多媒体通信网络技术

压缩编码对QoS参数的影响 压缩编码对QoS QoS参数的影响
–对于视频编码，如果只采用帧内压缩编 对于视频编码， 对于视频编码 可以采取丢帧的方法允许QoS变化， QoS变化 码，可以采取丢帧的方法允许QoS变化， 还可以利用各种显示抖动算法， 还可以利用各种显示抖动算法，通过降 低显示质量来保证原帧率不变。 低显示质量来保证原帧率不变。
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多媒体通信网络技术
–对于交互式多媒体应用来说，对延迟有严格 对于交互式多媒体应用来说， 对于交互式多媒体应用来说 的限制，不能超过人所能容忍的限度。 的限制，不能超过人所能容忍的限度。否则 会严重影响对语言和图像的理解和识别。
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多媒体通信网络技术 分布式多媒体应用的通信需求
– 1. 2. 3. – 多媒体数据流的基本特征 比特率的可变性 时间依赖性 信道的对称性 多媒体通信的性能需求 多媒体通信对网络环境要求较高， 多媒体通信对网络环境要求较高，除 了传输速率， 了传输速率，还有其他一些关键性的 网络性能参数
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多媒体通信网络技术
–用户根据应用的需求来定义所需要的 用户根据应用的需求来定义所需要的 QoS参数 参数， QoS参数，系统根据当前的可用资源容 量来判断是否满足应用的QoS需要。 QoS需要 量来判断是否满足应用的QoS需要。经 过协商达成一致的QoS QoS参数值在数据传 过协商达成一致的QoS参数值在数据传 输过程中得到基本保证。 输过程中得到基本保证。
–分别用于不同的网络协议层次上计算差 分别用于不同的网络协议层次上计算差 错率。 错率。 –音频比视频的可靠性要求要高一些，这 音频比视频的可靠性要求要高一些， 音频比视频的可靠性要求要高一些 是因为人类的听觉比视觉更敏感一些， 是因为人类的听觉比视觉更敏感一些， 容忍的程度要相对低一些。 容忍的程度要相对低一些。
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多媒体通信网络技术
分类方法 按性能分 按格式分 举例参数 端到端延迟，比特率等 端到端延迟，
视频分辨率，帧率，存储格式， 视频分辨率，帧率，存储格式， 压缩方法等 按同步分 音频和视频序列起始点之间的 实滞 按费用分 连接和数据传输的费用和版权 费 按用户可接受性分 主观视觉和听觉质量
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多媒体通信网络技术 多媒体通信的服务质量
服务质量（QoS,Quality of Service）： 服务质量（ Service）： 用于说明网络服务的“好坏”程度。 用于说明网络服务的“好坏”程度。 在开放系统互连模型OSI中，用一组QoS参 在开放系统互连模型OSI OSI中 用一组QoS QoS参 数来描述传输速率和可靠性等特性 不同的分布式多媒体应用对网络性能的要 求不同， 求不同，对网络能提供的服务质量的期望 值也不同，可以用统一的QoS QoS参数来描述 值也不同，可以用统一的QoS参数来描述 这种不同的期望值
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多媒体通信网络技术
– 多播：即当群体中的一 个成员传送数 多播： 据时， 据时，群体中的每一个成员都收到该份 数据， 数据，而不属于这个群体成员的则不能 收到该数据，使用的是组地址，是网络 收到该数据，使用的是组地址， 上与多个站点相关的多目的地址。 上与多个站点相关的多目的地址。 同步需求： 5. 同步需求：多媒体技术需要同时处理声 文字、图像等多种媒体信息， 音、文字、图像等多种媒体信息，在多 媒体系统所处理的信息中， 媒体系统所处理的信息中，各个媒体都 与时间有着或多或少的关系。例如： 与时间有着或多或少的关系。例如：语 音是时间的函数， 音是时间的函数，声音和视频图像要求 实时处理同步进行， 实时处理同步进行，使得声音和视频具 有协同性
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多媒体通信网络技术
吞吐量：是指有效的网络带宽， 1. 吞吐量：是指有效的网络带宽，定义 成物理链路的传输速率减去各种传输 开销。 开销。
– 网络的吞吐量随时间变化而变化 – 影响网络吞吐量的因素有网络故障，网络 影响网络吞吐量的因素有网络故障， 拥塞，瓶颈，缓冲区容量和流量控制等。 拥塞，瓶颈，缓冲区容量和流量控制等。
2. 可靠性需求
– 容错率（error rate）是一重要的性能指 容错率（ rate） 反映网络传输的可靠性， 标，反映网络传输的可靠性，用三种方法 定义： 定义：
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多媒体通信网络技术
①位差错率，定义为出错的位数与所传输的 位差错率， 总位数之比 帧差错率， ②帧差错率，定义为出错的帧数与所传输的 总帧数之比 ③分组差错率，定义为出错的分组数与所传 分组差错率， 输的总分组数之比
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多媒体通信网络技术
延迟需求：讨论端到端延迟问题， 3. 延迟需求：讨论端到端延迟问题，是指 发送端发送一个分组， 发送端发送一个分组，到接收端正确的 接收到该分组所经历的时间。 接收到该分组所经历的时间。其中包含 下面的延迟时间: 下面的延迟时间:
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多媒体网络发展： 多媒体网络发展：
( 1 ) 1 9 8 0 年 — 1 9 9 0 年 ， 局 域 网 ( 1 0 Mbps)， 以 ， Ethernet、Novell、Token Ring为代表， 传输线 为代表， 、 、 为代表 路以双绞线和同轴电缆为主， 路以双绞线和同轴电缆为主 ， 传送的信息媒体 以正文为主。广域网Internet传送正文， 提供文 传送正文， 以正文为主 。 广域网 传送正文 件和Email服务。 服务。 件和 服务 (2)1990年—2000年， 高速局域网 年 年 高速局域网(100Mbps)， 窄 ， 光纤网络， 提供浏览、图形、声音、 带ISDN光纤网络， 提供浏览、图形、声音、电 光纤网络 子邮件和静止图像传送。 子邮件和静止图像传送。 (3)2000年—2010年， B-ISDN，宽带 ，高速光纤 年 年 ，宽带IP， 网络， 提供视频图像传输和实时多媒体服务。 网络， 提供视频图像传输和实时多媒体服务。
⑴传播延迟 ⑵传输延迟 ⑶网络延迟 ⑷接口延迟 – 网络的单程传输延时应在 网络的单程传输延时应在100~500ms，一般 ， 250ms； ； – 交互式多媒体应用，系统对用户指令响应 交互式多媒体应用， 1~2s – 延迟抖动－是指网络传输延时的变化量，即 延迟抖动－是指网络传输延时的变化量 网络传输延时的变化量， 端到端延迟的最大值与最小值之差。 端到端延迟的最大值与最小值之差。
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多媒体通信网络技术
– 理想情况端到端延迟是一个恒定值 零抖动），但是由于网络故障， ），但是由于网络故障 （零抖动），但是由于网络故障，传 输错误以及网络拥塞等延迟抖动总是 不能避免的。 不能避免的。 – 在接受端设置足够的缓冲区容量可以 缓和延迟和延迟抖动问题。 缓和延迟和延迟抖动问题。 多点通信的需求: 4. 多点通信的需求: – 除了点对点通信外，还需支持： 除了点对点通信外，还需支持： – 广播（Broadcast）：是把相同的数据 广播（Broadcast）： ）：是把相同的数据 传送到其他所有站点
多媒体对象 语音 视频（TV） 视频（TV） 压缩视频 数据 实时数据 图像 最大延迟 /ms 0.25 0.25 0.25 1 0.0010.001-1 1 最大延迟 抖动/ 抖动/ms 10 10 1 平均吞吐 量Mb/s 0.064 100 210 1100 <10 210 可接受的比 特差错率 <10-1 10-2 10-6 0 0 10-9
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多媒体通信网络技术
–如果采用帧间和帧内编码，如MPEG编码， 如果采用帧间和帧内编码， MPEG编码， 如果采用帧间和帧内编码 编码 则可以通过建立不同的优先级来发送视 频的I,P I,P和 达到调节QoS的目的。 QoS的目的 频的I,P和B帧，达到调节QoS的目的。其 帧包含帧内编码， 中I帧包含帧内编码，具有最高的优先级 以保证获得良好的QoS服务。 QoS服务 别，以保证获得良好的QoS服务。 –还可以利用分层压缩法将重要信息，如 还可以利用分层压缩法将重要信息， 还可以利用分层压缩法将重要信息 运动矢量，DCT的低频分量或基本的信息 的低频分量或基本的信息， 运动矢量，DCT的低频分量或基本的信息， 用高质量的信道传输，标以高优先级别。 用高质量的信道传输，标以高优先级别。 当信道拥塞时，扔掉低优先级的分组， 当信道拥塞时，扔掉低优先级的分组， 接受端仍然可以从主要的信息中回复一 定质量的图像。 定质量的图像。
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多媒体通信网络技术 计算机网络： 通过通信线路将多台 计算机网络： 地理上分散的独立工作的计算机互联 起来，以达到通信和共享资源的目的， 起来，以达到通信和共享资源的目的， 这样一个松散耦合的系统就叫计算机 网络。 网络。 多媒体网络： 将多台地理上分散的 多媒体网络： 具有处理多媒体功能的计算机和终端 通过高速通信线路互联起来， 通过高速通信线路互联起来，以达到 多媒体通信和共享多媒体资源的网络。 多媒体通信和共享多媒体资源的网络。