多媒体通信网络技术

多媒体通信网络技术2本章主要内容8.1多媒体网络通信8.2网络交换与接入技术8.3多媒体网络环境

8.4多媒体通信协议8.5流媒体技术38.1多媒体网络通信

多媒体网络通信主要解决分布式多媒体应用的信息传输问题。8.1.1多媒体数据流的基本特征多媒体数据流的基本特征有以下几个方面：

1）比特率可变性

2）时间依赖性

3）信道对称性对等式视频会议系统中，每个与会者都参与会议讨论，因此所产生的数据流通常是对称的。对称性信道对通信网络的要求更高。48.1.2多媒体网络通信的性能需求

多媒体通信对网络环境要求较高，这种要求通过传输速率、吞吐量、差错率及传输延迟等关键参数反映出来。

1、吞吐量需求

网络吞吐量是指有效的网络带宽，通常定义成物理链路的传输速率减去各种传输开销，如物理传输开销以及网络冲突、瓶颈、拥塞和差错等开销，它反映了网络的最大极限容量。在网络层，吞吐量可表示成单位时间内接收、处理和通过网络的分组数或比特数，它是一个静态参数，反映了网络负载情况。通常，人们习惯将额外开销忽略不计，直接把网络传输速率作为吞吐量。实际上，吞吐量要小于传输速率。5

多媒体通信的吞吐量需求与网络传输速率、接收端缓冲容量以及数据流量有关。图8-1给出了不同媒体对网络吞吐量的要求。62、可靠性需求

差错率是多媒体网络通信的一个重要性能指标，反映网络传输的可靠性。它可以用三种方法定义：

位差错率（BER）：出错的位数与所传输的总位数之比；

帧差错率（FER）：出错的帧数与所传输的总帧数之比；

分组差错率（PER）：出错的分组数与所传输的总分组数之比。在多媒体应用中，将接收到的声像信号直接播放给人看时，由于显示的活动图像和播送的声音是在不断更新的，网络传输引起的差错很快被覆盖，因而人可以在一定程度上容忍错误的发生。

73、延迟与抖动控制需求

延迟（Delay)通常被称为网络延迟或端到端延迟，它是指从发送端发送一个数据分组到接收端正确地接收到该分组所经历的时间。网络延迟等于传播延迟、传输延迟和接口延迟三部分之和。

1）传播延迟：指端到端传输一个二进制位所需要的时间，它是一个常数，每200米延迟10-9秒（记为1us/200m）。一个网络中的传播延迟仅与所经过的传输距离有关。

2）传输延迟：指端到端传输一个数据块（如分组）所需要的时间，该参数与网络传输速率和中间结点处理延迟有关。

3）接口延迟：指发送端从开始准备发送数据块，到实际利用网络发送所需要的时间。83、延迟与抖动控制需求

延迟抖动（Delayjitter）是指在一条连接上分组延迟的最大变化量，即端到端延迟的最大值与最小值之差。在理想情况下，端到端延迟为一个恒定值（零抖动）。然而，延迟抖动总是不可避免的。对于连续媒体流的传输来说，应将延迟抖动限制在一定的范围内。这样，有利于改善所接收的音频和视频流的质量。

对于一个冗长的视频流，如果接收端在回放之前进行充分的缓冲，则可以大大减小延迟抖动。94、多点通信需求多媒体通信涉及音频和视频数据。在网络多媒体应用中有广播(Broadcast)和多播(Multicast)信息。因此，除常规的点对点通信外，多媒体通信需要提供广播和多播的支持能力。5、多点通信需求

多媒体通信的同步有两种类型：流内同步和流间同步。流内同步是保持单个媒体流内部的时间关系，即按照一定的延迟和抖动约束传送媒体分组流，以满足感官上的需要。流间同步是不同媒体间的同步。108.1.3多媒体通信网络

多媒体通信网络是实现多媒体网络通信的基本环境。目前的通信网络可分为四大类：

1）电信运营商投资建设的电信网络，如公共电话网(PSTN)、分组交换网(PSPDN)2）相关机构建立的计算机网络，如局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)3）广播电视部门建设的电视传播网络，如有线电视网(CATV)、混合光纤同轴网(HFC)、卫星电视网等；

4）移动通信公司建设的PLMN(PublicLandMobileNetwork)网，如GSM、3G等。111、多媒媒体通通信网网络的的组成成根据网网络各各部分分的功功能，，可将将通信信网络络分成成主干干传输输网、、交换换网、、接入入网以以及终终端设设备四四部分分。如如图8-2。123、交交换网网支持各各种业业务条条件下下的交交换，，实现现网络络中的的任意意两个个或多多个用用户之之间以以及用用户与与服务务提供供者之之间的的相互互连接接；是在主主干传传输网网中实实现信信息交交换的的技术术集合合；根据所所传输输信号号的物物理介介质的的不同同，可可分为为电交交换和和光交交换技技术两两类；；电交换换技术术实现现对电电信号号的交交换传传输，，又可可分为为电路路交换换、报报文交交换和和分组组交换换等。。其中中的分分组交交换又又称为为数据据包交交换，，典型型的分分组交交换技技术有有IP交换换、帧帧中继继、异异步转转移模模式ATM等。。132、主主干传传输网网主干传传输网网用来来解决决信息息的长长距离离传输输；；可以采采用各各种类类型的的传输输介质质和传传输体体系结结构，，如同同轴电电缆、、微波波、卫卫星以以及光光纤等等；；光纤已已经成成为主主干传传输的的主要要物理理介质质，提提供更更高的的网络络带宽宽；；在目前前的主主干传传输网网中，，电信信网络络仍占占据主主导地地位。。144、接接入网网接入网网的核核心是是数字字化和和宽带带化，，四大大主干干网络络均提提供了了相关关的接接入传传输技技术。。如：：电信网网：ISDN、B-ISDN、ADSL等；移动网网：GSM、3G等；广播电电视网网：HFC、CATV等；计算机机网络络：LAN接入等等。特别值值得一一提的的是，，为了了解决决CATV的双向向传输输问题题，近近年来来推出出了混混合光光纤电电缆（（HFC，HybridFiberCoax）技术术。这这种技技术不不仅能能提供供双向向传输输，还还能使使用现现有的的连接接个人人用户户的电电缆。。155、多媒媒体通通信方方式为了提提供灵灵活、、综合合的多多媒体体服务务能力力，多多媒体体网络络通信信应该该具备备单播、、多播播和广播等不同同通信信方式式。1）单播播（Unicast）：是指指点到到点之之间的的多媒媒体通通信，，发送送终端端通过过与每每一个个组内内成员员分别别建立立点到到点的的通信信联系系，达达到多多点通通信的的目的的，如如图8-4所示。。162）多播播（Multicast）：也称称为多多点通通信，，指网网络能能够按按照发发送端端的要要求将将欲传传送的的信息息在适适当的的节点点复制制，并并送给给组内内成员员，达达到多多点通通信的的目的的。图图8-5则是一一个多多播的的例子子。3）广播播（Broadcast）：是指指网上上一点点向网网上所所有其其他点点传送送信息息，可可用于于数字字电视视广播播等分分配型型多媒媒体业业务。。178.1.4多媒体通信信网络的服服务质量服务质量（QoS，QualityofService）主要用于于描述网络络多媒体服服务的质量量，从而反反映多媒体体网络的性性能。QoS通常是用参参数方式进进行定义的的。1、QoS参数基本内容包括：系统吞吐率率、网络传传输稳定性性、可用性性、可靠性性、传输延延迟、传输输位率、出出错率、传传输失败率率、安全性性等。基本格式：由参数名和参参数值组成，参数数作为类型型变量，可可在一个给给定范围内内取值。例如，可以以使用上述述的网络性性能参数定定义QoS，即：QoS={吞吐量，差差错率，端端到端延迟迟，延迟抖抖动}18几种媒体对对象所需的的QoS见见表8-2表8-2几种媒体对对象所需的的QoS参数192、QoS参数体系结结构QoS参数通常是是一个层次化的体体系结构，如图8-6所示。在这这种体系结结构中，通信双方的的对等层之之间表现为为一种对等等协商关系系，双方按按承诺的QoS参数提供相相应的服务务。同一端的不不同层之间间表现为一一种映射关关系，应用用的QoS需求应当自自顶向下地地映射各层层对应的QoS参数集，各各层协议按按其QoS参数提供对对应的服务务，共同完完成对应用用的QoS承诺。203、压缩编编码对QoS参数的影响响多媒体数据据压缩编码码的方法影影响QoS参数，尤其其是视频编编码。仅采用帧内内压缩编码码（如运动动JPEG）时，由于于每帧都独独立编码的的，可采用用减低帧率率(丢帧)来允许QoS变化。当吞吞吐量减小小，数据率率降低时，，可以利用用各种显示示抖动算法法，通过降降低视频显显示质量而而保持原帧帧率不变。。同时采用帧帧内和帧间间压缩的编编码（如MPEG和H.261编码），可可以通过建建立不同的的优先级，，发送MPEG视频的I、P和B帧，达到QoS的调节。214、QoS服务分类多媒体网络络系统通常常是按所承承诺的QoS提供相应服服务的。由由于网络负负载是动态态变化的，，可能引起起QoS的波动。网网络是否能能够履行所所承诺的QoS主要取决于于QoS类型。QoS服务总体上上分成如下下三类：1）确定型（（Deterministic）QoS2）统计型（（Statistical）QoS3）尽力型（（Best-Effort）QoS228.2网络交换与与接入技术术交换技术不不仅可使网网络中的多多个站点共共享传输媒媒体，而且且完成网络络中的任意意两个或多多个站点的的相互连接接。目前的的网络技术术主要有基基于电信号号的电交换换技术和基基于光信号号的光交换换技术两大大类。8.2.1电交换技术术电交换技术术是基于电电信号的网网络交换技技术，主要要包括电路路交换、报报文交换、、分组交换换等三种具具体交换方方式。231．电路交换换方式电路交换（（circuitexchanging）也称线路路交换，是是针对电子或机电结合的的交换设备备而设计交换换技术，如如下图。两台计算机机通过通信信子网进行行数据传输之之前，首先要在通信子子网中建立立一个实际际的物理线线路连接，，如主机A与B之间通过结结点A、B、C、D形成连接；；数据传输过过程中要经过建立连接、、数据传输输与释放连接的三个阶段；242、报文交换换方式报文交换是是采用存储转转发（store-and-forwardexchanging）原理实现现的一种交交换技术，，而存储转转发是基于智能交交换设备的，也就是是说，交换设备具具有数据接接收、差错错校验、存存储、路选选和转发功功能。报文文交交换换方方式式首首先先将将发发送送端端全全部部数数据据以以报报文文的的形形式式存存储储在在交交换换机机中中，，再再根根据据报报文文标标题题中中的的地地址址把把报报文文转转发发到到接接收收端端。。缺点点：数数据据要要经经过过存存储储后后才才发发送送，，无无法法实实现现双双向向交交互互的的和和实实时时的的信信息息交交换换，，其其应应用用范范围围受受到到了了一一定定限限制制，，也也无无法法满满足足宽宽带带交交换换的的要要求求。。253、分分组组交交换换方方式式分组组交交换换是采采用用存存储储转转发发（（store-and-forwardexchanging）原原理理实实现现的的另另一一种种更更有有效效的的交交换换技技术术。在在这这种种方方式式中中，，用户户数数据据被被分分成成许许多多小小包包，，称称为为数数据据包包或或分分组组（（packets）。在在这这些些数数据据包包的的前前后后加加上上一一些些协协议议信信息息，，被被作作为为独独立立的的实实体体在在网网络络中中传传输输。。因此此，，又称称为为数据据包包交交换换（Packet-Switching），简称包交换。包交换方式继继承了报文交交换方式线路路利用率高、、提供信道和和端口多路复复用能力的优优点，又大大大缩短了系统统的延迟时间间、提供了快快速响应能力力，实现了风风险分散、资资源共享。与报文交换相相比，包交换更加灵灵活、有效。。因此，包交交换是Internet的核心交换技技术。268.2.2光交换技术1、光交换所谓光交换是是指对光纤传传送的光信号号直接进行交交换。无需在在光纤传输线线路和交换机机之间进行光光电转换，交交换过程中能能充分发挥光光信号的高速速、宽带和无无电磁感应的的优点，保证证网络的可靠靠性，提供灵灵活的信号路路由。2、光交换方式式1）空分光交换换方式2）时分光交换换方式3）波分光交换换方式4）复合型光交交换方式5）自由空间光光交换方式278.2.3软交换技术软交换（Softswitch）是在IP网络上提供电电信业务的技技术，是基于于软件的分布布式交换/控制平台，为为NGN提供具有实时时性要求的业业务呼叫控制制和连接控制制功能，是NGN呼叫与控制的的核心。软交换将呼叫叫控制功能与与信息传输相相分离，通过过软件实现基基本呼叫控制制功能，包括括呼叫选路、、管理控制、、连接控制（（建立/拆除会话）和和信令互通，，从而实现呼呼叫传输与呼呼叫控制的分分离，为控制制、交换和软软件可编程功功能建立分离离的平面，为为多网（电信信固话网、移移动网、CATV网、计算机网网等）融合奠奠定了基础，，已经成为目目前NGN的核心技术。。288.2.4接入技术简介介接入网的作用用是实现用户户终端设备与与主干传输网网之间的连接接。目前可用的接接入技术主要要有Modem接入、ISDN接入、DDN接入、ADSL接入、以太网网接入、CableModem接入、无线接接入、光纤接接入、电力线线接入等。其中，基于LAN的以太网接入入技术、基于于电话网的ADSL接入技术、基基于交互式电电视网的CableModem技术以及光纤纤接人技术均均属于宽带有有线接入。298.3多媒体网络环环境8.3.1局域网络局域网环境可分为共享式式和交换式两两种网络类型型；传输速率一般般在100Mb/s以上；典型的有快快速以太网、、千兆位以太太网、FDDI、100VG-AnyLAN以及ATM网络等。共享式网络中，各结点共共享一段有冲冲突的介质，，并采用相应应的介质访问问控制方法来来占用介质传传送数据。任任一时刻只能能有一个结点点发送数据，，其他结点只只能处于接收收状态，并根根据地址匹配配规则确定是是否接收数据据。交换式网络中，结点分成成端点和中间间结点两类。。端点是用户户站点，中间间结点是交换换机，所有端端点都要通过过交换机连接接起来，交换换机为端点提提供存储转发发和路由选择择功能，使端端点间能沿着着指定的路径径传输数据。。302、快速以太网网络快速以太（100Base-T）网络是传输输速率为100Mb/s的以太网，其其标准为IEEE802.3u。该标准主要要定义了物理理层规范和新新的信号收发发标准，具体体内容包括100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX，分别支持以以下三种不同同的传输介质质。1）无屏蔽双绞绞线（UTP）电缆系统2）UTP电缆系统3）多模光纤系系统需要特别指出出的是：快速以太网络络（10Base-T）不支持同轴轴电缆。31快速以太网的的主要拓扑规规则为：集线器与站点点之间的最大大UTP电缆长度为100m。采用半双工100Base-FX进行MAC到MAC连接时，光纤纤长度可达400m。采用两个二级级中继器时，，中继器之间间的最大电缆缆长度为5m。采用双中继器器结构时，端端点到端点的的最大网络电电缆长度为205m（100+5+100）。采用单中继器器结构时，可可连接185m的光纤。采用用全双工100Base-FX进行远距离连连接时，两台台设备之间的的连接距离可可达2000m。323、千兆位以太太网（GigabitEthernet）千兆位以太网网是传输速率率为1000Mb/s以太网技术，，其标准为IEEE802.3z和802.3ab。IEEE802.3z定义的传输介介质为光纤（（1000Base-LX单膜光纤，传传输距离2000米；1000Base-SX多膜光纤，传传输距离500米），链路操操作模式为全全双工。IEEE802.3ab定义的传输介介质为5类UTP电缆（1000Base-CX屏蔽双绞线，，1000Base-T非屏蔽双绞线线），传输距距离为100m，链路操作模模式为半双工工。千兆位以太网网技术将显著著地提高网络络的可用带宽宽，可应用于于任何规模的的局域网中。。334、100VG-AnyLAN网络100VG-AnyLAN也是一种传输速率为100Mb/s高速网络环境境，其标准为为IEEE802.12。其技术特点是是：能在语音音级的UTP电缆上进行100Mb/s速率传输，还还可支持IEEE802.3或802.5两种不同帧格格式。支持四对UTP、两对UTP、两对STP和光纤等四种种传输介质。根据传送的的数据类型，，链路操作可采用全双工工或半双工方方式。全双工操作用用于在集线器器与站点之间间传输链路状状态控制信息息。半双工操操作用于在集集线器与站点点之间传输数数据34站点与Hub之间的最大大电缆长度：：三类UTP和一类STP为100m，五类UTP为150m。对于三类UTP和一类STP电缆，，可支持4个个中继器（即即Hub）行行程，Hub之间的最大大电缆长度为为100m。。对于五类UTP，可支持持3个中继器器行程，Hub之间的最最大电缆长度度为100m。两个站点之间间（即端到端端）的最大网网络电缆长度度为500m。采用半双工连连接时的光纤纤长度可达2000m。。100VG-AnyLAN网络是以中央央集线器为中中心的星型结结构。主要拓拓朴规则如下下：355、FDDI网络FDDI（FiberDistributedDataInterface，光纤分布式式数据接口））是一种以光光纤为传输介介质、传输速速率为100Mb/s的网络技术，，其内容对应应IEEE802.8标准。FDDI采用定时令牌牌协议，支持持逆向双环、、层次型（集集中器）、双双环-层次型三种拓拓扑结构，FDDI网络的最大传传输距离为200km，可连接500多个站点，相相邻站点间的的最大距离为为2km。FDDI定义了两种通通信方式：1）同步方式2）异步方式368.3.2广域网络目前的广域网网环境有X.25网络、帧中继继网络、ISDN网络以及宽带带IP网络等。1、X.25网络X.25网络是符合合ITU的X.25协议的一种种分组交换换方式的数数据通信网网，由分组组交换机、、传输线路路和用户接接入设备等等组成。分分组交换机机是网络的的核心，分分组交换机机之间以全全互联方式式连接。可可分为中转转交换机和和本地交换换机。37分组交换机机的主要功功能包括：：1）为网络的的基本业务务和可选业业务提供支支持；2）提供路由由选择和流流量控制；；3）实现X.25、X.75等多种协议议的互联；；4）完成局部部的维护、、运行管理理、故障报报告及诊断断、计费及及网络统计计等功能。。X.25的中继传输输线路主要要有模拟和和数字两种种形式，最最高传输速速率分别为为64kb/s和2Mb/s。用户线路路也有两种种形式，即即利用数字字电路或利利用电话线线路加装调调制解调器器实现，速速率为1200b/s～64kb/s。X.25是较早的数数据通信网网络，存在在着传输速速率低、网网络延时大大、吞吐量量小以及通通信费用高高等缺陷。。382、帧中继网网络帧中继（FrameRelay）网络的基基本思想是是利用帧对对数据进行行封装，使使之在网络络中传输，，并提供多多个用户同同时使用一一条线路的的支持能力力。用户接接入速率上上限实际可可达到50Mb/s。帧中继网由由三部分组组成：帧中中继接入设设备、帧中中继交换设设备和帧中中继服务。。帧中继采用用虚电路方方式来传输输数据帧，，有PVC（永久虚电电路）和SVC（交换虚电电路）两种种类型。当采用SVC接入时，一一次数据传传输要经过过建立连接接、传输数数据和拆除除连接三个个阶段。当采用PVC接入时，，服务提提供者为为用户预预先分配配好虚电电路号（（DLCI）,用户直接接使用DLCI进行通信信。393、ISDN网络ISDN（IntegratedServiceDigitalNetwork，综合业业务数字字网）是是一种以以传输数数字信号号为目的的的综合合数字网网，由数数字交换换机和数数字信道道组成，，提供话话音、数数据、等等，传输输速率一一般为64kb/s。两种信道道：ISDN的UNI（用户网网络接口口）提供供以下两两种类型型的信道道。1）信息信信道，传送各各种信息息流；2）信令信信道，传送对对用户和和网络实实施控制制的信令令信息。。40两种UNI（用户网网络接口口），即基本接接口（BRI）和基群群速率接接口（PRI）。BRI规定了将将现有电电话网的的普通用用户线作作为ISDN用户线的的UNI接口，也也是ISDN最基本的的UNI。它的结结构简称称为2B+D，即由两两条64kb/s的B信道和一一条16kb/s的D信道组成成。两条条B信道可以以独立地地用来传传输用户户信息，，而D信道则可可以用来来传输信信令信息息，也可可以用来来传输低低速数据据。PRI提供了高高速信道道，用于于传输大大业务量量的场合合。中国国采用的的基群速速率为2048kb/s。它可提提供30条速率为为64kb/s的B信道和一一条速率率为64kb/s的D信道，或或者可提提供5条速率为为384kb/s的H信道和l条速率为为64kb/s的D信道，或或者将它它们混合合起来而而组成混混合信道道接口414、宽带IP网络宽带IP网络是以以ATM、SONET、SDH和DWDM等高速网网络为基基础，通通过IPOverATM、IPOverSONET、IPOverSDH以及IPOverDWDM等技术构构成基于于IP协议的集集成平台台，在网网络基础础结构上上解决数数据、话话音和视视频流的的综合传传输和网网络带宽宽问题，，实现各各种应用用的有机机集成。。宽带IP网络通过过IPv6、RSVP和区分服服务等协协议协调调网络资资源，提提供QoS保证和特特性化服服务，以以满足对对网络服服务质量量的需求求。这种种宽带IP网络也是是下一代代因特网网的核心心技术。。428.3.3ATM网络ATM（AsynchronousTransferMode，异步传传输模式式）是一一种面向向连接的的交换式式网络，，它采用用定长短短信元和和面向连连接的技技术，综综合了电电路交换换和分组组交换的的优点，，适合传传输话音音、视频频和数据据。它支持多多种不同同的服务务类别，，提供155Mb/s、622Mb/s或者更高高的传输输速率，，可以利利用各种种传输介介质。ATM作为宽带带综合业业务数字字网的核核心技术术，将WAN和LAN综合在一一个统一一的公共共网络基基础平台台上，提提供综合合多媒体体通信业业务。431、ATM网络的特特点1）面向连连接的传传输机制制。2）以信元元（Cell）为信息息传输单单位。3）交换式式网络。。4）多种速速率接口口。5）多种服服务类型型。6）高层进进行差错错控制和和流量控控制。442、ATM网络参考考模型（（简介））ATM网络参考考模型如如图8-7所示。该该模型水水平分为为层，垂垂直分为为面。453、ATM网络结构构ATM可作为主主干网构构成城域域网或广广域网，，也可应应用于局局域网中中，图8-8所示为ATM主干网络络结构，，图中UNI代表用户户网络接接口，NNI代表网络络结点间间接口。。46利用ATM技术可以以构成以以下主要要的网络络结构：：1）LAN主干网。。2）ATM局域网。。3）MAN/WAN服务体系系。478.3.4全光网络络从原理上上讲，全光网就就是通信信网中端端用户节节点之间间的信号号通道全全部采用用光信道道，即端端到端的的全光路路，中间间没有光光电转换换器。概念化的的全光网网如图8-9所示。也就是说说，全光网是是一种能能够传输输、交换换纯光信信号的通通信网络络，主要要使用光光纤为传传输介质质，光交交换机为为信息交交换装置置。48全光网络络的优点点：1）通信容容量大。。全光通通信网比比传统的的电信网网具有更更大的通通信容量量，具备备以往通通信网和和现行光光通信系系统所不不具备的的优点；；2）结构简简单，端端到端采采用透明明光通路路连接。。3）全光网以波波长选择路由由，对传输码码率、数据格格式及调制方方式均具有透透明性，可提提供多种协议议的业务，同同时不受限制制地提供端到到端业务；4）可根据通信信业务量的需需求动态地改改变网络结构构，充分利用用网络资源，，具有网络可可重组性。498.3.5NGN——下一代网络简简介NGN（NextGenerationNetwork）是下一代网网络技术，基基本含义是指指可同时提供供话音、数据据、多媒体等等多种业务的的综合性的、、全开放的网网络平台体系系。1、NGN的基本内容在传输基础设设施方面，指指全光智能网网；在网络基基础协议方面面指IPv6；在移动网络络方面指超3G；在业务网络络方面指软交交换等。NGN将电话网、移移动网、互联联网等各种网网络联接起来来，解决现有有网络的缺陷陷和不足，满满足人类对移移动性和大数数据量信息的的需求，提供供最理想的多多媒体网络环环境。50由于NGN技技术的研究主主要是基于互互联网络平台台，因此，NGN通常也也被等同于下下一代互联网网（NGI，，NextGenerationInternet））技术。采用分层的全全开放的网络络，具有独立立的模块化结结构；是业务驱动的的网络，业务务和呼叫控制制完全分离，，呼叫与承载载完全分离；；是基于统一协协议的分组网网络体系。2、NGN的三大特点3、NGN与NGI51相对于现在的的互联网，NGI会更快、更大、、更安全、更更及时、更方方便。更快指NGI将比现在的网网络速度提高高1000～10000倍；更大：指NGI将逐渐放弃IPv4，转而采用IPv6协议，提供更更大的编址空空间，任何可可以联网的设设备均可分配配一个自己的的IP地址，让网络络化的数字生生活变成现实实；更安全：目前的计算算机网络存在在大量安全隐隐患，NGI将在建设之初初就充分考虑虑安全问题，，可以有效控控制，解决网网络安全问题题。因此，NGI也将会更及时时、更方便。。528.4多媒体通信协协议TCP/IP协议是Internet的核心协议，，为了推动Internet上多媒体的应应用，近几年年IETF提出一些基于于TCP/IP的多媒体通信信协议，对多多媒体通信技技术的发展产产生了重要的的影响。主要要有：IPv6、RTP、RTSP、RSVP等。8.4.1IPv6协议IPv6是下一代Internet的核心协议，，是IETF为解决现有IPv4协议在地址空空间、信息安安全和区分服服务等方面所所显露出的缺缺陷以及未来来可预测的问问题而提出的的。IPv6在IP地址空间、路路由协议、安安全性、移动动性以及QoS支持等方面做做了较大的改改进，增强了了IPv4协议的功能。。531.IPv6的数据报格式式IPv6数据报的逻辑辑结构如图8-10所示，它由基基本报头（Header，首部）和扩扩展报头两部部分构成。1）版本号（Version）；2）优先级：取值可分为为两个范围：：0~7用于源节点对对其提供拥塞塞控制的信息息传输，如象象TCP这样在发生拥拥塞时做出退退让的通信业业务；而8~15用于在发生拥拥塞时不做退退让的信息传传输，例如以以固定传输率率发送的“实时”分组。543）流标识（FlowLabel）：24Bits，如果一台主主机要求网络络中的路由器器对某些报文文进行特殊处处理，如非缺缺省服务质量量通信业务或或实时服务，，则可用这一一字段对相关关的报文分组组加标识。4）负荷长度（（PayloadLength）：16Bits，IPv6首部之后，报报文分组其余余部分的长度度，以字节为为单位。为了了允许大于64K字节的负荷，，如本字段的的值为0，则实际的报报文分组长度度将存放在逐逐个路段（Hop-by-Hop）选项中。5）后续报头（（NextHeader）：8Bits，标识紧接在在IPv6报头之后的下下一报头的类类型。下一报报头字段使用用与IPv4协议相同的值值。556）步跳限制（（HopLimit）：8Bits，转发报文分分组的每个节节点将路径段段限制字节值值减一，如果果该字段的值值减小为零，，则将此报文文分组丢弃。。7）源地址：128Bits，报文分组起起始发送者的的地址。8）目的地址：128Bits，报文分组预预期接收者的的地址。扩展报头（可选）用来来增强协议的的功能，如果果选择了扩展展报头，则位位于IPv6报头之后。IPv6扩展报头可有有多种定义，，如路由、分分段、封装、、安全认证以以及目的端选选项等。一个个数据报中可可以包含多个个扩展报头，，由扩展报头头的后续报头头字段指出下下一个扩展报报头的类型。。562.IPv6的地址格式1）标准格式的的IP地址：IPv6中的IP地址占128位，用“:”分成8段，标准格式式为X:X:X:X:X:X:X:X，每个X为16位，用4位十六进制数数表示，如：：2031:0000:1F1F:0000:0000:0100:11A0:ADDF2）省略规定：每段中前面面的“0”可以省略，连连续的“0”可省略为“::”，但只能出现现一次，具体体示例如表8-3。573）网络地址与与主机地址：：在IPv6的地址中，仍仍然包含网络络地址和主机机地址两部分分，并通过所所谓的地址前前缀来表示网网络地址部分分，具体格式式为X/Y。其中X为一个合法的的IPv6地址，Y为地址前缀的的二进制位数数。比如：2001:250:6000::/48表示从左向右右的48位为网络地址址，其后的80位可分配给网网络中的主机机。表8-4给出了一些常常见的IPv6地址或者前缀缀。58表8-4常见的IPv6地址或前缀593.IPv6的新特特点更大的地址空空间——地址长度从32位增大到到128位，，使地址空间间增大了296倍；简化的数据报报格式—头部长度变为为固定，取消消了头部的检检验和字段，，加快了路由由器处理速度度；支持扩展报头头和选项——将选项功能放放在可选的扩扩展头部中，，路由器不处处理扩展头部部，提高了路路由器的处理理效率；QoS能力——允许对网络资资源的预分配配—支持实时的视视频传输等带带宽和时延要要求高的应用用；支持验证和隐隐私权；支持自动配置置。IPv6是对IPv4的改进，呈现出以下主主要特点：608.4.2RTP与RTCP协议RTP（Real-timeTransportProtocol）是Internet上针对多媒体体数据流的一一种传输协议议，工作在一一对一或一对对多的传输模模式下；RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）是与RTP对应的实时传传输控制协议议，提供媒体体同步控制、、流量控制和和拥塞控制等等功能。当应用程序开开始一个RTP会话时将使用用两个端口：：一个给RTP，一个给RTCP。RTP和RTCP配合使用，能能以有效的反反馈和最小的的开销使传输输效率最佳化化，因而特别别适合传送网网上的实时数数据。618.4.3RTSP协议RTSP（RealTimeStreamingProtocol）实时流协议议是由RealNetworks和Netscape共同提出的，，该协议定义了了应用程序如如何有效地通通过IP网络在一对多多模式下传送送多媒体数据据的方法。因此，RTSP是一个应用级级协议，在体体系结构上位位于RTP和RTCP之上，通过使使用TCP或RTP完成数据传输输。RTSP建立并控制一一个或几个时时间同步的连连续流媒体，，充当多媒体体服务器的网网络远程控制制功能，所建建立的RTSP连接并没有绑绑定到传输层层连接（如TCP），因此，，在RTSP连接期间，，RTSP用户可打开开或关闭多多个对服务务器的可靠靠传输连接接以发出RTSP请求。628.4.4RSVP协议RSVP(ResourceReserveProtocol)是运行于Internet上的资源预预订协议，，通过建立立连接，为为特定的媒媒体保留资资源，提供供QoS服务，从而而满足传输输高质量的的音频、视视频信息对对多媒体网网络的要求求。RSVP运行在TCP/IP层次中的传传输层，是是一个控制制协议。RSVP涉及到发送送者、接收收者和主机机或路由器器。具体预预留过程如如图8-11所示。638.5流媒体技术术8.5.1流式传输的的基础流媒体是指在Internet／Intranet中使用流式传传输技术的的连续媒体体，如音频、、视频或其其他多媒体体文件。流媒体在播播放前并不不下载整个个文件，只只将开始部部分内容存存人内存，，流式媒体体的数据流流随时传送送随时播放放，只是在在开始时有有一些延迟迟。实现流媒媒体的关键键技术就是是流式传输，具体方法法有实时流式传传输和顺序流式传传输两种。641、顺序流式式传输顺序流式传传输(ProgressiveStreaming)是顺序下载载，在下载载文件的同同时用户可可观看在线线媒体，在在给定时刻刻，用户只只能观看已已下载的那那部分，而而不能跳到到还未下载载的前头部部分；顺序流式传传输比较适适合高质量量的短片段段，如片头头、片尾和和广告；顺序流式文文件是放在在标准HTTP或FTP服务器上，，易于管理理，基本上上与防火墙墙无关。652、实时流式式传输实时流式传传输(RealtimeStreaming)能保证媒体体信号带宽宽与网络连连接的匹配配，实现实实时观看，，支持随机机访问，用用户可快进进或后退以以观看前面面或后面的的内容。实实时流式传传输与顺序序流式传输输不同，它它需要专用用的流媒体体服务器与与传输协议议。必须匹配连连接带宽，，这意味着着在以调制制解调器速速度连接时时图像质量量较差。当当网络拥挤挤或出现问问题时，视视频质量很很差。需要特定服服务器提供供服务功能能。允许用用户对媒体体发送进行行更多级别别的控制，，因而系统统设置、管管理更复杂杂。需要特殊网网络协议，，如RTSP或MMS。意味着在在有防火墙墙时会出现现问题，导导致用户不不能看到一一些地点的的实时内容容。663、流式传输输的技术原原理如图8-12所示，流式传输的的过程描述述如下：67流式传输过过程：用户通过浏浏览器选择择某一流媒媒体服务后后，Web浏览器与与Web服服务器之间间使用HTTP/TCP交换换控制信息息，以便把把需要传输输的实时数数据从原始始信息中检检索出来；；客户机上的的Web浏浏览器启动动A/V播播放程序序，使用HTTP从从Web服服务器检索索相关参数数对播放程程序初始化化。这些参参数可能包包括目录信信息、A/V数据的的编码类型型或与A/V检索相相关的服务务器地址等等。A/V播放放程序及A/V服务务器运行实实时流控制制协议(RTSP)，以交换换A/V传传输所需的的控制信息息。RTSP提供了了操纵播放放、快进、、快倒、暂暂停及录制制等命令的的方法。A/V服务务器使用RTP/UDP协议议将A/V数据传输输给A/V播放器，，当A/V数据抵达达客户端，，A/V播播放器即可可播放。688.5.2流媒体播放放方式1、单播2、组播3、点播与广广播698.5.3智能流技术术1、智能流技技术的两种种途径智能流技术术通过协调调带宽来自自动适应流流的变化，，具体有两两种途径：：1）确立一个个编码框架架，允许不不同速率的的多个流同同时编码，，合并到同同一个文件件中；2）采用一种种复杂客户户/服务器机制制探测带宽宽变化。702、RM智能流技术术的实现方方法RM智能流是将将不同速率率下的媒体体数据分别别编码并保保存在同一一文件中的的，此文件件称为智能能流文件。。当客户端端发出请求求，媒体服服务器根据据客户带宽宽将智能流流文件相应应部分传送送给用户。。因此，，RM智能流的实实现方法总总结如下：：1）对所有连连接速率环环境创建一一个文件；；2）在混合环环境下以不不同速率传传送媒体；；3）根据网络络变化，无无缝切换到到其他速率率；4）关键帧优优先，音频频比部分帧帧数据重要要；5）向向后后兼兼容容老老版版本本RealPlayer。718.5.4流媒媒体体文文件件格格式式流媒媒体体文文件件经经过过特特殊殊编编码码，，使使其其适适合合在在网网络络上上边边下下载载边边播播放放，，而而不不是是等等到到下下载载完完整整个个文文件件才才能能播播放放。。具具体体编编码码过过程程如如图图8-13所示示。。提供供流流技技术术支支持持的的主主要要有有MicroSoft公司司、、RealNetworks公司司和和Apple公司司，，对对应应的的流流媒媒体体文文件件格格式式分分别别为为ASF、RealMedia和MOV。721、ASF流格格式式ASF（AdvancedStreamFormat）是是Microsoft公司司定定义义的的流流格格式式，，音音频频、、视视频频、、图图像像以以及及控控制制命命令令脚脚本本等等多多媒媒体体信信息息通通过过这这种种格格式式，，以以网网络络数数据据包包的的形形式式传传输输，，实实现现多多媒媒体体信信息息的的流流式式传传输输。。它它是是WindowsMedia的核核心心。。ASF最大大优优点点就就是是体体积积小小，，适适合合网网络络传传输输，，使使用用微微软软公公司司的的最最新新媒媒体体播播放放器器（（MicrosoftWindowsMediaPlayer）可可以以直直接接播播放放ASF文件件。。ASF文件件中中可可以以带带有有命命令令代代码码，，用用户户指指定定在在到到达达视视频频或或音音频频的的某某个个时时间间后后触触发发某某个个事事件件或或操操作作。。732、RealMedia流格格式式RM（RealMedia）是RealNetworks公司司开开发发的的一一种种新新型型流流式式视视频频文文件件格格式式，，内内容容包包括括视视频频信信息息和和同同步步伴伴音音信信息息，，可可以以不不同同的的传传输输速速率率在在网网上上传传输输，，使使用用Realplayer播放放器器播播放放。。事实实上上，，RM流是是一一个个体体系系，，除除了了视视频频流流（（RealVideo）之之外外还还包包括括RealAudio和RealFlash两类类文文件件。。其其中中RealAudio用来来传传输输接接近近CD音质质的的音音频频数数据据，，而而RealFlash则是是RealNetworks公司司与与Macromedia公司司新新近近合合作作推推出出的的一一种种高高压压缩缩比比的的动动画画格格式式。。743、QuickTime流格格式式MOV（代代表表QuickTime格式式））是是Apple公司司开开发发的的一一种种流流文文件件格格式式，，提提供供通通过过Internet播放放实实时时的的数数字字化化信信息息流流、、工工作作流流与与文文件件的的功功能能。。QuickTime为多多种种流流行行的的浏浏览览器器软软件件提提供供了了相相应应的的QuickTimeViewer插件件（（Plug-in），能能够在在浏览览器中中实现现多媒媒体数数据的的实时时回放放。QuickTime的自动动速率率选择择功能能使用用户通通过调调用插插件播播放MOV文件时时，能能够自自己选选择不不同的的连接接速率率下载载并播播放。。此外，，QuickTime还采用用了一一种称称为QuickTimeVR的虚拟拟现实实技术术，用用户只只需通通过鼠鼠标或或键盘盘，就就可以以观察察某一一地点点周围围360度的景景象，，或者者从空空间任任何角角度观观察某某一物物体。。75本章小小结本章较较为系系统地地介绍绍了多多媒体体网络络通信信的相相关概概念，，包括括多媒媒体数数据流流的基基本特特征、、多媒媒体网网络通通信的的性能能需求求、多多媒体体通信信网络络以及及多媒媒体通通信网网络的的QoS等，重重点介介绍了了多媒媒体网网络环环境、、网络络交换换与接接入技技术、、多媒媒体通通信协协议、、流媒媒体技技术等等内容容。较较为系系统地地反映映了多多媒体体网络络与通通信技技术的的基本本内容容。通过本本章学学习，，应了了解或或掌握握以下下基本本思想想和内内容：：1）多媒媒体信信息流流具有有与普普通数数据流流不同同的特特征，，主要要表现现在比比特率率可变变性、、时间间依赖赖性、、双向向信道道等三