多媒体通信网络技术(ppt 81页)
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多媒体通信网络课件第二章 多媒体通信网络的需求
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2.2 典型的分布多媒体应用需求
音频流和视频流 对话及其多方通信 点到点通信 Web中的多媒体 分布多媒体应用的需求
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2.3 性能需求
如何确定一个网络是否能够承载多媒体通 信流呢？
方法是：从应用角度出发，用一组参数说 明应用对网络的需求；
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2.1 音频和视频基础
听觉感知 数字音频 视觉感知 数字视频
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2.2 典型的分布多媒体应用需求
为了更清除地理解多媒体传输的需求，我 们首先从典型的分布多媒体应用的出发， 看看它们具有哪些特性。
从应用出发，看多媒体应用对通信网络有 什么需求。
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2.4 服务质量
多媒体应用系统可以用上节介绍的性能参 数表示应用的需求，或通信网络用这些参 数表示通信网络能够支持的性能。
把这些参数分类并规范化描述和表示，就 是表示服务质量的QoS参数。
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多媒体通信网络课件第二章 多媒体通信网络的需求
本章内容
2.1 音频和视频基础 2.2 典型的分布多媒体应用需求 2.3 性能需求 2.4 服务质量
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2.1 音频和视频基础
通信网络对多媒体传输的支持主要是解决 音频和视频流实时传输的问题。
因此我们首先需要详细了解音频和视频媒 体的一些基本特性和概念，包括听觉特性、 视觉特性，以及数字化的基本概念。
第8章多媒体通信网络技术
计算机网络
8.2 因特网的多媒体体系结构
为了实现多媒体通信，需要使用一些新的协议。图8-2是 因特网的多媒体体系结构。这些协议可分为三类，即直接传 送声音或视频数据的协议、与服务质量有关的协议以及与信 令有关的协议。按层次来看，应用层新增RSVP、DiffServ、 RTP等协议，网络层新增MPLS等协议.
网络层协议主要是IP协议, 其中IP v6可以通过报头中优先级 和流标识字段支持QoS。 一些连接型网络层协议, 如RSVP和 STⅡ 等可以较好地支持QoS, 其QoS参数通过保证服务(GS)和被控负载 服务(CLS)两个QoS类来定义。它们都要求路由器也必须具有相应 的支持能力, 为所承诺的QoS保留资源（如带宽、 缓冲区等）。
第8章多媒体通信网络技 术
2021年7月30日星期五
教学目标
• 掌握QoS的概念，了解多媒体网络系统必须 提供QoS参数定义和相应的QoS管理机制。
• 理解多媒体通信的体系结构和各种多媒体通 信协议的概念、格式和原理。
• 了解分布式多媒体应用系统，包括多媒体会 议系统、远程教育系统、远程医疗系统。
国际电 信 联合 会 (IT U ) 制 定 了 有 关 AT M 网 络 Qo S 参 数 , 它 允许 用户指定如下的参数:
·峰值信元速率(PCR): 用户发送信元的最大瞬间速率。
·长期承受信元速率 (SCR): 经过一个长时期测量到的平均信元速 率。
·信元丢失率(CLR): 在信元传输过程中丢失的信元所占的百分比 。
区分服务规定了一个网络内部转发报文组的传输特性，这些特性 可以用定时或静态项来指定，如吞吐量、丢失率、延时及延时抖动等； 也可以用访问网络资源的相对优先级项来指定。
实现一种区分服务的要素是：该服务是提供给一个流量聚集的； 调节功能和PHB用于实现服务；DS字段用于标记报文分组，以选择一 个PHB；特定节点实现PHB机制。
8.2 因特网的多媒体体系结构
为了实现多媒体通信，需要使用一些新的协议。图8-2是 因特网的多媒体体系结构。这些协议可分为三类，即直接传 送声音或视频数据的协议、与服务质量有关的协议以及与信 令有关的协议。按层次来看，应用层新增RSVP、DiffServ、 RTP等协议，网络层新增MPLS等协议.
网络层协议主要是IP协议, 其中IP v6可以通过报头中优先级 和流标识字段支持QoS。 一些连接型网络层协议, 如RSVP和 STⅡ 等可以较好地支持QoS, 其QoS参数通过保证服务(GS)和被控负载 服务(CLS)两个QoS类来定义。它们都要求路由器也必须具有相应 的支持能力, 为所承诺的QoS保留资源（如带宽、 缓冲区等）。
第8章多媒体通信网络技 术
2021年7月30日星期五
教学目标
• 掌握QoS的概念，了解多媒体网络系统必须 提供QoS参数定义和相应的QoS管理机制。
• 理解多媒体通信的体系结构和各种多媒体通 信协议的概念、格式和原理。
• 了解分布式多媒体应用系统，包括多媒体会 议系统、远程教育系统、远程医疗系统。
国际电 信 联合 会 (IT U ) 制 定 了 有 关 AT M 网 络 Qo S 参 数 , 它 允许 用户指定如下的参数:
·峰值信元速率(PCR): 用户发送信元的最大瞬间速率。
·长期承受信元速率 (SCR): 经过一个长时期测量到的平均信元速 率。
·信元丢失率(CLR): 在信元传输过程中丢失的信元所占的百分比 。
区分服务规定了一个网络内部转发报文组的传输特性，这些特性 可以用定时或静态项来指定，如吞吐量、丢失率、延时及延时抖动等； 也可以用访问网络资源的相对优先级项来指定。
实现一种区分服务的要素是：该服务是提供给一个流量聚集的； 调节功能和PHB用于实现服务；DS字段用于标记报文分组，以选择一 个PHB；特定节点实现PHB机制。
【培训课件】多媒体通信与网络PPT64页
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
【培训课件】多媒体通信与网络
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋
【培训课件】多媒体通信与网络
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋
多媒体通信技术第1章多媒体通信技术概论.ppt
1. 网络性能参数
(1)
网络吞吐量（Throughput）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, 测量内容与具体的对象相关。 例如: 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 是一种静态参数, 反映了网络负载的情况。
由于局域网通过高速交换式网络技术能够较容易地解决网络 带宽和延迟问题, 对多媒体通信的支持比较充分，因此多媒体通 信技术的重点是解决广域网支持多媒体流的综合传输和QoS问题。 近几年, 相继推出了一些以光纤为传输介质的广域网, 如同步光纤 网(SONET)、 同步数字序列(SDH)和密集波分复用(DWDM)等, 其传输速率已达10 Gb/s, 大大改善了广域网的拥挤状况。
(3)
延迟（Delay）是衡量网络性能的重要参数, 它可采用多种方式 来表示。这里主要是从端到端延迟的角度来讨论延迟问题。端到 端延迟是指发送端发送一个分组到接收端正确地接收到该分组所 经历的时间。端到端延迟包含了下列延迟时间:
·传播延迟: 表示端到端之间传输一个二进制位所需要的时间。 这是一个受光速限制的物理参数, 且是一个常数, 为200 m/μs。 它 仅仅与所经过的传输距离有关。
1.6 分布式多媒体应用
多媒体会议系统是一种在计算机网络支持下, 利用多媒体信 息进行会议交流的会议系统, 人们足不出户就可以召开会议, 提 高了会议的效率, 降低了会议开销。 这种新型的会议系统已成为 典型的分布式多媒体应用系统之一。多媒体会议系统是一种点 对多点的实时应用系统, 对网络环境的要求除了高带宽、 低延迟 和支持QoS外, 还应当具有组播通信能力。此外, 高效的视频/音 频编解码器也是必不可少的。为了规范会议系统的开发和应用, 有关国际组织制定了一系列有关会议系统的国际标准, 在编解码 器、 数据压缩、通信协议等方面进行了标准化。从Internet发展 趋势来看, 基于宽带IP网的桌面会议系统将是今后多媒体会议系 统的主流技术。
(1)
网络吞吐量（Throughput）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, 测量内容与具体的对象相关。 例如: 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 是一种静态参数, 反映了网络负载的情况。
由于局域网通过高速交换式网络技术能够较容易地解决网络 带宽和延迟问题, 对多媒体通信的支持比较充分，因此多媒体通 信技术的重点是解决广域网支持多媒体流的综合传输和QoS问题。 近几年, 相继推出了一些以光纤为传输介质的广域网, 如同步光纤 网(SONET)、 同步数字序列(SDH)和密集波分复用(DWDM)等, 其传输速率已达10 Gb/s, 大大改善了广域网的拥挤状况。
(3)
延迟（Delay）是衡量网络性能的重要参数, 它可采用多种方式 来表示。这里主要是从端到端延迟的角度来讨论延迟问题。端到 端延迟是指发送端发送一个分组到接收端正确地接收到该分组所 经历的时间。端到端延迟包含了下列延迟时间:
·传播延迟: 表示端到端之间传输一个二进制位所需要的时间。 这是一个受光速限制的物理参数, 且是一个常数, 为200 m/μs。 它 仅仅与所经过的传输距离有关。
1.6 分布式多媒体应用
多媒体会议系统是一种在计算机网络支持下, 利用多媒体信 息进行会议交流的会议系统, 人们足不出户就可以召开会议, 提 高了会议的效率, 降低了会议开销。 这种新型的会议系统已成为 典型的分布式多媒体应用系统之一。多媒体会议系统是一种点 对多点的实时应用系统, 对网络环境的要求除了高带宽、 低延迟 和支持QoS外, 还应当具有组播通信能力。此外, 高效的视频/音 频编解码器也是必不可少的。为了规范会议系统的开发和应用, 有关国际组织制定了一系列有关会议系统的国际标准, 在编解码 器、 数据压缩、通信协议等方面进行了标准化。从Internet发展 趋势来看, 基于宽带IP网的桌面会议系统将是今后多媒体会议系 统的主流技术。
多媒体通信技术培训课程(ppt 90页)
（２）
将在Nxocpn中的每一个IPP点收集有关流间的同步状态信息, 然后根据所收集的同步状态信息进行某些校正动作, 这些校正 动作分成两种:
41
流间同步机制
42
语音 音乐 视频 图形
A 引导音乐
B 节目片头
E 播音员念第一条新闻
C 音乐渐隐
D 播音员全景
F 播音员上部照片
一个电视新闻广播时间线的例子
23
9.3 多媒体信息同步描述法
如何描述多媒体数据的时域特征，对多媒 体数据的时域特征进行抽象、描述以及给 出必要的同步容限。
对象同步关系的描述 同步的服务质量的描述
方法：
1. 基于路径的描述方法 2. 基于Petri网的描述方法 3. 基于时间标记的描述方法
24
描述时域特征的时间模型
12
三、影响媒体同步的因素
1. 延时偏移
媒体间信道不同产生不同延时
2. 延时抖动
传输过程中的延时偏差 最大延时与最小延时之差
3. 时钟漂移
端系统之间的时钟频率变化 一段时间间隔内的平均抖动
4. 数据丢失
13
9.2 多媒体同步参考模型
多媒体同步参考模型用于从整体上描述媒 体之间的时序关系。
43
电视新闻广播的XOCPN
44
3. 基于同步标记的描述法 在数据生成过程中在数据流中加入同步标
记的方法。 同步标记形式
有形标记：如以信息帧的形式插入到媒体数据 流中;
逻辑标记：如相对数据量和相对时间。
45
时间标记：
多媒体对象起始媒体单元位于时间系统的零点， 一个媒体单元在相对时间系统中的位置。
时间模型的构成
将在Nxocpn中的每一个IPP点收集有关流间的同步状态信息, 然后根据所收集的同步状态信息进行某些校正动作, 这些校正 动作分成两种:
41
流间同步机制
42
语音 音乐 视频 图形
A 引导音乐
B 节目片头
E 播音员念第一条新闻
C 音乐渐隐
D 播音员全景
F 播音员上部照片
一个电视新闻广播时间线的例子
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9.3 多媒体信息同步描述法
如何描述多媒体数据的时域特征，对多媒 体数据的时域特征进行抽象、描述以及给 出必要的同步容限。
对象同步关系的描述 同步的服务质量的描述
方法：
1. 基于路径的描述方法 2. 基于Petri网的描述方法 3. 基于时间标记的描述方法
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描述时域特征的时间模型
12
三、影响媒体同步的因素
1. 延时偏移
媒体间信道不同产生不同延时
2. 延时抖动
传输过程中的延时偏差 最大延时与最小延时之差
3. 时钟漂移
端系统之间的时钟频率变化 一段时间间隔内的平均抖动
4. 数据丢失
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9.2 多媒体同步参考模型
多媒体同步参考模型用于从整体上描述媒 体之间的时序关系。
43
电视新闻广播的XOCPN
44
3. 基于同步标记的描述法 在数据生成过程中在数据流中加入同步标
记的方法。 同步标记形式
有形标记：如以信息帧的形式插入到媒体数据 流中;
逻辑标记：如相对数据量和相对时间。
45
时间标记：
多媒体对象起始媒体单元位于时间系统的零点， 一个媒体单元在相对时间系统中的位置。
时间模型的构成
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基本内容包括：系统吞吐率、网络传输稳定性、可用性、 可靠性、传输延迟、传输位率、出错率、传输失败率、安全 性等。基本格式：由参数名和参数值组成，参数作为类型变 量，可在一个给定范围内取值。
例如，可以使用上述的网络性能参数定义QoS，即： QoS={吞吐量，差错率，端到端延迟，延迟抖动}
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几种媒体对象所需的QoS见表8-2
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。
6
3、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。
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8.2.4 接入技术简介
接入网的作用是实现用户终端设备与主干传输网之 间的连接。
目前可用的接入技术主要有Modem接入、ISDN接入、 DDN接入、ADSL接入、以太网接入、Cable Modem接入、 无线接入、光纤接入、电力线接入等。
其中，基于LAN的以太网接入技术、基于电话网的 ADSL接入技术、基于交互式电视网的Cable Modem技术以 及光纤接人技术均属于宽带有线接入。
交换技术两类； • 电交换技术实现对电信号的交换传输，又可分为电路交
换、报文交换和分组交换等。其中的分组交换又称为数 据包交换，典型的分组交换技术有IP交换、帧中继、异 步转移模式ATM等。
12
2、主干传输网
• 主干传输网用来解决信息的长距离传输 ； • 可以采用各种类型的传输介质和传输体系结构，如同
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(Public Land Mobile Network)网，如GSM、3G等。
10
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。
3
8.1.2 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
4
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 。
5
2、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。
包交换方式继承了报文交换方式线路利用率高、提供信 道和端口多路复用能力的优点，又大大缩短了系统的延迟时 间、提供了快速响应能力，实现了风险分散、资源共享。
与报文交换相比，包交换更加灵活、有效。因此，包交 换是Internet的核心交换技术。
25
8.2.2 光交换技术
1、光交换 所谓光交换是指对光纤传送的光信号直接进行交换。无
3）广播（Broadcast） ：是指网上一点向网上所有其他 点传送信息，可用于数字电视广播等分配型多媒体业务。
16
8.1.4 多媒体通信网络的服务质量
服务质量（QoS，Quality of Service）主要用于描述网 络多媒体服务的质量，从而反映多媒体网络的性能。QoS通常 是用参数方式进行定义的。 1、QoS参数
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2、报文交换方式
报文交换是采用存储转发（store-and-forward exchanging）原理实现的一种交换技术，而存储转发是基于智 能交换设备的，也就是说，交换设备具有数据接收、差错校验、 存储、路选和转发功能。
报文交换方式首先将发送端全部数据以报文的形式存储在 交换机中，再根据报文标题中的地址把报文转发到接收端。
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8.2 网络交换与接入技术
交换技术不仅可使网络中的多个站点共享传输媒体，而 且完成网络中的任意两个或多个站点的相互连接。目前的网 络技术主要有基于电信号的电交换技术和基于光信号的光交 换技术两大类。 8.2.1 电交换技术
电交换技术是基于电信号的网络交换技术，主要包括电 路交换、报文交换、分组交换等三种具体交换方式。
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3、 压缩编码对QoS参数的影响
多媒体数据压缩编码的方法影响QoS参数，尤其是视频 编码。
仅采用帧内压缩编码（如运动JPEG）时，由于每帧都 独立编码的，可采用减低帧率(丢帧)来允许QoS变化。当吞 吐量减小，数据率降低时，可以利用各种显示抖动算法， 通过降低视频显示质量而保持原帧率不变。
同时采用帧内和帧间压缩的编码（如MPEG和H.261编 码），可以通过建立不同的优先级，发送MPEG视频的I、P 和B帧，达到QoS的调节。
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。
多媒体通信网络技术
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
2
8.1 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：
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1．电路交换方式
电路交换（circuit exchanging）也称线路交换，是针对 电子或机电结合的交换设备而设计交换技术，如下图。
两台计算机通过通信子网进行数据传输之前，首先 要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接，如 主机A与B之间通过结点A、B、C、D形成连接；
数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放 连接的三个阶段；
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。
9
8.1.3 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)
轴电缆、微波、卫星以及光纤等 ； • 光纤已经成为主干传输的主要物理介质，提供更高的
网络带宽 ； • 在目前的主干传输网中，电信网络仍占据主导地位。
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4、接入网
接入网的核心是数字化和宽带化，四大主干网络均提 供了相关的接入传输技术。如：
电信网：ISDN、B-ISDN、ADSL等； 移动网：GSM、3G等； 广播电视网：HFC、CATV等； 计算机网络：LAN接入等。 特别值得一提的是，为了解决CATV的双向传输问题， 近年来推出了混合光纤电缆（HFC，Hybrid Fiber Coax） 技术。这种技术不仅能提供双向传输，还能使用现有的连 接个人用户的电缆。
表8-2 几种媒体对象所需的QoS参数
18
2、QoS参数体系结构
QoS参数通常是一个层次化的 体系结构，如图8-6所示。在这种 体系结构中，通信双方的对等层 之间表现为一种对等协商关系， 双方按承诺的QoS参数提供相应的 服务。同一端的不同层之间表现 为一种映射关系，应用的QoS需求 应当自顶向下地映射各层对应的 QoS参数集，各层协议按其QoS参 数提供对应的服务，共同完成对 应用的QoS承诺。
需在光纤传输线路和交换机之间进行光电转换，交换过程中 能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点，保证 网络的可靠性，提供灵活的信号路由。 2、光交换方式
1）空分光交换方式 2）时分光交换方式 3）波分光交换方式 4）复合型光交换方式 5）自由空间光交换方式
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8.2.3 软交换技术
软交换（Soft switch）是在IP网络上提供电信业务的技 术，是基于软件的分布式交换/控制平台，为NGN提供具有实时 性要求的业务呼叫控制和连接控制功能，是NGN呼叫与控制的 核心。
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。
缺点：数据要经过存储后才发送，无法实现双向交互的和 实时的信息交换，其应用范围受到了一定限制，也无法满足宽 带交换的要求。
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3、分组交换方式
分组交换是采用存储转发（store-and-forward exchanging）原理实现的另一种更有效的交换技术。在这种 方式中，用户数据被分成许多小包，称为数据包或分组 （packets）。在这些数据包的前后加上一些协议信息，被作 为独立的实体在网络中传输。 因此，又称为数据包交换 （Packet-Switching），简称包交换。
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4、 QoS服务分类
多媒体网络系统通常是按所承诺的QoS提供相应服务的。 由于网络负载是动态变化的，可能引起QoS的波动。网络是 否能够履行所承诺的QoS主要取决于QoS类型。QoS服务总体 上分成如下三类：
例如，可以使用上述的网络性能参数定义QoS，即： QoS={吞吐量，差错率，端到端延迟，延迟抖动}
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几种媒体对象所需的QoS见表8-2
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。
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3、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。
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8.2.4 接入技术简介
接入网的作用是实现用户终端设备与主干传输网之 间的连接。
目前可用的接入技术主要有Modem接入、ISDN接入、 DDN接入、ADSL接入、以太网接入、Cable Modem接入、 无线接入、光纤接入、电力线接入等。
其中，基于LAN的以太网接入技术、基于电话网的 ADSL接入技术、基于交互式电视网的Cable Modem技术以 及光纤接人技术均属于宽带有线接入。
交换技术两类； • 电交换技术实现对电信号的交换传输，又可分为电路交
换、报文交换和分组交换等。其中的分组交换又称为数 据包交换，典型的分组交换技术有IP交换、帧中继、异 步转移模式ATM等。
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2、主干传输网
• 主干传输网用来解决信息的长距离传输 ； • 可以采用各种类型的传输介质和传输体系结构，如同
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(Public Land Mobile Network)网，如GSM、3G等。
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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。
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8.1.2 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
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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 。
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2、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。
包交换方式继承了报文交换方式线路利用率高、提供信 道和端口多路复用能力的优点，又大大缩短了系统的延迟时 间、提供了快速响应能力，实现了风险分散、资源共享。
与报文交换相比，包交换更加灵活、有效。因此，包交 换是Internet的核心交换技术。
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8.2.2 光交换技术
1、光交换 所谓光交换是指对光纤传送的光信号直接进行交换。无
3）广播（Broadcast） ：是指网上一点向网上所有其他 点传送信息，可用于数字电视广播等分配型多媒体业务。
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8.1.4 多媒体通信网络的服务质量
服务质量（QoS，Quality of Service）主要用于描述网 络多媒体服务的质量，从而反映多媒体网络的性能。QoS通常 是用参数方式进行定义的。 1、QoS参数
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2、报文交换方式
报文交换是采用存储转发（store-and-forward exchanging）原理实现的一种交换技术，而存储转发是基于智 能交换设备的，也就是说，交换设备具有数据接收、差错校验、 存储、路选和转发功能。
报文交换方式首先将发送端全部数据以报文的形式存储在 交换机中，再根据报文标题中的地址把报文转发到接收端。
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8.2 网络交换与接入技术
交换技术不仅可使网络中的多个站点共享传输媒体，而 且完成网络中的任意两个或多个站点的相互连接。目前的网 络技术主要有基于电信号的电交换技术和基于光信号的光交 换技术两大类。 8.2.1 电交换技术
电交换技术是基于电信号的网络交换技术，主要包括电 路交换、报文交换、分组交换等三种具体交换方式。
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3、 压缩编码对QoS参数的影响
多媒体数据压缩编码的方法影响QoS参数，尤其是视频 编码。
仅采用帧内压缩编码（如运动JPEG）时，由于每帧都 独立编码的，可采用减低帧率(丢帧)来允许QoS变化。当吞 吐量减小，数据率降低时，可以利用各种显示抖动算法， 通过降低视频显示质量而保持原帧率不变。
同时采用帧内和帧间压缩的编码（如MPEG和H.261编 码），可以通过建立不同的优先级，发送MPEG视频的I、P 和B帧，达到QoS的调节。
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。
多媒体通信网络技术
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
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8.1 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：
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1．电路交换方式
电路交换（circuit exchanging）也称线路交换，是针对 电子或机电结合的交换设备而设计交换技术，如下图。
两台计算机通过通信子网进行数据传输之前，首先 要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接，如 主机A与B之间通过结点A、B、C、D形成连接；
数据传输过程中要经过建立连接、数据传输与释放 连接的三个阶段；
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。
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8.1.3 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)
轴电缆、微波、卫星以及光纤等 ； • 光纤已经成为主干传输的主要物理介质，提供更高的
网络带宽 ； • 在目前的主干传输网中，电信网络仍占据主导地位。
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4、接入网
接入网的核心是数字化和宽带化，四大主干网络均提 供了相关的接入传输技术。如：
电信网：ISDN、B-ISDN、ADSL等； 移动网：GSM、3G等； 广播电视网：HFC、CATV等； 计算机网络：LAN接入等。 特别值得一提的是，为了解决CATV的双向传输问题， 近年来推出了混合光纤电缆（HFC，Hybrid Fiber Coax） 技术。这种技术不仅能提供双向传输，还能使用现有的连 接个人用户的电缆。
表8-2 几种媒体对象所需的QoS参数
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2、QoS参数体系结构
QoS参数通常是一个层次化的 体系结构，如图8-6所示。在这种 体系结构中，通信双方的对等层 之间表现为一种对等协商关系， 双方按承诺的QoS参数提供相应的 服务。同一端的不同层之间表现 为一种映射关系，应用的QoS需求 应当自顶向下地映射各层对应的 QoS参数集，各层协议按其QoS参 数提供对应的服务，共同完成对 应用的QoS承诺。
需在光纤传输线路和交换机之间进行光电转换，交换过程中 能充分发挥光信号的高速、宽带和无电磁感应的优点，保证 网络的可靠性，提供灵活的信号路由。 2、光交换方式
1）空分光交换方式 2）时分光交换方式 3）波分光交换方式 4）复合型光交换方式 5）自由空间光交换方式
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8.2.3 软交换技术
软交换（Soft switch）是在IP网络上提供电信业务的技 术，是基于软件的分布式交换/控制平台，为NGN提供具有实时 性要求的业务呼叫控制和连接控制功能，是NGN呼叫与控制的 核心。
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。
缺点：数据要经过存储后才发送，无法实现双向交互的和 实时的信息交换，其应用范围受到了一定限制，也无法满足宽 带交换的要求。
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3、分组交换方式
分组交换是采用存储转发（store-and-forward exchanging）原理实现的另一种更有效的交换技术。在这种 方式中，用户数据被分成许多小包，称为数据包或分组 （packets）。在这些数据包的前后加上一些协议信息，被作 为独立的实体在网络中传输。 因此，又称为数据包交换 （Packet-Switching），简称包交换。
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4、 QoS服务分类
多媒体网络系统通常是按所承诺的QoS提供相应服务的。 由于网络负载是动态变化的，可能引起QoS的波动。网络是 否能够履行所承诺的QoS主要取决于QoS类型。QoS服务总体 上分成如下三类：