāng)基帶系統(tǒng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)在傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中所有的其他節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前必須等待前面的傳輸結(jié)束。基帶系統(tǒng)傳輸支持雙向信號(hào)流，即基帶系

8、統(tǒng)可在同一條線路上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。,11,在寬帶信號(hào)方式中，傳輸介質(zhì)的帶寬按頻率分割成兩個(gè)或多個(gè)子信道，每個(gè)子信道上都可以獨(dú)立地傳輸一路信號(hào),CATV(有線電視)便是寬帶應(yīng)用的一個(gè)例子。寬帶傳輸要求信息在傳送時(shí)通過(guò)載波信號(hào)調(diào)制，信號(hào)被調(diào)制到不同頻率范圍,這就要用到特殊類(lèi)型的調(diào)制解調(diào)器。使用多個(gè)頻率可以使一個(gè)寬帶系統(tǒng)能接入幾個(gè)信道，從而能夠比基帶系統(tǒng)傳輸更多的數(shù)據(jù)。在寬帶系統(tǒng)中，信號(hào)僅僅只能進(jìn)行單向傳輸。因此，寬帶系統(tǒng)必須為數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收提供獨(dú)立的線路。,12,12.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 12.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與組成 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)(系統(tǒng))或計(jì)算機(jī)控制

9、的外設(shè)，通過(guò)通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)控制下，按照約定的通信協(xié)議進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的突出特點(diǎn)是綜合利用了當(dāng)代所有重要信息技術(shù)的研究成果，通過(guò)對(duì)信息收集、識(shí)別、存儲(chǔ)和處理等技術(shù)，把分散在廣泛區(qū)域中的許多信息處理系統(tǒng)有機(jī)連接在一起，組合成一個(gè)規(guī)模更大、功能更強(qiáng)、可靠性更高的信息綜合處理系統(tǒng)。以達(dá)到資源共享、分布處理和相互通信的目的。,13,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)和物理信道的集合，一般由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)兩部分組成。 資源子網(wǎng) 資源子網(wǎng)由主機(jī)、終端、I/O設(shè)備、各種軟件資源和數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。資源子網(wǎng)負(fù)責(zé)全網(wǎng)數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

10、主機(jī)系統(tǒng)可是微機(jī)、小型機(jī)、大中型計(jì)算機(jī)，它們是網(wǎng)絡(luò)中最重要的資源，應(yīng)該備有用戶(hù)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)和其他軟件系統(tǒng)，提供信息資源和具有網(wǎng)絡(luò)管理功能。 終端是網(wǎng)絡(luò)中面向用戶(hù)的接口，是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)量最多分布最廣的設(shè)備，它直接面對(duì)用戶(hù)，為用戶(hù)提供訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源的接口。由于微機(jī)的普及，網(wǎng)絡(luò)中傳統(tǒng)意義上的終端現(xiàn)在往往是由一臺(tái)配置齊全、功能較強(qiáng)的微機(jī)來(lái)?yè)?dān)任。所以，終端設(shè)備可以不經(jīng)主計(jì)算機(jī)而直接連到節(jié)點(diǎn)通信處理機(jī)上。,14,通信子網(wǎng) 通信子網(wǎng)包含傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備。它承擔(dān)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)接、加工和變換等處理工作。傳輸介質(zhì)可以是專(zhuān)用的雙絞線、同軸電纜及光纖，也可以是公用通信線路，如電話線、微波等。通信設(shè)備是指通信處理機(jī)、交

11、換設(shè)備和調(diào)制解調(diào)設(shè)備，以及用于衛(wèi)星通信的地面站、微波站、集中器等。 網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)通過(guò)終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)有本地和遠(yuǎn)程訪問(wèn)兩類(lèi)。本地訪問(wèn)是對(duì)本地主機(jī)資源的訪問(wèn)，它不經(jīng)過(guò)通信子網(wǎng)，只在資源子網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行。遠(yuǎn)程訪問(wèn)是指網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)通過(guò)通信子網(wǎng)訪問(wèn)遠(yuǎn)程主機(jī)。,15,12.2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型 對(duì)等網(wǎng)模式 對(duì)等網(wǎng)中每一臺(tái)設(shè)備可同時(shí)是客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備可直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)、軟件和其他網(wǎng)絡(luò)資源。即每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)與其他連網(wǎng)計(jì)算機(jī)是對(duì)等(peer)的，它們沒(méi)有層次劃分。“對(duì)等網(wǎng)” 是局域網(wǎng)中最基本的一種，許多管理功能不能實(shí)現(xiàn)。 客戶(hù)機(jī)服務(wù)器（C/S）模式 客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)又叫服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)引進(jìn)了層次

12、結(jié)構(gòu)，它是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大所需的各種支持功能而設(shè)計(jì)的。通常將基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)都稱(chēng)為客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)。,16,瀏覽器/服務(wù)器(B/S)模式 在“CS”體系中，為客戶(hù)安裝前端應(yīng)用程序的方式很麻煩，且限制客戶(hù)端工作環(huán)境基于某種特定的操作系統(tǒng)亦不切實(shí)際。瀏覽器作為操作系統(tǒng)的一種擴(kuò)展，充當(dāng)用戶(hù)計(jì)算機(jī)與Internet之間的一個(gè)接口，隨著瀏覽器功能不斷增強(qiáng)，有望成為將來(lái)應(yīng)用程序運(yùn)行的主要環(huán)境。對(duì)于瀏覽器而言，程序和數(shù)據(jù)的具體位置不那么重要，只要知道其在Internet上的地址或域名就能訪問(wèn)。這種B/S模式實(shí)際上為一種“瘦客戶(hù)機(jī)服務(wù)器”模式，區(qū)別于傳統(tǒng)的局域網(wǎng)的“C/S”模式，在于應(yīng)用程序完全在服務(wù)器

13、端運(yùn)行，客戶(hù)端只進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入/輸出，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和操作指令返回服務(wù)器端，在服務(wù)器端運(yùn)行的應(yīng)用程序處理后返回結(jié)果。因此，該模式對(duì)客戶(hù)端硬件要求較低，系統(tǒng)維護(hù)方便，應(yīng)用廣泛。,17,分布式系統(tǒng) (distributed system) 在分布式系統(tǒng)中，多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)的存在對(duì)用戶(hù)是透明的。用戶(hù)輸入一條命令運(yùn)行某個(gè)程序，分布式系統(tǒng)便會(huì)運(yùn)行它。操作系統(tǒng)會(huì)選擇合適的處理器，尋找所有的輸入文件，然后傳送給該處理器，并把結(jié)果放到合適的地方。 換而言之，分布式系統(tǒng)的用戶(hù)覺(jué)察不到多個(gè)處理器的存在，用戶(hù)所面對(duì)的是一臺(tái)虛擬的單處理機(jī)。為處理器分配任務(wù)，為磁盤(pán)分配文件，把文件從存儲(chǔ)的地方傳送到需要的地方，以及其

14、他所有的系統(tǒng)功能都必須是自動(dòng)完成的。系統(tǒng)中，若干臺(tái)計(jì)算機(jī)可以互相協(xié)作來(lái)完成一個(gè)共同的任務(wù)?；蛘哒f(shuō)，一個(gè)大型的程序可以分布于幾臺(tái)計(jì)算機(jī)上并行地運(yùn)行。,18,而在網(wǎng)絡(luò)中，用戶(hù)必須明確指定在哪一臺(tái)機(jī)器上登錄；明確地遠(yuǎn)程遞交任務(wù)；明確地指定文件傳輸?shù)脑春湍康牡兀⑶乙芾碚麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)。在分布式系統(tǒng)中，不需要明確地指定這些內(nèi)容，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地完成而無(wú)須用戶(hù)的干預(yù)。 從效果上講，分布式系統(tǒng)是建立于網(wǎng)絡(luò)之上的軟件系統(tǒng)。它具有高度的整體性和透明性。因此，網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)的區(qū)別更多地取決于軟件(尤其是操作系統(tǒng))而不是硬件。,19,12.2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 所謂“協(xié)議”，就是指為了使網(wǎng)絡(luò)中的不同設(shè)備能進(jìn)行正常的

15、數(shù)據(jù)通信，預(yù)先制定的一整套通信雙方相互了解和共同遵守的格式和約定。不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)品，對(duì)數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)編碼等都不會(huì)相同，不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或不同應(yīng)用軟件之間對(duì)話、傳遞信息，必須遵守雙方的約定和規(guī)則，以便保證能夠相互聯(lián)接和正確交換信息。這些約定和規(guī)程是事先制定的，并以標(biāo)準(zhǔn)的形式固定下來(lái)，這就是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。而由若干個(gè)這類(lèi)協(xié)議集合在一起形成的協(xié)議體系，則叫做“協(xié)議族”。,20,協(xié)議分層的概念 計(jì)算機(jī)通信本身是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，而且通信的雙方既可能存在著硬件體系的差異，也可能存在操作系統(tǒng)的差異。為減少協(xié)議設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程的復(fù)雜性，通常網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都按結(jié)構(gòu)化的層次方式來(lái)進(jìn)行組織，每層完成一定的

16、功能，每一層又都建立在它的下層之上。不同的網(wǎng)絡(luò)，其層的數(shù)量、各層的名字、內(nèi)容和功能不盡相同，然而在所有的網(wǎng)絡(luò)中，每一層都是通過(guò)層間接口向上一層提供一定的服務(wù)，而把這種服務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)對(duì)上層屏蔽(如圖12-2)。,21,圖12-2 協(xié)議分層的概念,22,分層的意義 分層的重要意義源于一個(gè)簡(jiǎn)單的科學(xué)原理，稱(chēng)為分層原理(layering principle)。在目標(biāo)計(jì)算機(jī)上的第N層軟件必須恰好接收由發(fā)送計(jì)算機(jī)上的第N層軟件所發(fā)送的數(shù)據(jù)。換句話說(shuō)，在發(fā)送幀之前協(xié)議進(jìn)行的任何轉(zhuǎn)換必須在接收時(shí)完全地逆轉(zhuǎn)換。如果在發(fā)送計(jì)算機(jī)上的一個(gè)特定層把一個(gè)頭部放入幀中，在接收計(jì)算機(jī)上的相應(yīng)層必須除去該頭部。如果一個(gè)

17、層在發(fā)送幀前進(jìn)行了加密，則接收計(jì)算機(jī)的相應(yīng)層必須把該幀解密。,23,分層是一種很有用的思想，因?yàn)樗?jiǎn)化了協(xié)議的設(shè)計(jì)和測(cè)試。分層避免了一層協(xié)議軟件引入可為其他層所見(jiàn)的改變。這樣做的結(jié)果是，每一層的發(fā)送和接收軟件可獨(dú)立于其他層進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試。,24,12.2.4開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)/參考模型(OSI/RM） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中曾提出過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。為把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定規(guī)范化，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO (International Standards Organization)于1978年提出開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Mo

18、del),它定義了連接異種計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的主體結(jié)構(gòu),是設(shè)計(jì)和描述網(wǎng)絡(luò)通信的基本框架。任何兩個(gè)遵守參考模型和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)都可進(jìn)行互連，這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)放系統(tǒng)。 OSI模型把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的組織與實(shí)現(xiàn)按功能劃分為七層: 應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層(如圖12-3)。,25,圖12-3 OSI參考模型及協(xié)議,26,OSI參考模型各層次的主要功能分別是： 物理層：這一層標(biāo)準(zhǔn)化了連接在物理介質(zhì)上的數(shù)據(jù)鏈路的電子、機(jī)械部件規(guī)范和功能控制，物理層只負(fù)責(zé)接收和發(fā)送比特流，而不考慮信息的格式和意義。 數(shù)據(jù)鏈路層：通過(guò)物理層建立的鏈路，將具有一定意義和結(jié)構(gòu)的信息（幀的格式）正確地在實(shí)體

19、之間傳輸。 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層也稱(chēng)通信子網(wǎng)層，主要任務(wù)是如何將源端發(fā)出的分組經(jīng)過(guò)各種途徑送到目的端，要解決路由選擇、流量控制和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等問(wèn)題。,27,傳輸層：提供可靠的端到端（主機(jī)-主機(jī)）的通信，屏蔽由于通信子網(wǎng)技術(shù)的不同而帶來(lái)的差異，為上層用戶(hù)提供透明的運(yùn)輸服務(wù)。 會(huì)話層：會(huì)話層用于建立、管理以及終止兩個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間的會(huì)話。 表示層：表示層負(fù)責(zé)把計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示形式轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)通信中采用的表示形式。 應(yīng)用層：提供了支持終端用戶(hù)的各種應(yīng)用，如電子郵件、遠(yuǎn)程登錄和文件傳輸?shù)葯C(jī)制。,28,OSI通過(guò)分層把一個(gè)龐大而復(fù)雜的通信問(wèn)題分解成了多個(gè)獨(dú)立的、比較容易解決的局部問(wèn)題，這種系統(tǒng)分解的方法是結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)思

20、想的具體實(shí)現(xiàn)。在OSI模型中，下一層為上一層提供服務(wù)，而各層相對(duì)獨(dú)立，彼此不需要知道對(duì)方的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而只要了解通過(guò)層間接口提供的服務(wù)。,29,12.2.5 TCP/IP協(xié)議 傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是發(fā)展至今最成功的通信協(xié)議，它被用于當(dāng)今最大的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Internet之上就是其成功的證明。 TCP/IP模型更側(cè)重于互聯(lián)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送，而不是嚴(yán)格的功能層次劃分。它通過(guò)解釋功能層次分布的重要性來(lái)做到這一點(diǎn)，但它仍為設(shè)計(jì)者具體實(shí)現(xiàn)協(xié)議留下很大余地。因此，OSI參考模型在解釋互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信

21、機(jī)制上比較適合，但TCP/IP成為了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。 TCP/IP參考模型是在它所解釋的協(xié)議出現(xiàn)后才發(fā)展起來(lái)的，更重要的是，由于它強(qiáng)調(diào)功能分布而不是嚴(yán)格的功能層次的劃分，因此它比OSI模型更靈活。,30,TCP/IP使跨平臺(tái)或稱(chēng)為異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為可能。比如，一個(gè)Windows NT網(wǎng)絡(luò)可以包含UNIX和Macintosh工作站，甚至可以包含UNIX網(wǎng)絡(luò)或Macintosh組成的網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP具有如下的特性： 好的破壞恢復(fù)機(jī)制。 能夠在不中斷現(xiàn)有服務(wù)的情況下加入網(wǎng)絡(luò)。 高效的錯(cuò)誤率處理。 平臺(tái)無(wú)關(guān)性。 低數(shù)據(jù)開(kāi)銷(xiāo)。,31,上面列出的特性實(shí)際上是TCP/IP的設(shè)計(jì)要求。“好的破壞恢復(fù)

22、機(jī)制”是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)被侵入或被攻擊而遭破壞時(shí)，它的剩余部分仍能完全工作。在不中止已存在于某一處服務(wù)的前提下加入整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能力基于同樣的道理。處理高錯(cuò)誤率是指如果報(bào)文信息使用一個(gè)路由丟失時(shí)，應(yīng)該有一種機(jī)制使其能夠通過(guò)另一路由到達(dá)目的地。平臺(tái)無(wú)關(guān)性指網(wǎng)絡(luò)和客戶(hù)端可以是Windows 、UNIX、Macintosh或任何其他的平臺(tái)或上面所述平臺(tái)的組合。TCP/IP如此高效依賴(lài)于它的低開(kāi)銷(xiāo)。性能是任何網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。在速度和簡(jiǎn)單性方面沒(méi)有其他協(xié)議可以與TCP/IP相媲美。,32,12.2.6 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及其設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要研究課題。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)即是把分布在不同地理位置的多個(gè)局域網(wǎng)用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備連

23、接起來(lái)，形成一個(gè)較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的所有用戶(hù)都可以自由地訪問(wèn)各種局域網(wǎng)絡(luò)所提供的資源，并在各工作站點(diǎn)之間互相傳遞信息。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)包括局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互聯(lián)（LANLAN）、局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互聯(lián)（LANWAN）、廣域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互聯(lián)（WANWAN），還包括局域網(wǎng)與小型機(jī)、大型機(jī)的之間的互聯(lián)。Internet就是將分布在世界各地的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，形成全球最大的互聯(lián)網(wǎng)。,33,網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是網(wǎng)絡(luò)之間至少要有一條通信鏈路，二是要在保持原網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上提供協(xié)議轉(zhuǎn)換功能。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，通常采用的設(shè)備包括中繼器、網(wǎng)橋、路由器和網(wǎng)關(guān)。 中繼器工作在OSI的物理層，具有信號(hào)放大再生之類(lèi)的

24、功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的距離超過(guò)一個(gè)網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度時(shí)，為了擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離就要用中繼器來(lái)延伸。,34,網(wǎng)橋工作在OSI的數(shù)據(jù)鏈路層，連接兩個(gè)同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)。如連接兩個(gè)以太網(wǎng)、兩個(gè)令牌環(huán)網(wǎng)等。所謂同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)是指運(yùn)行同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)卡的選擇以及通信介質(zhì)和通信協(xié)議可以是不同類(lèi)型的。 路由器在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，原則上它只能連接相同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，有一個(gè)選擇最佳路徑進(jìn)行通信的問(wèn)題，這個(gè)最佳路徑由路由器提供。 網(wǎng)關(guān)是工作在OSI傳輸層之上的設(shè)備，其功能是在異型網(wǎng)絡(luò)(即采用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò))互聯(lián)時(shí)實(shí)現(xiàn)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)通常由一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)通信專(zhuān)用計(jì)

25、算機(jī)擔(dān)任。 為使網(wǎng)絡(luò)能提供用戶(hù)所需的性能，這些互聯(lián)設(shè)備必須配合工作，提供靈活的擴(kuò)充性及完善的應(yīng)用服務(wù)，在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行無(wú)縫連接。,35,12.3多媒體網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征 多媒體網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用現(xiàn)有或?qū)ｉT(mén)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸多種媒體信息就構(gòu)成多媒體網(wǎng)絡(luò)。多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的多媒體是指把“感覺(jué)媒體”數(shù)字化后的數(shù)字化“表示媒體”。而“顯示媒體”、“存儲(chǔ)媒體”是多媒體網(wǎng)絡(luò)上各結(jié)點(diǎn)顯示、獲取、存儲(chǔ)、處理多媒體數(shù)據(jù)的重要設(shè)備，傳輸媒體是傳輸多媒體數(shù)據(jù)的通道。多媒體網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)，也可以是廣域網(wǎng)。多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)關(guān)注的內(nèi)容包括多媒體網(wǎng)絡(luò)的傳輸機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)模型、通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。 多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備或

26、滿(mǎn)足如下所述的技術(shù)特征和要求：,36,12.3.1 一體化的多媒體服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能同時(shí)處理多種媒體信息，以實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)處理。媒體的處理和傳輸是集成、綜合地以一體化的方式進(jìn)行。 多種媒體一體化服務(wù)必須做到多媒體技術(shù)與各種相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，從而形成以網(wǎng)絡(luò)為中心的服務(wù)系統(tǒng)。從技術(shù)發(fā)展角度看，隨著網(wǎng)絡(luò)性能不斷提高，各種媒體服務(wù)系統(tǒng)的成熟，必然將向社會(huì)提供各種媒體信息相結(jié)合的服務(wù)，其中有代表性的是VOD系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)合作支持的交互式協(xié)同工作。在此系統(tǒng)上，不僅要求多點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交互，而且還需要在音頻和視頻這樣的連續(xù)媒體的多點(diǎn)之間進(jìn)行協(xié)同合作。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步促進(jìn)各種媒體一體化服務(wù)的進(jìn)展。虛擬現(xiàn)實(shí)

27、技術(shù)不僅需要對(duì)聲、圖、文各種媒體信息進(jìn)行綜合處理和交互控制，而且需要考慮使用者的空間位置對(duì)聲、視的作用和影響，如人工建立虛擬的多維空間，使用戶(hù)有身臨其境的立體感。,37,12.3.2 多媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 多媒體網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)端到端、能提供多媒體性能服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。因此，它由多媒體終端、多媒體接入網(wǎng)絡(luò)、多媒體傳輸骨干網(wǎng)絡(luò)以及能滿(mǎn)足多媒體網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)軟件等4個(gè)部分組成。 多媒體網(wǎng)絡(luò)終端系統(tǒng)是多媒體網(wǎng)絡(luò)中的基本單元，是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送端或接收端或中轉(zhuǎn)站，包括多媒體服務(wù)器和多媒體工作站，其基本結(jié)構(gòu)包括多媒體硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。多媒體硬件系統(tǒng)要求是具網(wǎng)絡(luò)功能的多媒體計(jì)算機(jī)，具備對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的獲取、接收、處理、存儲(chǔ)和

28、傳送能力;多媒體軟件系統(tǒng)包括多媒體網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、多媒體工具軟件(媒體數(shù)據(jù)處理軟件、視頻工作平臺(tái)、多媒體編輯工具等)、多媒體信息控制軟件(多媒體信息同步、信息流走向、信道控制、信息共享等)。目前常用的多媒體網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX、Windows視窗系統(tǒng)以及用于Macintosh計(jì)算機(jī)的Mac OS等。,38,多媒體終端應(yīng)具備快速處理、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)，特別是多媒體服務(wù)器，應(yīng)具備如下三個(gè)要點(diǎn):大存儲(chǔ)量以滿(mǎn)足多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求；大吞吐量以滿(mǎn)足大數(shù)量用戶(hù)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的存取和共享，還要滿(mǎn)足數(shù)據(jù)的高速存取與交換。 要實(shí)現(xiàn)全程的多媒體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，多媒體接入網(wǎng)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它應(yīng)該滿(mǎn)足覆蓋面廣、帶寬充裕、手段靈活

29、、價(jià)格低廉等多種要求。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通訊技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了許多高速網(wǎng)絡(luò)，如B-ISDN(寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))、ATM網(wǎng)、HFC網(wǎng)(光纖和同軸電纜混合網(wǎng))、FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)及快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)等，這些使得多媒體信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸成為可能。這些都是多媒體網(wǎng)絡(luò)所依托的關(guān)鍵性技術(shù)，解決好了這些問(wèn)題，多媒體網(wǎng)絡(luò)才能順利地向前發(fā)展。,39,12.3.3 同步性 多媒體數(shù)據(jù)的音頻、視頻等媒體都是具有很強(qiáng)的時(shí)間相關(guān)性(即對(duì)時(shí)間敏感Time-sensitive)的連續(xù)媒體，只有表現(xiàn)同一對(duì)象的不同媒體在時(shí)間上同步才能自然、有效地表達(dá)關(guān)于對(duì)象的完整信息。各多媒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)應(yīng)能

30、同步地顯示圖、文、聲、視信息，把它們構(gòu)成一個(gè)完整的信息提供給用戶(hù)。,40,多媒體通信的關(guān)鍵是多種媒體有機(jī)的組合，在多媒體通信網(wǎng)上傳輸信息給同步帶來(lái)了新的困難。網(wǎng)絡(luò)的延遲以及無(wú)法預(yù)料的網(wǎng)絡(luò)阻塞，不僅影響到單個(gè)連續(xù)媒體傳輸和播放的穩(wěn)定性(即單一媒體同步)，而且給各種媒體相互配合(多種媒體間的同步)設(shè)置了障礙。多媒體通信中信息同步的方法主要有三種:時(shí)間戳方法(多種媒體間的同步)、緩沖和反饋方法(對(duì)單媒體同步)。緩沖方法是通過(guò)設(shè)置一個(gè)緩沖區(qū)，在數(shù)據(jù)傳輸較快時(shí)，將超前的數(shù)據(jù)先存于緩沖區(qū)中，而在數(shù)據(jù)傳輸較慢時(shí)從緩沖區(qū)中取數(shù)據(jù)，這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)一種穩(wěn)定的狀態(tài)。反饋方法是通過(guò)將已到達(dá)媒體數(shù)據(jù)的一些情況反饋到發(fā)送方，

31、發(fā)送方根據(jù)協(xié)議，確定將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以此來(lái)控制數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳送。,41,對(duì)于多種媒體間的同步，有效的方法是采用時(shí)間戳。在采集相關(guān)的各媒體數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)它們之間的相互關(guān)系，在數(shù)據(jù)上打上一些標(biāo)記，即時(shí)間戳，具有相同標(biāo)記的各媒體數(shù)據(jù)要求在同一時(shí)刻進(jìn)行傳輸和播放。在實(shí)現(xiàn)中，一般都設(shè)有一個(gè)主媒體，其余為次媒體，通過(guò)主媒體與次媒體的同步達(dá)到各媒體之間的同步。,42,12.3.4 通信服務(wù)質(zhì)量QoS(Quality of Service) QoS是對(duì)多媒體網(wǎng)絡(luò)性能的描述，主要用于描述通信雙方的傳輸質(zhì)量。QoS基本參數(shù)包括系統(tǒng)吞吐率、網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性、可用性、可靠性、傳輸延遲、傳輸位率、出錯(cuò)率、傳輸失敗率、安全性等

32、。傳輸位率是其中最重要的參數(shù)，不同系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的參數(shù)往往不同，且QoS參數(shù)的設(shè)置一般采用分層方式，不同層的參數(shù)有不同表現(xiàn)形式。在用戶(hù)層中，針對(duì)音、視頻信息的采集和傳輸，QoS參數(shù)表現(xiàn)為采樣率和每秒幀數(shù)；在網(wǎng)絡(luò)層中，QoS表現(xiàn)為傳輸位率、傳輸延遲等表示傳輸質(zhì)量的參數(shù)。多媒體網(wǎng)絡(luò)的QoS同時(shí)還強(qiáng)調(diào)多媒體的時(shí)間關(guān)系，即同步性。,43,描述QoS時(shí)，應(yīng)主要考慮網(wǎng)絡(luò)資源的共享性、參數(shù)的動(dòng)態(tài)管理和重組等。多媒體信息所包含的含義與時(shí)間密切相關(guān)，具有時(shí)間連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，因此要求信息的傳輸延遲很低。如用戶(hù)利用視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行交談，就要求能實(shí)時(shí)地聽(tīng)到對(duì)方的語(yǔ)音和看到對(duì)方的影像，不能有太長(zhǎng)延遲，否則對(duì)話很難進(jìn)行。

33、,44,12.3.5 多方通信 對(duì)于大多數(shù)多媒體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，通常要求多方同時(shí)進(jìn)行多媒體信息交流。例如視頻會(huì)議要求參加會(huì)議的任何成員可以和其他任何成員通信，具有多對(duì)多的特征。對(duì)于視頻點(diǎn)播這類(lèi)應(yīng)用，則要求提供點(diǎn)播的視頻服務(wù)器可以同時(shí)將視頻數(shù)據(jù)發(fā)向多個(gè)提出要求的用戶(hù)，具有一對(duì)多的特征。而傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)較多的是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的或廣播式的，顯然并不能完全適應(yīng)多媒體通信的需求。,45,12.4 寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù) 12.4.1 寬帶接入網(wǎng)的概念 作為一般網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)，是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)連接到Internet上的。自然人們最關(guān)心的就是它的接入技術(shù)。近年來(lái)，Internet以驚人的速度發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)不斷增加，但現(xiàn)有的用戶(hù)

34、網(wǎng)所能提供的用戶(hù)接入速率太低，難以滿(mǎn)足Internet飛速發(fā)展的需要，這為寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了一個(gè)機(jī)遇。在通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)“三網(wǎng)合一”大趨勢(shì)下，網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)帶寬的要求越來(lái)越高，接入技術(shù)寬帶化已成為發(fā)展的必然，適應(yīng)需要的寬帶接入技術(shù)將是發(fā)展的主流。,46,國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)部(ITUT)根據(jù)近年來(lái)電信網(wǎng)的發(fā)展演變趨勢(shì)，提出了接入網(wǎng)(Access Network)的概念。從整個(gè)電信網(wǎng)的角度講，可以將全網(wǎng)劃分為公用網(wǎng)和用戶(hù)駐地網(wǎng)(CPN)兩部分，其中CPN屬用戶(hù)所有。因而，通常意義的電信網(wǎng)指的是公用電信網(wǎng)部分。公用電信網(wǎng)又可以劃分為長(zhǎng)途網(wǎng)、中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)3部分。長(zhǎng)途網(wǎng)和中繼網(wǎng)合稱(chēng)為核心網(wǎng)。相對(duì)于

35、核心網(wǎng)，接入網(wǎng)介于本地交換機(jī)和用戶(hù)之間，主要完成使用戶(hù)接入到核心網(wǎng)的任務(wù)，接入網(wǎng)由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口(SNI)和用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間一系列傳送設(shè)備組成。接入網(wǎng)的引入給通信網(wǎng)帶來(lái)新的變革，使整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本的變化。,47,經(jīng)過(guò)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷改造和重新建設(shè)，我國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)已實(shí)現(xiàn)了從模擬到數(shù)字，從銅纜到光纖的轉(zhuǎn)變。其技術(shù)可以分為Modem接入，ISDN接入、DDN接入、ADSL接入、Cable MODEM接入、無(wú)線接入、光纖接入、電力線接入。屬于寬帶有線接入網(wǎng)技術(shù)包括：基于雙絞線的ADSL技術(shù)、基于HFC網(wǎng)（光纖和同軸電纜混合網(wǎng)）的Cable Modem技術(shù)、快速以太網(wǎng)接入技術(shù)以及光纖接

36、入技術(shù)。,48,12.4.2 ADSL技術(shù) 數(shù)字用戶(hù)環(huán)路DSL(Digital Subscriber Line)是以銅質(zhì)電話線為傳輸介質(zhì)的傳輸技術(shù)組合，它包括高速數(shù)字用戶(hù)線HDSL、高速不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線VDSL和不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線ADSL等，一般稱(chēng)之為xDSL技術(shù)。其中“x”代表各種數(shù)字用戶(hù)線技術(shù)，它們主要的區(qū)別體現(xiàn)在信號(hào)傳輸速度和有效距離的不同以及上行速率和下行速率對(duì)稱(chēng)性不同這兩個(gè)方面。ADSL是目前眾多DSL技術(shù)中較為成熟的一種，其優(yōu)點(diǎn)是帶寬較大、連接簡(jiǎn)單、投資較小，因此發(fā)展很快。,49,ADSL是一種能通過(guò)普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)，目前極具發(fā)展前景。ADSL具有傳輸速率高、頻帶寬、

37、性能優(yōu)、安裝方便、不需交納電話費(fèi)等特點(diǎn)，成為繼Modem、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))之后的又一種全新的、更快捷、更高效的接入方式。由于市話銅線現(xiàn)在已與所有Internet用戶(hù)相連接，隨著ADSL技術(shù)發(fā)展成熟，它將成為Internet用戶(hù)的首選方案之一。,50,ADSL使用普通電話線作為傳輸介質(zhì)，能夠向終端用戶(hù)提供8Mb/s的下行傳輸速率和1Mb/s的上行速率，比起普通撥號(hào)Modem最高56K速率以及N-ISDN(窄帶-ISDN)128K速率，ADSL速率優(yōu)勢(shì)不言而喻。與普通撥號(hào)Modem或ISDN比，ADSL能在同一線上分別傳送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)，具體工作流程是：經(jīng)ADSL Modem編碼后的信號(hào)

38、通過(guò)電話線傳到電話局后再通過(guò)一個(gè)信號(hào)識(shí)別/分離器，如果是語(yǔ)音信號(hào)就傳到交換機(jī)上，如果是數(shù)字信號(hào)就接入Internet。數(shù)字信號(hào)并不通過(guò)電話交換機(jī)設(shè)備，減輕了電話交換機(jī)負(fù)載，并且不需要撥號(hào)，一直在線，屬于專(zhuān)線上網(wǎng)方式，這意味著使用ADSL上網(wǎng)并不需要繳付另外的話費(fèi)。,51,12.4.3 Cable Modem技術(shù) 有線電視節(jié)目傳輸所占用帶寬一般在42550MHz 范圍，但仍有很多的頻帶資源沒(méi)得到有效利用，此外大多數(shù)新建的CATV網(wǎng)都采用光纖同軸混合網(wǎng)絡(luò)，使原有的550MHz CATV網(wǎng)擴(kuò)展為750MHz的HFC雙向CATV網(wǎng)，其中便有200MHz的帶寬可用于數(shù)據(jù)傳輸，接入國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)。,52,為實(shí)

39、現(xiàn)Internet接入，有線電視公司一般從42MHz750MHz之間電視頻道中分離出一條6MHz的信道用于下行傳送數(shù)據(jù)，通常下行數(shù)據(jù)采用64QAM(正交調(diào)幅)調(diào)制方式，最高速率可達(dá)27Mb/s，若采用256QAM方式，最高速率可達(dá)40Mb/s。 通過(guò)Cable Modem系統(tǒng)，用戶(hù)可在有線電視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)、IP電話、視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)游戲等功能。此外，電纜調(diào)制解調(diào)器也沒(méi)有ADSL技術(shù)的嚴(yán)格距離限制。采用Cable Modem在有線電視網(wǎng)上建立數(shù)據(jù)平臺(tái)，已成為有線電視業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。,53,Cable Modem與以往的調(diào)制解調(diào)器在原理上都是將數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后變成模擬

40、信號(hào)在電纜的一個(gè)頻率范圍內(nèi)傳輸，接收時(shí)進(jìn)行解調(diào)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)，其傳輸機(jī)理與普通調(diào)制解調(diào)器相同。但Cable Modem本身不單純是調(diào)制解調(diào)器，它一般有兩個(gè)接口，一個(gè)用來(lái)接有線電視端口，另一個(gè)與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，它集調(diào)制解調(diào)器、調(diào)諧器、加密解密設(shè)備、橋接器、網(wǎng)絡(luò)接口卡、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）代理和以太網(wǎng)集線器的功能于一身，且通過(guò)HFC網(wǎng)的某個(gè)傳輸頻帶進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。普通調(diào)制解調(diào)器的傳輸介質(zhì)在用戶(hù)與交換機(jī)之間是獨(dú)立的，即用戶(hù)獨(dú)享通信介質(zhì)。Cable Modem則屬于共享介質(zhì)系統(tǒng)，其他空閑頻段仍然可用于有線電視信號(hào)的傳輸。,54,12.4.4 以太網(wǎng)接入技術(shù) 在已經(jīng)有的電話網(wǎng)和

41、有線電視HFC網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展的寬帶接入網(wǎng)，如ADSL和HFC電纜調(diào)制解調(diào)器等，可以滿(mǎn)足寬帶接入網(wǎng)的近期要求，但不能擴(kuò)展?jié)M足今后更高的速率要求。人們開(kāi)始將注意力轉(zhuǎn)向速率擴(kuò)展能力強(qiáng)，價(jià)格又便宜的以太網(wǎng)接入網(wǎng)（寬帶LAN接入）。 以太網(wǎng)是在20世紀(jì)80年代發(fā)展的一種局域網(wǎng)技術(shù)，其帶寬為10Mb/s，最初是共享媒體型，采用CSMA/CD訪問(wèn)控制協(xié)議,這就限制了其使用效率和傳輸距離。20世紀(jì)90年代發(fā)展了交換型以太網(wǎng)，解決了上述問(wèn)題，并先后推出了快速以太網(wǎng)（100Mb/s）和千兆位以太網(wǎng)(1000Mb/s)。以太網(wǎng)由于具有使用簡(jiǎn)單方便、價(jià)格低、速度高等優(yōu)點(diǎn)，很快成為局域網(wǎng)的主流。隨著因特網(wǎng)的快速發(fā)展，以

42、太網(wǎng)被大量使用，目前全世界有6億個(gè)以太網(wǎng)端口。隨著千兆位以太網(wǎng)的成熟和萬(wàn)兆以太網(wǎng)(10Gb/s)的出現(xiàn)，以及低成本在光纖上直接架構(gòu)千兆位和萬(wàn)兆位網(wǎng)技術(shù)的成熟，以太網(wǎng)開(kāi)始進(jìn)入城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)領(lǐng)域。,55,如果接入網(wǎng)也采用以太網(wǎng)將形成從局域網(wǎng)、接入網(wǎng)、城域網(wǎng)到廣域網(wǎng)全部是以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。采用與IP一致的統(tǒng)一的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)，各網(wǎng)之間無(wú)縫連接，中間不需要任何格式轉(zhuǎn)換。這將可提高運(yùn)行效率、方便管理、降低成本。 寬帶以太網(wǎng)接入技術(shù)具有強(qiáng)大的網(wǎng)管功能。與其他接入網(wǎng)技術(shù)一樣，能進(jìn)行配置管理、性能管理、故障管理和安全管理；還可以向計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提供豐富的計(jì)費(fèi)信息，使計(jì)費(fèi)系統(tǒng)能夠按信息量、按連接時(shí)長(zhǎng)或包月制等計(jì)費(fèi)方式。 1

43、2.4.5 無(wú)線接入技術(shù) 伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展和人們對(duì)寬帶需求的不斷增多，原來(lái)羈絆人們手腳單一、煩人的電纜和網(wǎng)線接入已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)接入方式的需要。這時(shí)，因勢(shì)而起的另一種聯(lián)網(wǎng)方式悄然走入了人們視線，這就是無(wú)線接入技術(shù)。借助無(wú)線接入技術(shù)，無(wú)論在何時(shí)、何地，人們都可以輕松地接入互聯(lián)網(wǎng)。,56,無(wú)線接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到用戶(hù)終端部分或全部采用無(wú)線手段接入。無(wú)線接入技術(shù)分為移動(dòng)接入和固定接入兩類(lèi)。移動(dòng)無(wú)線接入網(wǎng)包括蜂窩區(qū)移動(dòng)電話網(wǎng)、無(wú)線尋呼網(wǎng)、無(wú)繩電話網(wǎng)、集群電話網(wǎng)、衛(wèi)星全球移動(dòng)通信網(wǎng)直至個(gè)人通信網(wǎng)等, 是當(dāng)今通信業(yè)中最活躍領(lǐng)域之一。 GSM接入技術(shù) GSM（Group Special Mobile

44、，移動(dòng)通信特別小組）是一種起源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)。GSM是目前全球最成熟的數(shù)字移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)，它具有模擬移動(dòng)電話系統(tǒng)無(wú)可比擬的保密性和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話穩(wěn)定，具備容量大，頻率資源利用率高，接口開(kāi)放，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。 GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的主要組成部分可分為移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。 基站子系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)基站BS)由基站收發(fā)臺(tái)(BTS)和基站控制器(BSC)組成(如圖12-4)。,57,LSC 市話本地交換局 MSC 移動(dòng)交換局 TSC 長(zhǎng)途交換局 BSC 基站控制器 BTS 基站 A：甲地移動(dòng)電話用戶(hù) B：乙地移動(dòng)電話用戶(hù) C：甲地固定電話用戶(hù) D：乙地固定

45、電話用戶(hù) 圖12-4 GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu),58,GSM采用窄帶TDMA“時(shí)分多址分組”技術(shù)，允許在一個(gè)射頻(即”蜂窩”)同時(shí)進(jìn)行組通話。GSM數(shù)字網(wǎng)具有較強(qiáng)的保密和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開(kāi)放，功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)于20世紀(jì)90年代初引進(jìn)此技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前采用蜂窩模擬移動(dòng)技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)。目前，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通的GSM網(wǎng)已成為世界最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。,59,CDMA接入技術(shù) 碼分多址分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)CDMA(code division multiple access) ，稱(chēng)為第2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。CDMA與GSM一樣，也是一種較成熟的無(wú)

46、線通信技術(shù)。與使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)的GSM不同，CDMA不給每個(gè)通話者分配一個(gè)確定的頻率，而是讓每個(gè)頻道使用所能提供的全部頻譜。因此，CDMA數(shù)字網(wǎng)具有高效的頻帶利用率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量、簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)規(guī)程、通話質(zhì)量高、保密性及信號(hào)覆蓋好，不易掉線等優(yōu)勢(shì)。另外，CDMA系統(tǒng)采用編碼技術(shù)，其編碼有4.4億種數(shù)字排列，每部手機(jī)的編碼還隨時(shí)變化，這使得盜碼只能成為理論上的可能。,60,固定無(wú)線寬帶（LMDS）接入技術(shù) 本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)LMDS(Local Multipoint Distribution Services)是一種微波的寬帶技術(shù)，由于工作在較高的頻段(24GHz39GHz)，因此可提供很寬的帶寬(

47、達(dá)1GHz以上)。LMDS可在較近距離實(shí)現(xiàn)雙向傳輸話音、數(shù)據(jù)圖像、視頻、會(huì)議電視等寬帶業(yè)務(wù)，并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標(biāo)準(zhǔn)。LMDS采用一種類(lèi)似蜂窩的服務(wù)區(qū)結(jié)構(gòu)，將一個(gè)需要提供業(yè)務(wù)的地區(qū)劃分為若干服務(wù)區(qū)，每個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)基站，基站設(shè)備經(jīng)點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)線鏈路與服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶(hù)端通信。每個(gè)服務(wù)區(qū)覆蓋范圍為幾公里至十幾公里，并可相互重疊。,61,由于LMDS具有更高帶寬和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務(wù)，克服傳統(tǒng)的本地環(huán)路的瓶頸，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)高速數(shù)據(jù)和圖像通信日益增長(zhǎng)的需求，因此是解決通信網(wǎng)接入問(wèn)題的利器。,62,衛(wèi)星接入技術(shù) DBS技術(shù)也叫數(shù)字直播衛(wèi)星接入技術(shù)，該技術(shù)利

48、用位于地球同步軌道的通信衛(wèi)星將高速?gòu)V播數(shù)據(jù)送到用戶(hù)的接收天線，一般也稱(chēng)為高軌衛(wèi)星通信。其特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，費(fèi)用與距離無(wú)關(guān)，覆蓋面積大且不受地理?xiàng)l件限制，頻帶寬，容量大，適于多業(yè)務(wù)傳輸，可為全球用戶(hù)提供大跨度、大范圍、遠(yuǎn)距離的漫游和機(jī)動(dòng)靈活的移動(dòng)通信服務(wù)等。在DBS系統(tǒng)中，大量的數(shù)據(jù)通過(guò)頻分或時(shí)分等調(diào)制后利用衛(wèi)星主站的高速上行通道和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行廣播，用戶(hù)通過(guò)衛(wèi)星天線和衛(wèi)星接收Modem接收數(shù)據(jù)。,63,藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙 (Bluetooth)，實(shí)際上是一種實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備之間無(wú)線連接的協(xié)議。通過(guò)這種協(xié)議能使包括蜂窩電話、掌上電腦、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)和家庭Hub等包括家庭射頻設(shè)備之間進(jìn)行信息交換。藍(lán)

49、牙應(yīng)用于手機(jī)與計(jì)算機(jī)的相連，可節(jié)省手機(jī)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、因特網(wǎng)接入、無(wú)線免提、同步資料、影像傳遞等。,64,12.4.6 光纖接入技術(shù) 光纖接入網(wǎng)是使用光纖作為主要的傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在交換局一側(cè)，要把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，以便在光纖中傳輸。在用戶(hù)側(cè)，要使用光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再傳送到用戶(hù)終端（如圖12-5）。,圖12-5 光纖接入網(wǎng)示意圖,65,光纖接入網(wǎng)依主干系統(tǒng)和配線系統(tǒng)的交界點(diǎn)-光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）的位置可劃分為：光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區(qū)（FTTZ）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到家庭（FTTH）等幾類(lèi)，從運(yùn)營(yíng)角度看，目前常用到的是FTTC、FTTB和F

50、TTH三類(lèi)。,66,FTTC光纖接入網(wǎng)主要為住宅用戶(hù)提供服務(wù)，將ONU放置在路邊，每個(gè)ONU一般可為幾棟樓或十幾棟樓的用戶(hù)提供寬帶服務(wù)，從ONU出來(lái)用同軸電纜提供電視服務(wù)，用雙絞線提供電話服務(wù)；FTTB光纖接入網(wǎng)主要為大中型企事業(yè)單位及商業(yè)用戶(hù)服務(wù)，將ONU放置在大樓內(nèi)，以每棟樓為單位，提供高速數(shù)據(jù)通信、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子商務(wù)等寬帶業(yè)務(wù)；FTTH光纖接入網(wǎng)主要為家庭用戶(hù)提供服務(wù)，將ONU放置在用戶(hù)家中，由用戶(hù)專(zhuān)用，為家庭提供多種寬帶業(yè)務(wù)，如：電子郵件、視頻點(diǎn)播（VOD）、公共圖書(shū)館、可視電話、股票實(shí)時(shí)操作、居家購(gòu)物等。,67,目前，光纖接入網(wǎng)幾乎都采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)結(jié)構(gòu)，它主要使用

51、時(shí)分復(fù)用（TDM）、波分復(fù)用（WDM）、頻分復(fù)用（FDM）、碼分復(fù)用（CDM）、光功率分高等復(fù)用技術(shù)。,68,12.5 多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域很廣,主要包括信息檢索、遠(yuǎn)程教育、異地醫(yī)療診治、娛樂(lè)、辦公室自動(dòng)化等。 信息檢索是最簡(jiǎn)單的多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，這實(shí)際上是以文件為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和共享，即將多媒體數(shù)據(jù)以文件的形式存儲(chǔ)在多媒體文件服務(wù)器中，網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。這種應(yīng)用要求的帶寬較低。,69,多媒體網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)真實(shí)、交互的遠(yuǎn)程教學(xué)，教師和學(xué)生不僅可“面對(duì)面”交談，而且還能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)即時(shí)交換和共享教學(xué)信息，所以這種遠(yuǎn)程教學(xué)不僅具備面對(duì)面教學(xué)的交互、靈活、反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，

52、而且教師和學(xué)生能方便地共享信息，教師能簡(jiǎn)單地將教學(xué)內(nèi)容以文字、圖像、視頻或文件的形式傳輸給學(xué)生，并能即時(shí)查閱、批改所有學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)所提交的作業(yè)，這可從根本上改變現(xiàn)有的教育方式。,70,通過(guò)多媒體網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)生、專(zhuān)家可真實(shí)地觀察、診斷萬(wàn)里之外的病人，給出醫(yī)療處方或指導(dǎo)當(dāng)?shù)蒯t(yī)生進(jìn)行手術(shù)，實(shí)現(xiàn)異地醫(yī)療。這將大大減輕病人痛苦、使病人得到及時(shí)治療，甚至能及時(shí)搶救病危的病人，同時(shí)也大大降低了醫(yī)療費(fèi)用，發(fā)揮出大醫(yī)院專(zhuān)家或名醫(yī)的醫(yī)療水準(zhǔn)，充分共享人類(lèi)智慧。,71,娛樂(lè)是多媒體技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。多媒體網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的交互電視VOD(Video-on-Demand)改變了傳統(tǒng)電視由電視臺(tái)單向控制的播放方式，用戶(hù)可以選擇播

53、放的節(jié)目甚至與電視臺(tái)共同參與節(jié)目制作和播放;多媒體網(wǎng)絡(luò)的寬帶特征，使其可傳輸HDTV信息，網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)可以享受高質(zhì)量的電視影像；視頻重放可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電影數(shù)據(jù)庫(kù)，及在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上存儲(chǔ)電影的數(shù)字視頻信息。用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索、選擇需要的電影，并在自己的多媒體終端上重放電影的數(shù)字視頻信息；多媒體網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或多個(gè)用戶(hù)可參與進(jìn)行聲、視頻同步的大型真實(shí)多媒體對(duì)抗游戲，其感覺(jué)比與計(jì)算機(jī)對(duì)抗要有趣得多。,72,視頻會(huì)議系統(tǒng)(Video Conferencing System)是多媒體網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用，不同地點(diǎn)的人員， 可以通過(guò)顯示器或電視屏幕來(lái)傳達(dá)文件、進(jìn)行討論、協(xié)調(diào)工作、共享信息等。人們無(wú)需關(guān)心地理位置上的差異，只

54、需把自己的方案、檔案資料準(zhǔn)備好，就可以隨時(shí)交與“與會(huì)”各方，“面對(duì)面”地討論問(wèn)題。 多媒體網(wǎng)絡(luò)可以提高辦公室自動(dòng)化的質(zhì)量和效率，除視頻會(huì)議系統(tǒng)外，文件會(huì)議和白板應(yīng)用是通過(guò)多媒體網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)辦公室自動(dòng)化的主要方式。身處不同地理位置的雙方可以共享、共同修改、存儲(chǔ)、顯示數(shù)據(jù)，并能存儲(chǔ)成文件永久保存。文件會(huì)議和白板應(yīng)用可以集語(yǔ)音、傳真、文件、圖像、視頻于一體，可以直接將傳真文字識(shí)別成文件保存，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙辦公。,73,Internet的迅猛發(fā)展和普及為流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)大的市場(chǎng)動(dòng)力，流媒體業(yè)務(wù)正變得日益流行。流媒體服務(wù)包括：視頻點(diǎn)播（VOD）、音頻點(diǎn)播（AOD）、多媒體信息點(diǎn)播（MOD）、信息傳送、視頻會(huì)

55、議及IP電話等。流媒體技術(shù)廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)多媒體新聞發(fā)布、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等互聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)的方方面面。例如，電視臺(tái)采用RealNetworks公司的流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了視聽(tīng)在線、校園新聞直播系統(tǒng)；Oracle公司的OVS系統(tǒng)（支持機(jī)頂盒）實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播。 流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程教育上的應(yīng)用，如采用Cisco公司的IP/TV系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育。,74,12.6 超文本與超媒體技術(shù) 在當(dāng)今信息社會(huì)，信息以爆炸的方式不斷增加，而且種類(lèi)不斷增長(zhǎng)，除了文本、數(shù)字之外，圖形、圖像、視頻、音頻等多媒體信息已在信息處理領(lǐng)域占有越來(lái)越大的比重，如何對(duì)多媒體化的

56、海量信息進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索，以及像人類(lèi)思維那樣通過(guò)“聯(lián)想”來(lái)明確不同信息塊之間的連接關(guān)系和相似性，已成為重要課題。超文本超媒體技術(shù)的出現(xiàn)，為我們實(shí)現(xiàn)多媒體信息綜合有效的管理帶來(lái)了希望，尤其在Internet網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，超文本/超媒體技術(shù)成為Internet網(wǎng)上信息檢索的核心技術(shù)。,75,12.6.1超文本與超媒體的基本概念 科學(xué)研究表明，人類(lèi)記憶是一種聯(lián)想的記憶，它構(gòu)成了人類(lèi)記憶的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人類(lèi)記憶這種聯(lián)想結(jié)構(gòu)不同于文本結(jié)構(gòu)，文本最顯著的特點(diǎn)是它在組織上是線性和順序的。線性結(jié)構(gòu)體現(xiàn)在閱讀文本時(shí)只能按照固定的線性順序先讀第1頁(yè)，然后讀第2頁(yè)，這樣一頁(yè)頁(yè)讀下去。但人類(lèi)記憶具有的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)就可能有多

57、種路徑，不同的聯(lián)想檢索必然導(dǎo)致不同的路徑。網(wǎng)狀信息結(jié)構(gòu)用文本是無(wú)法管理的，必須采用一種比文本更高一次層的信息管理技術(shù)，即超文本(Hypertext)。 超文本可簡(jiǎn)單地定義為收集、存儲(chǔ)和瀏覽離散信息，以及建立和表示信息之間關(guān)系的技術(shù)。超文本是針對(duì)傳統(tǒng)的線性文本(text)而言的。計(jì)算機(jī)中傳統(tǒng)的信息管理是一種線性和順序的組織結(jié)構(gòu)，在存儲(chǔ)和檢索信息時(shí)，表現(xiàn)出來(lái)的是一種固定的順序結(jié)構(gòu)，對(duì)大型的信息系統(tǒng)而言，檢索信息的效率十分低下，信息定位困難。超文本追求的是克服了線性文本缺點(diǎn)的信息管理模式。,76,超文本結(jié)構(gòu)可以按人腦的聯(lián)想思維方式把相關(guān)信息聯(lián)系在一起，通過(guò)信息塊中的“熱字”、“熱區(qū)”等定義的鏈來(lái)打開(kāi)

58、另一些相關(guān)的媒體信息，供用戶(hù)瀏覽。超文本采用非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組織信息，沒(méi)有固定的順序，也不要求讀者必須按照某種順序來(lái)閱讀。允許用戶(hù)在閱讀時(shí)隨時(shí)對(duì)有關(guān)圖形、圖像或事物的內(nèi)容進(jìn)行閱讀。超文本提供的靈活直觀的人機(jī)交互方法，為開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域提供了先進(jìn)的途徑和手段。 由于超文本節(jié)點(diǎn)與鏈接的形式很容易推廣到多媒體的形式，所以它自然成了支持多媒體信息管理的技術(shù)。同時(shí)多媒體信息的引入在某種程度上又為超文本帶來(lái)了不同凡響的效果。超文本如果能支持基于時(shí)間變化的信息，如圖形、圖像、視頻、音頻等多媒體信息，則稱(chēng)為超媒體。超文本和超媒體只是研究對(duì)象不同，所以一般并不區(qū)別它們。在WWW上引入超媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音和圖像

59、的實(shí)時(shí)獲取，為我們展現(xiàn)了豐富多彩的世界。,77,12.6.2 超文本超媒體組成要素 超文本超媒體是由相對(duì)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)信息和表達(dá)它們之間關(guān)系的鏈所組成的信息網(wǎng)絡(luò)，所以節(jié)點(diǎn)、鏈和網(wǎng)絡(luò)是超文本的三要素。 節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)是超文本超媒體表達(dá)信息的基本單位，是描述某個(gè)特殊主題的數(shù)據(jù)集合。節(jié)點(diǎn)中可定義鏈與其他節(jié)點(diǎn)相連接。實(shí)際上，超文本超媒體網(wǎng)絡(luò)是由具有復(fù)雜的鏈接結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)所組成的。節(jié)點(diǎn)內(nèi)容可是文本、圖形、圖像、視頻、音頻、計(jì)算機(jī)程序等，也可是它們的組合形式。文本本身可是一個(gè)文獻(xiàn)或被定義成一個(gè)由節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)的對(duì)象，一般鏈源是文本節(jié)點(diǎn)中的字詞，稱(chēng)為熱字。圖形或圖像也可以組成節(jié)點(diǎn)，在圖像上建鏈，鏈源是圖像上的某一敏感區(qū)，稱(chēng)之為熱區(qū)；視頻節(jié)點(diǎn)的一個(gè)特性是時(shí)間連續(xù)性，節(jié)點(diǎn)的鏈源與時(shí)間有關(guān)，即視頻的某幾幀，稱(chēng)為熱點(diǎn)。音頻節(jié)點(diǎn)也是基于時(shí)間的媒體。,78,鏈 鏈用來(lái)連接相關(guān)的節(jié)點(diǎn)，也是組成超文本超媒體的基本單位，是超文本超媒體的靈魂。鏈形式上是從一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針，本質(zhì)上表示不同節(jié)點(diǎn)間存在著信息聯(lián)系。在超文本超媒體系統(tǒng)中，定義的各節(jié)點(diǎn)可用鏈連接起來(lái)，鏈的功能強(qiáng)弱，直接影響節(jié)點(diǎn)信息的表現(xiàn)力，也影響網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。 鏈的一般結(jié)構(gòu)分為：鏈源、鏈宿及鏈的屬性。鏈源可以是熱字、熱區(qū)、熱點(diǎn)、媒體對(duì)象或節(jié)點(diǎn)本身；鏈宿是鏈的目的，