多媒体通信在各种网络上的实现

多媒体技术发展及其应用MultimediaTechniqueDevelopingandApplication上海交通大学芯片与系统研究中心郑世宝教授2002年7月3日5/7/20231SJTUICSRC多媒体技术概念多媒体技术发展历程Internet与多媒体DTV与多媒体多媒体网络及技术关键结语内容提纲5/7/20232SJTUICSRC

Multimedia:

Video,Audio,Speech,Games,Image,Pictures,

多媒体

Teletex

广义多媒体：集图象、声音、文字于一体的通信

狭义多媒体：集成实时视频、音频和数据的通信

计算机多媒体：Windows和Web浏览器，download应用

通信多媒体：Videophone/VideoConference,DistantLearning

广播多媒体：DigitalTV1.多媒体的概念5/7/20233SJTUICSRC两大分支:2.多媒体的发展历程电信多媒体ITU-T广播多媒体ITU-R，DAVIC5/7/20234SJTUICSRC电信多媒体的组成2.多媒体技术发展历程

(1)电信多媒体用户CCodec通信网络(DDN)Codec用户A用户B用户管理服务器多点服务器ICP/ISP5/7/20235SJTUICSRC电信多媒体的特点：2.多媒体技术发展历程

(1)电信多媒体终端是双向对称的可以是点对点的通信——可视电话可以是点对多点的通信——会议电视

可以是多点对多点的通信——网上讨论交换网5/7/20236SJTUICSRC电信多媒体的发展历史ITU-T

2.多媒体技术发展历程

——电信多媒体-模拟会议电视-数字会议电视-国际统一标准的数字会议电视5/7/20237SJTUICSRC广播多媒体的组成2.电信多媒体技术发展历程

——广播多媒体EncoderEncoderInternetMUXmodRC广播前端HFC网络DBS网DTTB网STBTVPCInternet广播网络消费者5/7/20238SJTUICSRC广播多媒体的特点终端分为前端和用户终端，单向或非对称双向分配网非对称点对多点可条件接收下载应用服务点播2.电信多媒体技术发展历程

——广播多媒体5/7/20239SJTUICSRC广播多媒体的发展历史传统广播电视图文电视双向HFCDTV(DVB)DAVIC,ISO/IEC,ITU-R,DVB,ATSC2.电信多媒体技术发展历程

——广播多媒体5/7/202310SJTUICSRC多媒体通信系统一般构成3.Internet与多媒体5/7/202311SJTUICSRC多媒体业务与适应的网络3.Internet与多媒体5/7/202312SJTUICSRCInternet与IPv4,IPv63.Internet与多媒体5/7/202313SJTUICSRC附注：

3.Internet与多媒体第一层：物理层---TDDH，SDH，SONET第二层：链路层---PPP，PMP，ATM，LANE，Subnet第三层：网络层---路由器，IP,IPv4,IPv6第四层：传送层---DDP,TCP第六层：表示层---H.25X,G7XX第七层：应用层---AV1DATA,TC&M5/7/202314SJTUICSRCIPv4的问题3.Internet与多媒体–地址分配不便：IPv4是采用手工配置的方法来给用户分配地址，这不仅增加了管理费用，而且无法为那些需要IP移动性的用户提供更好服务。–地址资源行将枯竭：IPv4提供的IP地址位数是32位，也即1亿个左右的地址。实际使用中，还要去除网络地址、广播地址、划分子网的开销、路由器地址、保留地址等等，最后有效的地址数目比可用的地址总数还要低。随着连接到Internet上的主机数目的迅速增加，有预测表明，所有IPv4地址将在2005～2010年间分配完毕。–路由表越来越大：由于IPv4采用与网络拓扑结构无关的形式来分配地址，所以随着连入网络数目增加，路由器数目飞速增加，相应地，决定数据传输路由的路由表也就不断加大。庞大的路由表不仅增加了路由器的工作量，而且降低了Internet服务的稳定性。5/7/202315SJTUICSRC3.Internet与多媒体IPv6------

穷极想象力与IPV4相比较，IPV6较好地解决了上面提到的众多问题。具体如下:–IPv6将现有的IP地址长度扩大到128位，使地址数量大大增加。形象地说，对于地球的每平方米都将有超过1000个IPv6。这将极大地满足那些伴随着网络智能设备的出现而对地址增长的需求，例如个人数据助理(PDA)、移动电话(MobilePhone)、家庭网络接入设备(HAN)等。–主机自动配置IP地址和网络参数。IPv6继承了IPv4的DHCP自动配置服务。主机从DHCP服务器租借IP地址并获得有关的配置信息（如缺省网关、DNS服务器等），由此达到自动设置主机IP地址的目的。5/7/202316SJTUICSRC3.Internet与多媒体

—IPv6–IPv6对安全机制的增强可以简化安全虚拟专用网（VPN）的实现。为了加强Internet的安全性，防止诸如企业或机构网络遭到攻击、机密数据被窃取等不幸事件的发生，Ipv6中包含了一套用于保护IP通信的IP安全协议（IPSec）。IPSec是IPv6的一个组成部分，也是IPv4的一个可选扩展协议。–IPv6提供更好的服务质量(QoS)。IPv6除了可以有效的解决互联网网络地址的危机外，而且在提升互联网网络性能方面有了很大的提高。在IPv6中提供了对QoS的支持。在IPv6分组的头部中定义了两个重要参数：业务类别字段和流标示字段。业务类别字段将IP分组的优先级分为16个等级。对于那些需要特殊QoS的业务，可在IP数据包中设置相应的优先级，路由器根据IP包的优先级来分别对这些数据进行不同的处理。数据流标志位用于定义任意一个传输的数据流，以便网络中所有的节点能对这一数据进行识别，并作特殊的处理。5/7/202317SJTUICSRC–大分组的传送更容易。

IPv6将支持包长可达四兆字节的分组，并可确保IPv6能够在任意的传输媒体上达到对可用带宽的最隹利用。3.Internet与多媒体

—IPv6–IPv6支持组播功能。组播是一种可将信息传递给所有已登记了欲接收该消息的主机的功能，此功能可同时传递数据给大量的用户，传递过程只会占有一些公共或专用带宽开销而不会浪费带宽在整个网络里广播。IPv6还包含了一些限制组播消息传递范围的一些特性，这样，组播消息可以被局限在一个特定的位置，区域，公司或其它约定范围，从而减少了带宽的使用并可提供安全性。–提供具有服务质量的图像和其它实时业务成为可能。利用必选的RSVP功能，用户可在沿源点到目的地的路由器上预留带宽。5/7/202318SJTUICSRCIPv6对流的支持3.Internet与多媒体

–在多媒体应用日益广泛的今天，因特网提供对多媒体的支持将有重大意义。多媒体的一般特点是带宽要求高、持续时间长。为此引入流的概念简化因特网对多媒体的处理。流是特定源和目的地间的报文序列，源要求中间路由器对这些报文进行特殊处理。一般来说，路由器收到流中报文后，根据流标识符查找路由器中保存的流上下文，对流中的报文进行同样的处理，加快了报文处理速度。–IPv6在设计之初就考虑了对流的支持。IP头的格式里，有专门的20bit流标签域。主机发送报文时，如果需要把报文放到流中传输，只需在流标签里填入相应的流编号。否则在流标签里填零就作为一般的报文处理。路由器收到流的第一个报文时，以流编号为索引建立处理上下文，流中的后续报文都按上下文处理。5/7/202319SJTUICSRC–IPv6同时定义了流的优先级，分别支持不同的业务需求。但是从目前的研究发现，优先级的使用会导致拥塞。要保持网络的可用性，一方面流应该根据网络状态进行自适应调节，方法是采用自适应信源编码、完善冗P的功能；另一方面，路由器要对流实施监控，采用公平队列之类的技术，维护网络资源使用的公平性。对多媒体的支持是一个复杂的技术，它需要主机和路由器的相互作用。3.Internet与多媒体

—IPv6对流的支持5/7/202320SJTUICSRCRTP(馒Rea浪l-ti周meT条rans社port蔬Pro营toco牢l)3.I躬nter仔net与妻多媒体–一对一补或一对掏多的传皮输。–提供时顷间信息笑，实现赏流同步晨。–通常使籍用UD贴P传送醉数据，功也可以绣在TC齐P或A档TM等述其他协汪议之上冬工晋作。–依靠R检TCP亿(实时茂传输控梅制协议圾)提供返流量控云制或拥钩塞控制毕。RTCP益包中含有不已发送的攀数据包的侍数量、丢冤失的数据隔包的数量舅等统计资坝料，服务叉器可以利灭用这些信瓜息动态地摩改变传输封速率，甚筒至改变有运效载荷类建型。–RTP和江RTCP郑配合使用烦，能以有羽效的反馈击和最小的先开销使效煎率最佳化掏，因而特射别适合传早送网上的多实时数据目。4/28嘴/202单321SJTU夏IC有SRCRTSP魔(Re陆alT孙ime棋Stre喂amin查gPr惜otoc图ol)3.I衬nter短net与点多媒体葬—IPv6沈对流的支木持–目纺的◊控绍制多个彼数据发婚送连接◊为啄选择发赖送通道摄，如U谊DP、理组播U秤DP与芳TCP稀，提供艇途径◊为选虫择基于R抖TP上发橡送机制提傲供方法–支持五的操作◊从媒捎体服务器陆上检索媒久体◊媒嘉体服务尚器邀请洁进入会去议◊将让媒体加悠到现成抹讲座中4/2托8/2闸02322SJT稼U厚ICS意RC3.结Int葵ern冠et与足多媒体队—IPv吓6对流秀的支持详——RTSP–特孔点◊可扩物展性-直---盟新方法和杨参数很容搜易加入R照TSP◊易解卖析--喝--R贱TSP秋可由标准弦HTTP街或MIM吗E解析器魄解析◊安拘全-仰---蚀RT乱SP兆使用网坟页安全筝机制◊独事立于传贴输-和---浸RT健SP毒可使用澡不可靠鸦数据报牙协议(箭UDP深)、可沃靠数据堤报协议逼(RD撤P)，倚如要实呀现应用男级可靠像，可使符用可靠忽流协议◊多服奇务器支持触---摧-每个梢流可放在册不同服务批器上，用秆户端自动晋同不同服砌务器建立呼几个并发炕控制连接询，媒体同武步在传输匀层执行◊记型录设备酬控制郊---逼-协柱议可控程制记录聚和回放贸设备◊流刮控与会葡议开始庄分离铁---督-仅害要求会顷议初始薄化协议敞提供，与或可用说来创建钩唯一会殿议标识煎号。特奥殊情况据下，S致IP或顷H.3站23可用来邀键请服务器庙入会4/2茄8/2养02323SJT灾U若ICS盐RC3.I洗nter球net与前多媒体坟—IPv6愤对流的支伏持洒—怎—RTS践P特裙点◊适旦合专业群应用逗---鞠-通晴过SM两PTE眉时标，核RTS徒P支持驴帧级解精度，敌允许远拒程数字辟编辑◊演示岗描述中立活---投-协议桌没强加特雪殊演示或趋元文件，炸可传送所零用格式类洽型；然而废，演示描仁述至少必杠须包含一捏个RTS客PUR壶I◊代理狭与防火墙欠友好--封--协醋议可应用吐和传输层说防火墙处棚理。防火飞墙需要理歼解SET宣UP方法告，为UD暮P媒体流碎打开一个庸“缺口”◊HT送TP友好或---填-RT避SP采用奴HTTP气观念，使匀现在结构过都可用。容结构包括陆Inte贼rnet撤内容选择咳平台(P冷ICS)仪。由于在涨大多数情逮况下控制躺连续媒体荡需要服务欧器状态，裳RTSP获不仅仅向正HTTP竹添加方法◊适星当的服填务器控牲制-扯---虎如用葱户启动拌一个流湖，他必倚须也可郊以停止潜一个流◊传输武协调-朽---瓣实际处理获连续媒体我流前，用蛙户可协调谁传输方法◊性能冷协调-竿---葱如基本特龟征无效，血必须有一厨些清理机予制让用户箭决定那种岁方法没生虽效。这允条许用户提医出适合的怖用户界面4/28战/202刘324SJTU岗IC职SRC结论：弊只能是但尽力而数为的服货务3.赖Int适ern锻et与鸽多媒体–延誉时问题–拥道塞问题–丢包勾问题4/28商/202尤325SJTU犁IC卡SRC4.D庭TV与猫多媒体DTV的发展–VC否D/继DVD侨/EV梦D–AT积SC–D六VB–I内SDB–C诊DTV4/28回/202串326SJTU魄IC晶SRC4.购DTV傅与遭多媒体数字电静视广播朽提供的堡服务–SD妹TV、H鼓DTV–D快ata壮Br欣oad牺cas霉tin径g–V沾OD饰/S眼OD4/2颈8/2典02327SJT玩U粥ICS婆RC4.D越TV与赤多媒体结论：跳只能是携按需点丛播的服袄务–上翻传信道尘/教网络问坑题–服隆务的问猎题–条熊件接收芬与用户始管理问辨题–网巷络管理匠问题4/2殖8/2罢02328SJTU垮IC遗SRC5.多开媒体网育络IP网的缺陷DTV网的缺歪陷4/28最/202迅329SJT岔U