多媒体通信系统概要

1、软考：多媒体通信系统概要2005-08-19 14:16 作者： 出处： 水平考试网 责任编辑：王玉涵 1、 体系结构 多媒体通信(multimedia communcations)是在位于不同地理位置的参与者之间召开的一种会议或者进行的交流，通过局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网(intranet)、因特网(Internet)或者电话网来传输压缩的数字图像和声音信号。像电视那样的多目标广播、录象机那样的流式播放、电话会议、电视会议、IP电话、可视电话和IP传真等等都是多媒体通信技术的一些具体的和各有特色的应用。多年来，国际电信联盟(ITU)为公共和私营电信组织制定了许多多媒体计算和通

2、信系统的推荐标准，以促进各国之间的电信合作。ITU的26个(Series AZ)系列推荐标准中，与多媒体通信关系最密切的7个系列标准如表17-01所示，三种类型的多媒体通信系统的核心技术标准集如表17-02所示。表17-01 ITU系列推荐标准系列名主要内容Series G传输系统、媒体数字系统和网络Series H视听和多媒体系统Series I综合业务数字网(ISDN)Series J电视、声音节目和其他多媒体信号的传输Series Q电话交换和控制信号传输法Series T远程信息处理业务的终端设备Series V电话网上的数据通信 20世纪90年代初开发的电视会议标准是H.320，它定

3、义通信的建立、数字电视图像和声音压缩编码算法，运行在综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN)上，在56 kb/s传输率的通信信道上支持帧速率比较低的电视图像，而在1.544 Mb/s传输率的信道(即T1信道)上可以传输CIF格式的满帧速率电视图像；在局域网上的桌面电视会议(desktop video conferencing)采用H.323标准，这是基于信息包交换的多媒体通信系统；在公众交换电话网(public switched telephone network，PSTN)上的网桌面电视会议使用调制解调器，采用H.324标准。因特网上

4、的电视会议目前大部分都趋向于采用H.323标准和正在开发的SIP标准(见 IP电话)，使用IP协议提供局域网上的电视会议，而全球的因特网电视会议目前还不能保证实时电视会议的服务质量。表17-02 3个主要的系列标准H.320H.323(V1/V2)H.324发布时间19901996/19981996应用范围窄带ISDN带宽无保证信息包交换网络PSTN图像编码H.261，H.263H.261，H.263H.261，H.263声音编码G.711, G.722, G.728G.711, G.722, G.728G.723.1, G.729 G.723.1多路复合控制H.221, H.230/H.24

5、2H.225.0， H.245H.223，H.245多点H.231，H.243H.323数据T.120T.120T.120 在多媒体通信标准中，采用的声音编码器的性能标准如表17-04所示。上述三种主要的电视会议系统选择的声音编码标准是不同的，这主要是根据网络的带宽来选择。表中也列出了各种编码标准的速率、延时、要求的运算速度(MIPS)和声音质量(MOS)等性能。声音在当前的各种网络下的延时特性如图17-01所示。表17-04 声音编码器的性能图17-01 声音在各种网络环境下的延时特性共3页。 1 2 3 8 :软考：多媒体通信系统概要2005-08-19 14:16 作者： 出处： 水平考

6、试网 责任编辑：王玉涵 图17-02 多媒体通信系统的整体结构示意图 网关和会务器是多媒体通信系统的两个极其重要的组成部件。网关提供面向媒体的功能，例如，传送声音和电视图像数据和接收数据包等；会务器提供面向服务的功能，例如，身份验证、呼叫路由选择和地址转换等。网关和会务器密切配合完成多媒体通信的任务。 2、网关的功能和结构 网关是一台功能强大的计算机或者工作站，它担负线路交换网络(如电话网络)和信息包交换网络(如因特网)之间进行实时的双向通信，提供异种网络之间的连通性，它是传统线路交换网络和现代IP网络之间的桥梁。 IP电话(见“7.4 IP电话”)的出现允许电话呼叫在信息包交换网络上进行，从

7、而引发一场电信工业的革命。但IP电话在成为主流电话服务的道路上遇到了许多障碍。其中最大的一个问题是在IP电话网络和公众交换电话网络之间缺乏连通性。一个重要的原因是早期的网关存在对IP电话进入主流电话服务的限制。例如，通过网关建立呼叫比较困难，而且需要使用非常规的电话号码；不同的网关之间的兼容性妨碍呼叫的建立；声音的质量比较差、有回音以及延迟时间比较长等。这就促进了开发允许IP和PSTN客户能够相互通信的网关，其中的一个措施就是提高网关的处理能力。低档的网关有16个端口，典型地使用高档奔腾处理器的PC机方案，提供媒体处理、呼叫控制和信息包的处理等网关功能。高档网关把网关功能分散到几个处理器来实现

8、，这叫做计算机基电话集成(computer-telephony integration，CTI)平台，可提供100多个端口。 网关的基本功能可归纳为三种：(1) 转换协议(translating protocols)：网关作为一个解释器，使不同的网络能够建立联系，例如，允许PSTN和H.323网络相互对话以建立和清除呼叫。(2) 转换信息格式(converting information formats)：不同的网络使用不同的编码方法，网关将对信息进行转换，使异种网络之间能够自由地交换信息，例如声音和电视。(3) 传输信息(transferring information)：负责在不同网络之间

9、传输信息。 网关的主要部件包括：(1) 线路交换网络(switched-circuit network，SCN)接口卡，这是一种典型的T1/E1或者叫做PRI ISDN线路接口卡，它们与线路交换网络进行通信。主速率接口(primary rate interface，PRI)由23个B通道和一个64 kb/s的D通道组成，叫做23BD，相当于T1线的带宽。(2) 数字信号处理器(digital signal processors，DSP)卡，它执行的任务包括声音信号的压缩和回音的取消等。(3) 网络接口(network interfaces)卡，它用来与H.323网络进行通信，典型的网络卡包括1

10、0/100BaseT网络接口卡(network interface cards，NIC)，或者把它们的功能集成到主机板上。(4) 控制处理器(control processor)，它协调其他网关部件的所有活动，这个部件通常是在系统的主机板上。 网关的主要软件包括： (1) 执行所有网关基本功能和选择功能的网关软件。例如，H.323网关平台(Gateway Platform)执行转换协议、转换消息格式和传输信息等基本功能，支持声音压缩、协议转换、实时的传真解调/再调制以及执行H.323系列协议。 (2) 特定网关的应用软件，它执行自定义的功能以及管理和控制功能。3、会务器的功能和结构会务器(ga

11、tekeepers)是用于连接IP网络上的H.323电视会议客户，是电视会议的关键部件之一，许多人把它当作电视会议的“大脑”。它提供授权和验证、保存和维护呼叫记录、执行地址转换而不需要你去记忆IP地址、监视网络、管理带宽以限制同时呼叫的数目从而保证电视会议的质量、以及提供与现存系统的接口。会务器的功能一般都是用软件来实现。会务器的功能分成两个部分：基本功能和选择功能。 会务器必须要提供的基本功能包括： 地址转换(Address Translation)：使用一种可由注册消息(Registration messages)更新的转换表，把别名地址转换成传输地址(Transport Address)

12、。这个功能在线路交换网络上的电话企图呼叫IP网络上的PC时显得尤其重要，在确定网关地址时也很重要。 准入控制(Admissions Control)：使用准入请求/准入确认/准入拒绝ARQ/ARC/ARJ(Admission Request, Confirm and Reject)消息，对访问局域网进行授权。H323标准规定必须要有用来对网络服务进行授权的RAS消息(RAS messages)，RAS是一个注册/准入/状态(Registration/Admission/Status)协议，但它不定义授权存取网络资源的规则或者政策，因此服务提供者需要会务器来干预现存的授权方法。此外，企业管理人员

13、和服务提供者也许想使用他们自己的标准来授权，例如，根据订金、信用卡等。 带宽控制(Bandwidth Control)：支持RAS带宽消息(RAS bandwidth messages)，即带宽请求/带宽确认/带宽拒绝BRQ/BCF/BRJ(Request, Confirm and Reject)消息，以强制执行带宽控制。至于如何管理则要根据服务提供者或者企业管理人员的政策来确定。在许多情况下，如果在网络或者特定的网关不拥挤的的情况下，对任何带宽的请求都应该给予满足。 区域管理(Zone Management)：用于管理所有已经注册的H.323端点(endpoint)，为它们提供上面介绍的功能

14、。至于确定哪个终端可以注册以及地理或者逻辑区域的组成(单个会务器管理的终端、网关和多点控制单元MCU)则由网络设计人员决定。 会务器提供的选择功能包括: 呼叫控制信号传输方法(Call Control Signalling)：在H.323中有两种呼叫控制信号传输模型：会务器安排呼叫信号传输模型(Gatekeeper Routed Call Signaling Model)和直接端点呼叫信号传输模型(Direct Endpoint Call Signaling Model)。会务器可根据访问提供者的要求进行选择。 呼叫授权(Call Authorization)：会务器可根据服务提供者指定的条件

15、对一个给定的呼叫进行授权或者拒绝。其条件可包括会议时间、预定的服务类型、对受限网关的访问权限或者可用的带宽等。 带宽管理(Bandwidth Management)：根据服务提供者指定的带宽分配确定是否有足够的带宽用于呼叫。 呼叫管理(Call Management)：提供智能呼叫管理。会务器维护一种H.323呼叫表以指示被呼叫终端是否处于忙状态，并为带宽管理(Bandwidth Management)功能提供信息。 会务器的结构会务器通常设计成内外两层，如图17-04所示。会务器的内层叫做核心层，它由执行H.323协议堆的软件和实现多点控制单元MCU(multipoint control u

16、nit)功能的软件组成，有的软件开发公司把它叫做H.323会务器核心功能部件。MCU的主要功能是连接多条线路并自动或者在会议主持人的指导下手动交换电视信号。会务器的外层由许多应用程序的接口组成，用于连接网络上现有的许多服务。外层软件可由下面的软件模块组成： 用户的授权和验证(user authentication & authorization)：处理所有用户的授权，并使用现有的远程验证电话接入用户服务RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service)协议进行验证。 事务管理接口(administration interface)：为管理人员

17、提供会务器的管理界面；对享有设置/修改/删除配置的特权的用户提供服务权限；会务器的远程管理；显示网络状态、统计、报警等。 网络管理(network management)：为简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol)代理程序提供注册终端数目、正在工作的终端数目、呼叫数目、分配带宽、正在使用的带宽和保留的可用带宽、网关资源分配和可用的网关资源、MCU资源的分配和可用的MCU资源、内部资源信息和运行状态。 安全管理(security) 辅助功能(supplementary features)：服务质量(QoS)等级的选择、呼叫者线路识别描述 (

18、Caller Line Identification Presentation，CLIP)、呼叫者线路识别限定(Caller line Identification Restriction，CLIR )、呼叫等待(Call Waiting)、呼叫保持(Call Hold)、呼叫分机代接(Call Park/Pickup)、呼叫转移(Call Transfer)、呼叫遇忙/无答应转移(Call Forward on Busy/No answer)、缩位拨号(Abbreviated dialling)、优先线路(Priority lines)的服务管理以及对接收的传真的存储和转发(Incoming FAX store and forward)。 媒体资源服务(media resource services)：报警服务(Alarm service)、声音邮件服务(Voice mail services)和使用交互声音应答的互相配合的服务(