多媒体通信技术- 多媒体通信网络技术

第6章多媒体通信网络技术6.1多媒体通信对通信网的要求6.2现有网络对多媒体通信的支撑情况6.3宽带综合业务数字网（B-ISDN）6.4基于IP的宽带多媒体通信网络6.5多媒体通信的实时通信协议练习与思考题

6.1

多媒体通信对通信网的要求多媒体通信对通信网络的要求是相当高的。它要求实现一点对多点，或者多点对多点的实时不间断的信息传输。例如，在复杂的多媒体会议系统中，参与者能够随时加入或退出，能够实现分组开小会、任意两个与会者之间的信息传递等复杂功能。在多媒体通信系统中，在网络上运行的不再是单一的媒体，而是多种媒体综合而成的一种复杂的数据流。在这些媒体中，有速率低至几百比特的文本信息，也可能有速率高达数百兆比特的高清晰度电视信息。如何处理好速率相差如此悬殊的信息，这就对通信网提出了相当高的要求，它不但要求网络对信息具有高速传输能力，还要求网络对各种信息具有高效综合能力，这些能力归纳起来有四点。

1．吞吐要求网络的吞吐量就是它的有效比特率或有效带宽，即传输网络物理链路的比特率减去各种额外开销。为了简便，在许多情况下直接把吞吐量看成与系统的比特率相等，而实际吞吐量可能比这个值要小。除上述各种额外开销外，还有一些其他因素影响网络的吞吐量，如网络拥塞、瓶颈、缓冲区容量、流量控制、节点或线路故障等。多媒体通信对网络的吞吐需求具体有以下三个方面：(1)传输带宽要求。由于多媒体传输由大量突变数据组成，并且常包括实时音频和视频信息，所以对于传送多媒体信息的网络来讲，它必须有充足可用的传输带宽来完成多媒体信息的传送，这同时也意味着网络必须具备成倍处理这类信息资源的能力。在通信拥塞时，有效带宽的不足常常导致端到端延迟的增加及分组的丢失。同时多媒体通信业务通过网络传输时，其带宽要求与通信质量密切相关，通常高带宽意味着高质量，但高带宽也意味着高成本和高代价，实践中一般根据不同的应用环境采取带宽与质量的折中方案。不同的媒体对通信网的速率要求有所不同，但一个多媒体应用往往要涉及两个以上的媒体，并常以图像数据（数据量大）为核心，故多媒体网络至少要能满足压缩图像传输的要求。(2)存储带宽的要求。在吞吐量大的网络中，接收端系统必须保证有足够的缓冲空间来接收不断送来的多媒体信息。另外，缓冲区的数据输入速率也必须足够大，以便容纳从网络不断传来的数据流。这种数据输入速率有时被看作缓冲区存储带宽。(3)流量要求。多媒体通信网络必须能够处理一些诸如视频、音频信息之类的冗长信息流，简要来讲，就是网络必须有足够的吞吐能力来确保大带宽信道在延长的时间段内的有效性。例如，如果用户要发送流量为30Gbit的信息流，而网络只提供给用户1.5Mb/s的吞吐能力及5s的时间片是肯定不够的。但是如果网络允许用户持续不断地使用这个1.5Mb/s的信道，则这个流量要求就能够得以满足，如果网络在任何时刻都存在许多数据流，那么该网络的有效吞吐能力就必须大于或等于所有这些数据流的比特率的总和。

2．实时性和可靠性要求多媒体通信的实时性要求，除了与网络速率相关，还受通信协议的影响。在多媒体通信中，为了获得真实的临场感，一般对实时性的要求都很高，即对传输的时延要求越小越好。例如，语音和图像可以接受的时延都要求小于0.25s，静止图像要求小于1s。在分组交换中，组与组之间的延时小于10ms时图像才有连续感。由于多媒体应用在一定程度上是允许传输网络存在错误的，因此若要精确地量化表示多媒体网络的差错控制要求是困难的，容许错误存在的原因是源于人类感知能力的局限，比如，一个冗长的视频流中个别组块出了错，这种错误通常人眼是感觉不到的。音频传输同样也会出现类似情况，但是人的视觉和听觉对这类错误的容忍程度则不同。同时由于在多媒体通信系统中对所传输的信息大都采取了压缩编码的措施，为了获得高的可靠性，对网络误码性能的要求也很高。如压缩的活动图像，可接受的误码率应小于10-6，误分组率应小于10-9；对于数据的误码则要求为0。不同阶媒体毕对通锡信网辈的要耽求见平表6扰.1-1所较示。谦为哄了满泡足多专媒体惨通信纷要求宪，死网络蚂要能白满足岩这些貌参数扮的不党同组乱合。刷表6兰.1-1不同棵媒体倡对通唤信网巩的要乡丰求3.怖时底空约咏束在多拔媒体点通信守系统老中同让一对肯象的典各种星媒体编之间丹是相割互约勾束、御相却互关付联的苏，替它包州括空加间上啦和时别间上孤的关乒联及怖约束解，唤多媒债体通沈信系着统必手须正晌确反呈映它绣们之惨间的谱这种捧约束剑关系签。台而信尖息传计输又需具有狭串行学性，些这刘就要较求采五取延况迟同涛步的描方法旨进行侦再合当成，踢包腾括时玩间合期成、严空俊间合麻成以术及时廊空同等步等荐三个晓方面侧。术时间忘合成沿将在船时间蜂轴上本统一劈燕原来涝属于若同一蔽时间粒轴上书各类笼媒体个的时原序，及使仙其能明在时艰间上碎正确济表现晴；凤空间乖合成猜则是悔指在积空间泡上媒藏体的汤排放梅位置膝，惧最后赌使时叛间空添间统雷一成稳正确喝的表汇现。通过浩时间期上的影合成圆、告空间貌上的尸合成剖，换达到陕多种寒媒体呆的时物空一送致的芦目的拘。猛目前神，拳在视恭频、室音搅频系斥统中糕，脸主要亩的约殃束还供是时由间上匠的同蛛步，举实见时情信况下廉，林网络飞必须炎以最幅小的河延迟还来传司输视柴频、第音饼频信雨息流核，懒并且电必须护同时果到达枪，压然而朋，盐借助蛾于缓授冲区赠技术路，篮未必耐绝对部要求绘并行挡的音徐频和忌视频远流同碎时抵胶达，廉当妨两数其据流剪基本旱上同卖时到终达时交，侨我们皆就把朋它们萝称作咳是同宏步流蓬。敬4.殿分猪布处趁理要侨求从用舞户角驱度出洽发，症对纵通信这网期喷望是严高速奶率和警高带乐宽、校多阅媒体撒化、健个饿人通持信、日可嗽靠和柄保密妙、秀智能雅化等声诸多因方面掩。拍从技给术角执度出相发，兄未厚来通欣信是外多网某合一粉，积业务窄综合虑和多草媒体薪化是因其发芹展重怨点，漆但骡目前堂的现穗状是心多网绑共存暴（如在电话季网、北计舅算机恳网、哀广纺播电牲视网颂等）墨，医媒体让各异浮（声碧、逢图、运文说等）俭，赠必须开针对期这种毒情况显研究炭如各伏种媒巨体信冷息分汪布环观境下磨的运茄行，须通耕过分泉布环樱境解令决多忌点多坛人合欺作、西远忌程多危媒体潮信息选服务鹿等问化题。捎如此副看来辩，株现有蜜的高限速（留宽带墨）光决纤通灶信网佩，肆高速田计算晶机或兰工作攀站应光该是送多媒游体通讲信的储理想距网络扛。纸然而付，展问题允并非茄如此覆简单衰，倾这里扮存在扇一个酒网络长的瓶从颈问疲题。柳现斥有的棉计算土机网乏络或粮通信塞网络曾协议腿主要播是针贴对传绸统的鉴数据短传输锋制定忽的，碎所娱以在使很多莫方面谅不适俩合声狂音、制图改像信颜息的扁传输扇。伐此外兴，线协议随的层引次过国多，教额经外增勾加了守传输裁开销剩，走影响思传输异效率船；逝而且捕在这扣种网鲁络中短，猾由声遇音和篮图像被传输残的突懂发性稿引起惩网络详拥挤辅不能甲有效贤地排坚除，陪如悬此等疮等，脚更啦进一度步增耳加了货实现画声音理和图溪像实绘时传知输的论难度改。诱这种雄对实馆时性疏和同悠步性搬的严茄格要兔求，荡迫他使我原们必肢须加盘紧研积制针狸对多钟媒体营信息树传输嘴的网赌络体看系结巡寿构。6.鬼2现有住网络青对多衬媒体派通信织的支肝撑情舅况目前患的通挎信网眠络大赏体上孤分为题三类统:扬一类丧为电厅信网筒络，勺如惧公用逮电话限网（旦PS贱TN闷）、跃分寻组交蝇换网肝（P妨SP训DN染）、档数帆字数盯据网局（D堂DN耻）、耐窄照带和冰宽带野综合乐业务道数字昨网（砍N-IS稼DN役和B-IS锻DN悼）等征；咽一类捷为计韵算机厉网络亏，功如局矩域网骆（L匪AN争）、桨广血域网吃（W刷AN使）、伍光荐纤分积布式棍数据侍接口殿（F暑DD奸I）粥、使分布坡列队矛双总驶线（礼DQ澡DB抬）等困；注一类尾为电减视传店播网即络，积如稿有线奸电视是网（葬CA烤TV挪）、腿混样合光粗纤同渡轴网窜（H祥FC你）、脚卫尘星电舍视网尝等。这些习通信竞网络功虽然氧可以蜡传输贩多媒或体信钥息，链但叨都不刚同程荐度地醉存在菌着各而种缺斜陷，胶因诊为这叛些网孩络都垦是在钥一定狮历史交条件乔下为嚼了某如种应热用而蜜建立鸡的，阴有畅的是把网络讨本身暗的结须构不践适合如传输泉多媒崇体信赤息，翻有洋的则荣是网桂络协拳议不稿能满废足多恼媒体渐通信肢的要捕求。您猫从总齐体上洒说，存一鼠个真枯正能稳为各行种多绳媒体扁信息俗服务舅的通掌信网芽络必絮须达筋到数脆据速锹率大终于10劲0脂Mb掘/s讽，民连海接时黑间从希秒级险到几剖个小贸时这度两个诸主要桂方面罚要求蒜。还需辆要增陈加语叨音、样数惑据图立像、犁视夸频信漫息的笨检索长服务厌以及而有用隙户参粱与控阶制和斗无用哲户参沫与控械制的泳分布依服务己能力绒；典增加饶网络远控制剂能力劲以适柿应不辰同媒冈体传地输的剂需要嫁；饥提供转多种氏网络善服务圆以适呀应不位同应横用要循求；从提扎高网督络交铃换能闷力以燃适应轰不同伍数据野流的敬需要血。坡根据沉这些前要求克，饭下面触分析抽现有蛮通信咱网络虽对多万媒体乞通信章的支滴撑情赌况分缓析。口1．纹公骨共交闪换电竹话网把（P御ST锁N）阿PS返TN祥是目喂前普葵及程填度最嫁高、民成膝本最跪低的倡公用岁通信令网络倚，拾它在眠网络形互连境中有麻广泛哄的应肝用。顷P践ST认N以则电路躬交换待为基抚础，议即虚通过厕呼叫桨，抚在收遣、腰发端蝴之间竹建立万起一音个独令占的板物理参通道秤，吵该通清道有居固定攻的带辩宽。完由烫于路挑由固凭定，嫩延赌时较醋低，蔑而轻且不敌存在涝延时件抖动些问题爽，寸这对佛保证染连续藏媒体漫的同贡步和领实时贱传输挤是有欢利的饲。离但是夹电话割信道痕带宽孩较窄环，象且用沿户线阁是模酿拟的草，伸多媒潜体信萌息需泄要经锹过调器制解香调器突（M旺od罗em清）接准入。目前侵，信V.窑90谷标准易的M讽od绕em昌传输振速率娇可达56室k算b/花s，帖稼这给境开放任低速诸率的丢多媒般体通茫信业澡务（控例如扩，恢低质因量的研可视却电话塞和多序媒体烦会议盆）提盈供了月可能蝴性。园当丝式然，登可迫以通倘过对素用户童双绞壮线作臂技术友改造爱（如锻xD睬SL恶、炭IS怎DN纸等技往术）践，厉使用色户线扔带宽住增加皮到2材M忙b/顽s甚柳至更穴高，笼基贝本上供可以齐支撑炎多媒做体通量信的纵所有沉业务派。2．洽分达组交渣换公北众数板据网祸（P粮SP付DN部）PS刊PD倦N是顿基于陵X.买25廊协议财的网仁络，乞它含可以霜动态慕地对糕用户叛的信门息流丸分配舞带宽妥，柱有效螺地解才决突毒发性穿、枣大信范息流棚的传塘输问健题，霜需晒要传果输的疑数据中在发匀送端渣被分皆割成氏单元鄙（分烦组或哥称打竿包）栽，鉴各节昨点交萄换机冶存储递来自孟用户斗的数津据包造，址等待掏电路责空闲常时发途送出目去。乱由卖于路房诚由的跪不固胶定和火线路注繁忙境程度忆的不锣同，膀各萌个数祝据包篇从发方送端倘到接输收端秋经历奏的延泰时可甘能很烦不相乌同，列而经且网捞络由荐软件繁完成尘复杂男的差偶错控顷制和违流量胁控制敞，洞造成极较大唱的延槐时，将这砍些都给使连病续媒刻体的偿同步麻和实胞时传哲输成垒为问轿题。随着却光纤桂越来社越普穷遍地伯作为监传输简媒介紧，垒传输葱出错刚的概缝率越昏来越绢小，斩在侄这种车情况馋下，口重乒复地悉在链括路层涂和网染络层当实施公差错浆控制蚕，马不仅卖显得肢冗余灿，叹而且庆浪费征带宽叙，芳增加胆报文弊传输枯延迟通。搬由于宝PS疏PD琴N是悔在早冈期低叮速、限高朋出错板率的将物理粮链路胶基础黄上发葵展起鼻来的婶，回其特址性已箭不再顶适应莲目前抓多媒庙体应酬用所禽需要扯的高局速远窗程链同接的闻要求塞，陡因此咽，零PS尤PD链N不博适合炭于开亡放多姻媒体贞通信逢业务巾。雾3．哄数职字数蹄据网蕉（D身DN富）DD娘N利促用电草信数孩字网搅的数劈燕字通案道传鞠输，炒采午用时拒分复待用技咏术，庆提鸽供固纽奉定或卡半永膝久连央接的厕电路冤交换渴型链蔽接，膏传采输速彩率为冒n×话64堵k棚b/臭s(撒n=权1～谣31喇)或许更高美，育其传卸输通输道对绳用户牵数据葱完全队“透拜明”商，览可支乖持其巩他协拴议。级它哄的延渣时低矿且固据定（愉在1桂0个亮节点创转接勿条件保下最吨大时妖延不笋超过40略m桂s）计，带传宽较牲宽，木适陶于多负媒体锤的实瘦时传晨输。烦但燃是，栽无丛论开压放点斧对点右、搁还是致点对盏多点宴的通愚信，号都踏需要植网管戚中心挎来建解立和饺释放魂连接园，卸这就饮限制呈了它贱的服膨务对记象必宾须是珠大型授用户吩。反4．草帧额中继陪网络绳（F忘R）芦FR液是一吊种简掏化的所帧交鸽换模舍式，激由匠于信道息转屿移仅罗在链栋路层潜处理砖，软因此嫩简化余了交引换过刺程和搅协议手，吓具有叛较高芒的吞德吐量玻和较鞠低的种延时琴，匆同时和利用忘统计旬复用寺技术常向用禽户动赢态提乳供网勇络资隙源，爷提中高了贸网络威资源阵的利闷用率苗，枝可靠锯性高骨，宝灵活耽性强忧，川对中叼高速哭、倦突发骄性强宗的多忧媒体夜业务看极具和吸引鹿力。葡尤电其是灿利用缎FR蛋作为姜多媒霉体用锤户接皇入方香式是贼经济大有效逢的方巧案。貌在捷当前写LA浙N迅缺速发冷展以域及帧雄中继蹦网不向断完内善的立情况红下，艰帧糊中继含网将胡是开球放会诸议电期视业描务的台LA蠢N远哗程互换联的呼一种洒优选浊技术且。晶5．沿交标换多平兆比烤特数狠据服纤务（混SM复DS息）SM飘DS滴是由赚远程洞通信惧运营饿者设括计的个服务捧，按可满伏足对蜂高性伐能无测连接拾局域布网互吓连日狐益增挖长的宽需求戒。质SM稻DS按是高添速服顽务，夺用葡户利丽用它挥可通夹过交怕换S星MD批S数悲据报娇进行票通信宿。违SM塑DS跳是面余向无颠连接愤的网爆络，舅被萍交换馒信息肉块长饥度可榆变。祝用硬户可欣借助椅路由挽器通磨过S思MD确S连州接不俗同的宰局域裁网。杨为纵了避渠免无法连接撕服务盖专用傻性方侨面的狐问题羊，垦SM植DS寨提供浅了一扩个封茶闭的携用户睬组服买务，脆可死提供档多点夏广播徐服务外。驾SM扮DS换控制坑了用德户接扎口输放出的抄比特香率、着规炸定用别户必咬须服淡从的讽速率位从1.仅5～桨45遗M疑b/思s。蛋帖SM怀DS翠的比吧特率胀、骂延迟省和多垫点广坡播性粘能适慢合大划多数紧多媒颗体应酷用。杨6．馆窄愧带综短合业谎务数温字网誉（N-IS堵DN罗）N-IS卡DN代也是翻以电站路交窑换为绝基础戒的网誓络，认因刃此也酷具有件延时挪低而邪固定皮的特撕点。享它果的用梁户接羞入速矮率有画两种馒：卷基本葵速率宿（B饲RI辈）1留44异k点b/辰s(西2B弃+D窃)和饿基群膝速率赞（P嘴RI块）2湾.0镰48辈k约b/密s(返30翻B+横D)指。由于陆IS犯DN妨实宅现了艰端到缩慧端的奔数字呈连接脱，甘从而炉可以歼支持帐包括饮话音赌、央数据逼、寸图像钳等各张种多泪媒体显业务胁，产能够债满足平不同捡用户辛的要豪求。另通贪过多兰点控竖制单胜元建写立多权点连葛接，倒在氏N-IS地DN冻上开详放较消高质乏量的萄可视巴电话患会议降和电域视会谅议是山目前蜘最成悄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