《多媒体通信》第1章 绪论

《多媒体通信》

西安电子科技大学通信工程学院第一章绪论关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体通信协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论第一章绪论关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体通信协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论一、关于本课程关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论二、基本概念2.1媒体的种类与性质媒体（Media）存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘等信息的载体：文本、声音、图形、图像、动画、视频等媒体的种类(1)按计算机处理数据的形式来划分：文本(Text)符号

(Symbol)图形(Graphics)图像(Image)动画(Animation)音频

(Audio)视频(Video)感觉媒体(PerceptionMedium)1与人类感觉器官相关的一类媒体，如：图像、图形、视频、文字、符号、压力、味道等表示媒体(RepresentationMedium)2用于数据交换的编码类媒体，如：图像编码、视频编码、声音编码、文本编码等显示媒体(PresentationMedium)3用于信息输入和输出的媒体，如：键盘、鼠标、摄像头、话筒、显示器、打印机、耳机等存储媒体(StorageMedium)4用于信息存储的媒体，如：内存、硬盘、软盘、光盘、U盘、磁带等传输媒体(TransmissionMedium)5用于承载或传输信息的媒体，如：双绞线、同轴电缆、光纤、无线链路等(2)按承载信息的方式来划分：(3)从人机交互的角度来划分：视觉类媒体听觉类媒体触觉类媒体活动媒体抽象事实媒体多媒体（Multimedia）的含义所谓多媒体，是相对单媒体而形成的概念，是指把多种不同的媒体（如文字、声音、视频等）综合集成在一起而产生的一种存储、传播和表现信息的全新载体。然而，现在提起多媒体，不仅仅在于多媒体信息本身，而主要是指处理和应用它的一套技术，特别是指利用计算机技术处理和应用多媒体信息的技术。多媒体的关键特性信息载体的多样化多媒体的交互性多媒体的集成性2.2多媒体通信多媒体通信（MultimediaCommunications）多媒体通信是指能够提供多媒体信息传输的通信过程；传输信息的主体是多媒体信息，及其组合；是多媒体技术、计算机技术、通信技术、网络技术等相互结合和发展的产物。多媒体通信的关键特性集成性交互性同步性多种媒体的集成多种技术的集成用户对通信的全过程有完备的交互控制能力电视vsVOD在多媒体终端上显现的图像、声音和文字是以同步方式工作的通过网络传送的多媒体信息必须保持它们在时间上或事件之间的同步关系关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论三、多媒体通信

业务与技术3.1多媒体通信业务ITU-T制定的F.700系列标准中，对现有的或即将开展的音像和多媒体业务作出了明确定义，形成了音像和多媒体业务的标准架构。/rec/dologin_pub.asp?lang=e&id=T-REC-F.700-200011-I!!PDF-E&type=itemsITU-TF.700:FrameworkRecommendationsformultimediaservices(2000-11)会议型业务（ConferenceServices）1多点、双向；视频会议会话型业务（ConversationServices）2点到点、双向；可视电话分配型业务（DistributionServices）3点对多点，单向；广播式视听会议检索型业务（RetrievalServices）4点到点、单向；多媒体图书馆采集型业务（CollectionServices）5多点到一点，单向；远程监控消息型业务（MessageServices）6点到点、单向；多媒体信息3.2多媒体通信的服务质量服务质量(QualityofService,QoS)用来衡量应用系统提供服务的良好程度已成为衡量通信质量或者网络性能好坏的通用技术规范QoS用参数的形式来描述这些参数具有客观值或主观值一般来说，QoS的客观值通常是一组描述系统行为的参数，如峰值速率、差错率、时延抖动等；而主观值通常是一组描述系统服务性能的参数，如优先级、访问权限。吞吐量（Throughput）指有效的网络带宽，为物理链路的传输速率–传输开销它是一种静态的参数，反应了网络负载的情况在许多情况下，将额外开销忽略不计，将传输速率直接当成吞吐量：讨论：一些典型的多媒体业务对吞吐量的要求差错率（ErrorRate）反映了网络传输的可靠性BER：BitErrorRateFER：FrameErrorRatePER：PacketErrorRate不同的物理信道，差错率不同与噪声、干扰、失真、衰减、多径等有关系时延（Delay）传播时延（PropagationDelay）端到端传输一个bit所需要的时间，和光速有关传输时延（TransmissionDelay）将一个数据包的数据，全部发送到链路上的时间处理时延（ProcessingDelay）在IP网络中，指的是路由器处理包头（PacketHeader）的时延排队时延（QueuingDelay）数据包在网络节点中的排队时延演示DT=N/RN:包长度R:传输速率端到端时延(End-to-EndDelay)时延抖动（Jitter）描述了时延的变化程度，即不同数据分组时延之间的差别对音、视频业务的影响比较大多媒体对象最大延时/s最大时延抖动/ms平均吞吐量/(Mbit/s)可接受的误码率语音0.25100.064<10-1图像1-2~1010-4视频(TV品质)0.251010010-2压缩视频0.2512~1010-6数据(文件传送)1-1~1000实时数据0.001~1-<100多媒体通信中部分媒体的QoS参数3.3多媒体通信的关键技术多媒体信息获取与显示技术多媒体数据压缩技术多媒体信息存储技术多媒体数据库及其检索技术多媒体信息交换与同步技术多媒体网络与终端技术分布式多媒体信息处理技术移动多媒体与流媒体传输技术多媒体通信协议与标准化关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体通信协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论四、多媒体通信

协议与标准4.1国际标准化组织与机构ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部,

InternationalTelecommunicationUnion)ITU-R(国际电信联盟-无线电通信部)ISO(国际标准化组织,

InternationalOrganizationforStandardization)IEC(国际电工委员会,InternationalElectrotechnicalCommission)电信和信息标准化组织论坛与工作组NMF(网络管理论坛,NetworkManagementForum)IETF(因特网工程任务组,

InternetEngineeringTaskForce)3GPP、3GPP2(第三代合作伙伴计划,

3rdGenerationpartnershipProject,)DAVIC(数字视听委员会,

DigitalAudioVideoCouncil)4.2通信协议与标准协议(Protocol)

:对等实体用来交换数据的规程不同的通信网络、系统、终端可能有不同的协议和标准公共协议和标准专用协议和标准

实时多媒体通信协议RTP(Real-timeTransferProtocol)RTCP(Real-timeTransferControlProtocol)RTSP(Real-timeStreamingProtocol)支持基于IP网络的多媒体通信业务运行于UDP之上提供实时特征数据的一对一或一对多服务作为RTP协议的控制协议与RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务定义了如何有效地通过IP网络传送多媒体数据在体系结构上位于RTP和RTCP之上，使用TCP或RTP完成数据传输RSVP(ResourceReservationProtocol)能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS解决IP网络无QoS的问题运行于IP层之上，属于传输层协议多媒体通信系列标准适用于传输系统、媒体数字系统和网络的G.7xx系列标准适用于试听及多媒体通信系统的H系列标准G.711、G.723、G.729H.323、H.248、H.263、H.264关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体通信协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论五、多媒体通信网络

及其发展现代电话网络早期的电话网络5.1通信网络演进简单的异步通信使用数据链路控制协议实现计算机之间的通信分组交换计算机网络模拟有线电视网络光纤主干的数字广播无线局域网移动通信网蜂窝模型电信网广播电视网互联网实时通信电路交换大容量视频信号广播信道，非对称TCP/IP分组交换历史：三网分离演进路径：分组交换电信网分组交换替代电路交换即时通信替代实时通信：VoIP技术广播电视网视频点播IP多播STB互联网移动互联网应用层组网化信息网络分层、分域现状与趋势电信网广播电视网互联网全IP化传输网核心网业务网分组交换一切统一于数据通信业务在应用层实现通信与计算机领域高度合并现状与趋势传输网提供灵活的接入和传输服务基于IP融合，全IP网络移动互联网，随时随地接入核心网提供公共的业务服务标准化中间层网络业务网业务边缘化面向服务的体系架构综合化全IP化带来的变化业务综合化在单一平台上可以集成话音、视频和数据业务服务集成化业务更易于集成，不同的解决方案，不同的厂商，不同的业务可以集成到同一个系统移动位置无关性网络接入与业务接入独立，业务接入与位置无关业务与网络分离业务交换与传输交换的分离业务提供商与网络提供商分工的改变业务的发展前所未有的简单、自由，因此迅猛发展IP多媒体通信系统业务网核心网电话网电视网互联网无线移动网基于IP的核心网连接到多个接入网提供合并的服务服务有线和无线用户5.2多媒体通信主要技术业务网技术视频业务可视电话、视频点播话音业务IP电话、呼叫中心数据业务文件传送、即时消息/出席状态、发布订阅远程共享多媒体会议电子白板、远程协助会议组织、协作、控制终端技术全IP网络中，终端技术扮演更重要的角色网络傻瓜化，功能从网络核心迁移到网络边缘终端智能化，功能上移，从网络层迁移到应用层终端功能采集/显示：设备驱动操纵通信：人机界面、工作流、应用控制数据压缩/解压缩，信道编码数据控制：信令控制、媒体控制纠错，消除抖动，丢包补偿通信传输：应用层传输协议UDT、RTP数字表示中存在的问题：数据量庞大音频：高质量音频信号需要约1.5Mbit/s.高清视频：1920x1080象素，24bit，60f/s，2.78Gbit/s，1小时视频：1251GB压缩编码压缩的必要性通信挑战：对有限带宽资源的挑战，信息不加压缩无法通信存储挑战：存储的花费仍然不便宜压缩的可行性-感知冗余和表示冗余相邻象素。序列图像。音频：人耳听不到，没有用，感知冗余统计冗余：文档中的冗余核心网技术组网技术穿越NAT防火墙网络负载均衡：P2P、用户中继、CDN、云计算可靠运营：服务器可靠性技术媒体中继服务系统构成技术连接控制：为用户选择合适的登录点用户归属控制：服务控制、业务签约控制业务控制：选择执行用户请求的服务器网络安全：授权、鉴权、证书管理、不可抵赖、加密/解密、密钥管理关于本课程基本概念多媒体通信业务与技术多媒体通信协议与标准多媒体通信网络及其发展多媒体通信体系结构讨论六、多媒体通信

体系结构协议体系结构应用/业务(文件/话音/视频/会议/邮件/远程共享）媒体流编解码协议H.264/iLBC/G.729RTP信令/协议DNSRTCPSIP/XMPPHTTPUDPTCPIP