页数：53页文件大小：635.4 KB来源： 多媒体技术及其应用ppt课件
本课件讲解多媒体与通信技术的结合，先说明多媒体通信的关键技术，再展开基于电信网、计算机网与有线电视网的多媒体传输，并涉及3G与HFC接入，随后介绍可视电话、H.323电视会议、VOD与IP电话等系统，最后说明流媒体原理。
第9章多媒体通信
多媒体通信技术
多媒体通信技术是多媒体技术与通信技术的完美结合，它突破了计算机、通信、电子等传统领域的界限，把计算机的交互性、通信网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体。多媒体通信的广泛应用将会极大地提高人们的工作效率，减轻社会的交通运输负担，改变人们的教育和娱乐方式，影响社会的方方面面。
主要内容
9.1 多媒体通信概述
多媒体计算机技术与电话、广播、电视、微波、卫星通信、广域网和局域网等各种通信技术相结合
多媒体通信的特点
多媒体通信的关键技术
9.2 多媒体通信网络
ISDN(Integrated Service Digital Network)中文名称是综合业务数字网，通俗称为“一线通”。
优势–综合的通信业务–高的传输质量–适宜的费用
3G多媒体通信
3G一般称为第三代移动通信技术(3rd-generation，3G)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。3G的代表特征是提供高速数据业务，速率一般在几百kbps以上。
目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA,WiMAX。
2多媒体通信网络
3G多媒体通信(1) WCDMA也称为WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMADirect Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。因此WCDMA具有先天的市场优势。WCDMA已是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，占据全球80%以上市场份额。
3G多媒体通信
3G多媒体通信(2) CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。
3G多媒体通信(3) TD-SCDM
3G多媒体通信(3) TD-SCDMA全称为Time Division-Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出，但技术发明始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内地庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD—SCDMA标准。相对于另两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA它的起步较晚，技术不够成熟。
3G多媒体通信
3G多媒体通信(4) WiMAXWiMAX的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又称为802·16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。2007年10月19日，在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。
3G多媒体通信国内3G的运营始于2008
3G多媒体通信国内3G的运营始于2008年(2008年2月1日中国移动试商用运营)。2009年1月7日,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信(3G)牌照，此举标志着我国正式进入3G时代。中国移动：基于TD-SCDMA技术制式的3G牌照(TD-SCDMA为我国拥有自主产权的3G技术标准)；中国电信：基于CDMA2000技术制式的3G牌照；中国联通：基于WCDMA技术制式的3G牌照。
3G多媒体通信
人们利用利用手机可享受可视电话、手机影视、手机音乐、视频留言、视频会议、多媒体彩铃、数据上网等多媒体通信服务。
目前，3G通信正向4G过渡。4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。
基于电信网的多媒体信息传输
以ADSL为主的xDSL技术终将成为铜双绞线上的赢家，目前采用普通拨号Modem及N-ISDN技术接入的用户将逐步过渡到ADSL等宽带接入方式，并最终实现光纤接入。
基于计算机网的多媒体信息传输
FDDI
光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface，FDDI)是ANSI为了满足用户对网络高速和高可靠性传输的需求，在80年代中期制定的网络标准。
随着以太网技术的飞速发展尤其是千兆以太网技术的出现和应用，FDDI的技术优势已不复存在。因此，除了一些老系统还在应用外，它实际上是一种逐步被淘汰的技术。
以太网
以太网
以太网(Ethernet)是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，组建于七十年代早期。
以太网协议：IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构，当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率：–10 Mbps–10Base-T Ethernet(802.3)–100 Mbps–Fast Ethernet(802.3u)–1000 Mbps–Gigabit Ethernet(802.3z)–10 Gigabit Ethernet–IEEE 802.3ae
基于计算机网的多媒体信息传输
ATM
异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)技术是在电路交换方式和高速分组交换方式基础上发展起来的一种新技术。
异步传输模式ATM采取的主要措施如下：–以固定长度的信元(cell)发送信息，能适应任何速率。具体来说，该信元长为53字节，其中5字节为信元头，其余48字节为数据。这个信元的长度兼顾了效率和时延两个方面的需求。–在协议处理上，用硬件对头部信息进行识别，采用光纤高速传输，不用误码控制和流量控制，大大降低了时延，使信息传送速度高、容量大。–尽量采用简单协议，灵活性强，用户可以应用从零到极限速率的任一有效码速，并可根据自己的需要灵活地配置网络接口所用的带宽，使带宽“按需分配”。
宽带IP网
宽带IP网
网络信息量爆炸式增长和IP技术的深入人心促进了宽带IP主干网的出现和发展。在不远的将来，IP协议将最终成为电信网中压倒一切的主导通信协议。–IP over ATM–IP over SDH–IP over WDM–MPLS
基于有线电视网的多媒体信息传输
VOD
视频点播或点播电视(Video On Demand，VOD)，有时也称为交互式电视(Interactive TV，ITV)。
视频点播系统采用客户/服务器模式。机顶盒
HFC与Cable Modem
HFC
考虑到FTTH和FTTC成本很高(包括光端机、光纤、高速信息处理器等)，一时还难以实现，AT&T公司于1994年初提出混合光纤/同轴电缆(HFC)。
HFC把总带宽分成两部分：下行(往住宅)频带为50~1GHz(50~550MHz：模拟有线电视；550~750MHz：电话和数据下行、MPEG2数字电视、VOD点播下行；750~1GHz：个人通信及新业务)，称为正向通道；上行频带为5~40MHz，称为反向通道。
Cable Modem
Cable Modem
电缆调制解调器又名线缆调制解调器(Cable Modem)，它是近几年随着网络应用的扩大而发展起来的，主要用于有线电视网进行数据传输。
Cable Modem属于共享介质系统，Cable Modem彻底解决了由于声音图像的传输而引起的阻塞，其速率已达10Mbit/s以上，下行速率则更高。
在HFC网中传输数据就需要使用Cable Modem。
9.3 多媒体通信系统
多媒体通信系统概述
ITU的26个(SeriesA～Z)系列推荐标准中，与多媒体通信关系最密切的7个系列标准主要内容系列名传输系统、媒体数字系统和网络Series G视听和多媒体系统Series H综合业务数字网(ISDN)Series I电视、声音节目和其他多媒体信号的传输Series J电话交换和控制信号传输法Series Q远程信息处理业务的终端设备Series T电话网上的数据通信Series V
多媒体通信系统概述
3个主要的系列标准H.324H.323(V1/V2)H.32019961996/19981990发布时间PSTN带宽无保证信息包交换网络窄带ISDN应用范围H.261，H.263H.261，H.263H.261，H.263图像编码G.723.1G.711, G.722, G.728G.723.1, G.729G.711, G.722,G.728声音编码H.223，H.245H.225.0，H.245H.221, H.230/H.242多路复合控制H.323H.231，H.243多点T.120T.120T.120数据
多媒体通信系统的结构
多媒体通信系统的结构
可视电话
可视电话系列标准
H.324系列是一个低位速率多媒体通信终端标准，在它的旗号下的标准包括：–H.263：电视图像编码标准，压缩后的速率为20 kb/s。–G.723.1：声音编码标准，压缩后的速率为5.3 kb/s(用于声音＋数据)或者6.3 kb/s。–H.223：低位速率多媒体通信的多路复合协议。–H.245：多媒体通信终端之间的控制协议。–T120：实时数据会议标准(可视电话应用中不一定是必须的)。
可视电话产品类型
可视电话产品类型
标准型可视电话/单机型可视电话(standalone video phone)
可视电话
可视电话支持系统
多媒体电话终端
多媒体电话终端
H.324多媒体电话终端由两个部分组成：H.324本身定义的模块和非H.324定义的模块。
H.324标准定义的模块很多，有些模块在不同的应用环境中可以不选择，例如，“数据协议(V.14，LAPM等)”模块。但必不可少的模块是支持H.263、G.723.1、H.223和H.245协议的模块。
电视会议
H.323的拓扑结构
H.323终端
H.323终端
电视会议
H.323网关
H.323会务器
H.323会务器
电视会议
H.323多点控制单元
多点控制单元(MCU)支持在3个或者3个以上的端点之间召开电视会议。在H.323电视会议中，一个MCU单元由多点控制器MC(Multipoint Controller)和个多点处理器MP(Multipoint Processors)组成。
H.323多点电视会议
H.323多点电视会议
电视会议
H.323协议堆
视频点播系统
VOD系统模型
VOD系统模型
VOD系统模型
根据系统响应时间长短，VOD系统可分为真点播TVOD(True VOD)和准点播NVOD(Near VOD)两类。
通常一个VOD系统可以为用户提供如下视频点播服务：–影视点播点播电影或电视节目，用户可以通过快进、快退和慢放等控制功能控制播放过程。–信息浏览浏览各种商品购物和广告信息，或查看股票、证券和房地产行情等信息。–远程教育收看教学节目，选择课程和内容，做练习，模拟考试，自我测试。–交互游戏将视频游戏下载到用户终端上，用户可以和远程的其他用户一起参加游戏。
视频点播系统
VOD系统组成
IP电话
IP电话与PSTN电话的技术差别
从原理上说，IP电话和PSTN电话之间在技术上的主要差别是它们的交换结构。因特网使用的是动态路由技术，而PSTN使用的是静态交换技术。
IP电话的通话方式
IP电话
IP电话的通话方式IP终端与IP终端之间的通话IP终端与电话终端之间的通话通过IP网络的电话之间的通话
IP电话标准
ITU的H.323系列标准
IETF的入会协议(Session Initiation Protocol，SIP)
9.4 流媒体技术
，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是，音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下，花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输，不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现，在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。
9.4.2 流媒体技术的基本原理
由于Internet是以包(Packet)传输为基础进行的断续异步传输，因而对一个实时音／视频源或存储的A / v文件，在传输中它们要被拆分成若干个数据包。由于网络是动态变化的，各个数据包选择的传输路由可能不尽相同，所以到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的包还有可能后到，甚至还有未到的情况。如果直接播放这种数据流，会引起音／视频的延迟和抖动。为此，采用缓存系统来解决这个问题。
高速缓存使用环形链表结构来存储数据，它可以丢弃已经播放的内容，重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。
网络传输协议
网络传输协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的一系列规则、标准或约定。流媒体传输要能在各种网络结构中运行，也必须遵循相应的网络传输协议。流式传输过程
一个最基本的流媒体系统必须包括编码器
一个最基本的流媒体系统必须包括编码器、流媒体服务器和客户端播放器3个模块。
模块之间通过特定的协议互相通信，并按照特定格式互相交换文件数据。其中编码器用来将原始的音／视频转换成合适的流格式文件，服务器向客户端发送编码后的媒体流，客户端播放器则负责解码和播放接收到的媒体数据。
流媒体系统基本结构
流媒体技术的音视频文件格式采用流媒体技术
流媒体技术的音视频文件格式采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”。
微软的ASF(Advanced Stream Format)。文件的后缀是.asf和.wmv，与它对应的播放器是微软公司的“Media Player”。用户可以将图形、声音和动画数据组合成一个ASF格式的文件，也可以将其他格式的视频和音频转换为ASF格式，而且用户还可以通过声卡和视频捕获卡将诸如麦克风、录像机等外设的数据保存为ASF格式。
RealNetworks公司的Real
流媒体技术的音视频文件格式采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”。
RealNetworks公司的RealMedia它包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三类文件，其中RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据，RealVideo用来传输不间断的视频数据，RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司联合推出的一种高压缩比的动画格式，这类文件的后缀是.rm，文件对应的播放器是“RealPlayer”。
流媒体技术的音视频文件格式采用流媒体技术
流媒体技术的音视频文件格式采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”。
苹果公司的QuickTime。这类文件扩展名通常是.mov，它所对应的播放器是“QuickTime”此外，MPEG、AVI、DVI、SWF等都是适用于流媒体技术的文件格式。
小结多媒体通信体现了多媒体技术与通信技术
小结多媒体通信体现了多媒体技术与通信技术的结合，是当今多媒体技术发展的一个主要方向。多媒体通信网络大致可分为3类：基于电信网的多媒体信息传输、基于计算机网的多媒体信息传输和基于有线电视网的多媒体信息传输。在目前种类繁多的多媒体通信系统中，具有代表性的有：可视电话、电视会议系统、视频点播系统、IP电话等。多媒体通信将是“信息高速公路”的主体通信业务，也是未来通信发展的方向。
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