【正文】 h time) (time dependency) (bidirectional symmetry),信道的對(duì)稱(chēng)性 ? (時(shí)變吞吐 ) 多媒體傳輸按特點(diǎn)分類(lèi)為： （ 1） . 恒定比特率傳輸 (constant bitrate traffic) ? CDROM應(yīng)用，以恒定比特率產(chǎn)生輸出。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)極度擁塞時(shí) ， 這個(gè)參數(shù)有時(shí)比端到端延遲更能描述網(wǎng)絡(luò)性能 。 （ 3） .網(wǎng)絡(luò)延遲 (work delay)：由轉(zhuǎn)送延遲及傳輸延遲組件組成 。 該參數(shù)僅僅與所經(jīng)過(guò)的距離有關(guān) ， 同時(shí)在使衛(wèi)星鏈路時(shí)該參數(shù)意義重大 。 ?分組差錯(cuò)率 (PER):出錯(cuò)或損壞的平均 packet數(shù)與所傳輸?shù)膒acket總數(shù)之比。相關(guān)的主要開(kāi)銷(xiāo)有： ? 多站點(diǎn)方式中，信息是從中心源站點(diǎn)傳送給多個(gè)接收者 ? 監(jiān)控場(chǎng)合 (Monitoring Scenario)，其中從多個(gè)源點(diǎn)來(lái)的信息被傳送給同一個(gè)接收者。 ? 單站點(diǎn)方式的應(yīng)用涉及客戶(hù) /服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，諸如 ?電子購(gòu)物 ?在線(xiàn) (電子 )銀行 ?點(diǎn)播電視 (videoondemand) ?多媒體電子郵件之類(lèi)的應(yīng)用 ?…… 多站點(diǎn)傳送方式 ? 一對(duì)多的 遠(yuǎn)程教學(xué) (distance learning)或電視報(bào)告會(huì) ? 多對(duì)多的 電視會(huì)議 ? 多對(duì)手通信模式 ，稱(chēng)作 MIM(Multiparty Interactive Multimedia)即群體交互式多媒體。多媒體信息的傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出了較高的要求 ? 學(xué)習(xí)重點(diǎn)： – 分布式多媒體應(yīng)用對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求 – 多媒體通信的服務(wù)質(zhì)量－ QOS – 多媒體通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 – 多媒體通信協(xié)議 ,IPv6 、 RTP、 RTCP、 RTSP、 RSVP等 – 因特網(wǎng)的改造方案 – 流媒體技術(shù) – 組播技術(shù) – 下一代網(wǎng)絡(luò) NGN及軟交換 ? 多媒體網(wǎng)絡(luò)需求和性能 ? 高網(wǎng)絡(luò)帶寬 ? 低傳輸延遲 ? 網(wǎng)絡(luò)帶寬穩(wěn)定 ? 對(duì)傳輸可靠性要求相對(duì)較低 ? 支持組播技術(shù) ? 支持服務(wù)質(zhì)量（ Quality of Service）機(jī)制 ? 近年來(lái)，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)都日益向分布式信息領(lǐng)域發(fā)展，如圖所示列舉了幾個(gè)這方面的例子。 自然的 自然的 電子的 電子的 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)化 內(nèi)容 數(shù)字 網(wǎng)絡(luò) 辦公室工作方式 戶(hù)外游戲 圖書(shū)館檢索 商店購(gòu)物 家庭 PC 工作方式 電子游戲 CD 檢索 CD 購(gòu)物 遠(yuǎn)程工作臺(tái)合作方式 多對(duì)手交互式游戲 在線(xiàn)服務(wù)形式的檢索 因特網(wǎng)上購(gòu)物方式 ? 對(duì)等 (peertopeer)及不 對(duì)等 (multipeer)通信 多媒體通信涉及兩種基本模式： ? 單站點(diǎn)傳送： 有兩個(gè)對(duì)等通信方，或稱(chēng)對(duì)手 (peers)，因而把這種通信方式稱(chēng)作是一對(duì)一的。 ? CSCW即計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作 (Computer Supported Collaborative Work)。 ? 動(dòng)態(tài)交互的應(yīng)用實(shí)例： ?多媒體電視會(huì)議 ?CSCW ?Virtual Cafe(虛擬咖啡廳 ) CSCW與 Virtual Cafe的不同在于 ， 對(duì) CSCW的訪(fǎng) 問(wèn)是受控制 ， 而 Virtral Cafe則不同 。 約 3%開(kāi)銷(xiāo)用于 SONET ?幀差錯(cuò)率 (適用于 ATM網(wǎng)絡(luò) ):出錯(cuò)幀數(shù)與所傳輸?shù)目値瑪?shù)之比。 （ 2） .(塊 )傳輸延遲 (transmission delay)：定義成端到端之間傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)塊所需的時(shí)間 。 （ 4） .接口延遲 (interface delay)：定義成發(fā)送方開(kāi)始準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)塊和網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備傳輸該數(shù)據(jù)塊這段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的延遲 。 (delay jitter)或 延遲抖動(dòng) (delay variation) ? 延遲波動(dòng)： 如果網(wǎng)絡(luò)能在相同的執(zhí)行時(shí)間內(nèi)傳送所有這些數(shù)據(jù)塊，而各數(shù)據(jù)塊不能在相同的延遲后到達(dá)目的地。 ? 一些涉及 CBR數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)應(yīng)用，也必須按恒定比特率來(lái)傳送這些數(shù)據(jù)流。這種突變傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是在相對(duì)空閑的隨機(jī)時(shí)段中散布著突變數(shù)據(jù)。而在一運(yùn)動(dòng)的視頻畫(huà)面里，壓縮算法將為各幀產(chǎn)生新數(shù)據(jù)用來(lái)表示物體的運(yùn)動(dòng)。 – 視頻會(huì)議經(jīng)驗(yàn)表明，為了使會(huì)議參加者不受影響，延遲最多只能為 150ms。 ? 多媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)需求 ?高傳輸帶寬需求 ?大存儲(chǔ)帶寬的需求 ?流 (量 )需求 兩個(gè)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) : ISO MPEG吞吐量定在 80Mbps之間 ITU 64kbps到 2Mbps之間 多媒體應(yīng)用的吞吐量需求大約在 (單工通信 )： 音頻和視頻合用 廣域傳輸開(kāi)銷(xiāo)， H. 261使用 6 64kbps，即 384kbps的吞吐能力 ? 2. 可靠性 (reliability， 差錯(cuò)控制 )需求 ? 容許錯(cuò)誤存在的原因是源于人類(lèi)感知能力的局限。 具有延遲上限的通信屬于同步通信的范疇。 ? 服務(wù)質(zhì)量 (Quality of Service， Qos)用來(lái)衡 量涉及多媒體應(yīng)用時(shí)網(wǎng)絡(luò)的工作質(zhì)量。 多媒體對(duì)象 最大延遲/ms 最大延遲抖動(dòng) /ms 平均吞吐量Mb/s 可接受的比特差錯(cuò)率 語(yǔ)音 10 101 視頻（ TV） 10 100 102 壓縮視頻 1 2? 10 106 數(shù)據(jù) 1 1? 100 0 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 10 0 圖像 1 2? 10 109 2. 常見(jiàn)媒體的 QoS參數(shù)要求 ? 資源預(yù)訂和規(guī)劃 如果某個(gè)應(yīng)用事先“知道”它需要從網(wǎng)絡(luò)獲得哪些資源，比如要求某種具體的帶寬分布，那么網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用就可以為此作相應(yīng)的預(yù)訂。這種功能稱(chēng)作是進(jìn)入控制。這些承諾無(wú)論是統(tǒng)計(jì)來(lái)的或是無(wú)條件的，取決于用戶(hù)與網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)商。 – 還可以利用分層壓縮法將重要信息，如運(yùn)動(dòng)矢量，DCT的低頻分量或基本的信息，用高質(zhì)量的信道傳輸，標(biāo)以高優(yōu)先級(jí)別。 ? TCP/IP 四層協(xié)議 應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)際層 網(wǎng)絡(luò) 接口層 主機(jī) A 主機(jī) B 路由器 網(wǎng)絡(luò) 2 網(wǎng)絡(luò) 1 應(yīng)用層 運(yùn)輸層 網(wǎng)際層 網(wǎng)絡(luò) 接口層 網(wǎng)際層 網(wǎng)絡(luò) 接口層 4 3 2 1 TCP/IP 事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 。 (2)1990年 —2023年 ， 高速局域網(wǎng) (100Mbps)， 窄帶 ISDN光纖網(wǎng)絡(luò) ， 提供瀏覽 、 圖形 、 聲音 、 電子郵件和靜止圖像傳送 。 ? – 千兆以太網(wǎng)聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的 1000Mbps以太網(wǎng)技術(shù) ， 已作為 IEEE ， 千兆以太網(wǎng)技術(shù)顯著地提高了網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬 ， 可用在任何規(guī)模的局域網(wǎng)的通信中 。在大負(fù)載情況下，它對(duì)各應(yīng)用的訪(fǎng)問(wèn)延遲或可用帶寬不加控制。 IEEE已將 FDDI確定為 IEEE 。 – 由于它專(zhuān)用于數(shù)據(jù)傳輸， 不能為不同媒體選擇不同協(xié)議、不能動(dòng)態(tài)分配帶寬， 所以對(duì)多媒體通信支持有局限性。 ? 4. ATM – 基于分組交換的異步傳輸模 （ Asynchronous Transfer mode, ATM） ATM網(wǎng)為多媒體流提供了足夠的帶寬。再通過(guò) IP v RSVP和區(qū)分服務(wù)等協(xié)議協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)資源，提供 QoS保證和特性化服務(wù)，以滿(mǎn)足應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的需求。 幀中繼實(shí)質(zhì)上是由 ：它一方面繼承了 ， 如提供統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能 、 永久虛電路 、 交換虛電路等；另一方面又改進(jìn)了 。 隨著分布多媒體廣泛應(yīng)用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)支持多媒體通信的能力提出越來(lái)越高的要求，原來(lái)的協(xié)議顯示出明顯的不足 ,近幾年來(lái)提出一些基于 TCP/IP的多媒體通信協(xié)議 ? 2. ST Ⅱ 協(xié)議 ST Ⅱ 協(xié)議是面向發(fā)送方的 ， 由發(fā)送方規(guī)定 QoS和接收組 。 ? 3. RSVP協(xié)議 （ Resource reSerVation Protocol）是 一種基于網(wǎng)絡(luò)資源保留的多媒體通信協(xié)議，通過(guò)建立連接，為特定的媒體保留資源，提供 QoS服務(wù)。 ? 因特網(wǎng)的演進(jìn) ? 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最初是為傳送數(shù)據(jù)信息設(shè)計(jì)的 。 ? 因特網(wǎng)是非等時(shí)的 ? 模擬的多媒體信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào) ， 再組裝成分組 。 t t 因特網(wǎng) t 模擬信號(hào) t 采樣后的信號(hào) 構(gòu)成分組 恒定速率 非恒定速率 ? ? 多媒體數(shù)據(jù)往往是 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) (real time data)，它的含義是：在發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同時(shí)，在接收端邊接收邊播放。圖中標(biāo)明的 T 叫做 播放時(shí)延 。 ? 以非恒定速率到達(dá)的分組，經(jīng)過(guò)緩存后再以恒定速率讀出，能夠在一定程度上消除了時(shí)延的抖動(dòng)。 丟失容忍 (loss tolerant)也是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要特點(diǎn) 。 ? 針對(duì)分組丟失可以采用冗余糾錯(cuò)技術(shù)、交錯(cuò)傳輸技術(shù)和插值技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。 ?在現(xiàn)有的基于 TCP/IP協(xié)議的因特網(wǎng)基礎(chǔ)上增加鏈路帶寬 ,并使用一些輔助手段（ FEC、 RTP、 RTCP、 IGMP、 ） . ? 因特網(wǎng)的多媒體體系結(jié)構(gòu) TCP UDP AAL 3/4 AAL 5 PPP SDH/SONET ATM 以太網(wǎng) 調(diào)制解調(diào)器 信令 服務(wù)質(zhì)量 IPv4/IPv6 RTSP RTCP RSVP SIP RTP PPP 應(yīng) 用 層 協(xié) 議 聲音 /視像 SDP ? 背景 ：用戶(hù)已不再滿(mǎn)足在網(wǎng)絡(luò)資源中僅有文本、圖片和聲音這一類(lèi)簡(jiǎn)單的信息，而是希望得到音頻、視頻并茂的實(shí)時(shí)媒體。 ? 多媒體數(shù)據(jù)塊經(jīng)壓縮編碼處理后，先送給 RTP 封裝成為 RTP 分組，再裝入運(yùn)輸層的 UDP 用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)，然后再交給 IP 層。 ? RTP本身不提供任何機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)的按時(shí)發(fā)送或保證服務(wù)的質(zhì)量，甚至不能保證分組的順序遞交。 ? 在接收端， RTP 分組通過(guò) UDP 插口接口進(jìn)入應(yīng)用層后，還要利用開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)的程序代碼從 RTP 分組中把應(yīng)用數(shù)據(jù)塊提取出來(lái)。因此，常見(jiàn)的 RTP 分組以十六進(jìn)制數(shù) 0x80 開(kāi)頭 M（ marker，標(biāo)志） 凈荷類(lèi)型 （ payload type， PT ） SN（ sequence number，序列號(hào)）：每發(fā)送一個(gè) RTP 分組，序號(hào)加 1。 ? RTCP 分組也使用 UDP 傳送，但 RTCP 并不對(duì)聲音或視像分組進(jìn)行封裝。 ? 特定應(yīng)用分組 APP 使應(yīng)用程序能夠定義新的分組類(lèi)型。 ? 實(shí)時(shí)流式協(xié)議 RTSP (RealTime Streaming Protocol) ? RTSP 協(xié)議以客戶(hù)服務(wù)器方式工作，它是一個(gè)多媒體播放控制協(xié)議，用來(lái)使用戶(hù)在播放從因特網(wǎng)下載的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)能夠進(jìn)行控制，如：暫停 /繼續(xù)、后退、前進(jìn)等。因此， RTSP 又稱(chēng)為帶外協(xié)議，而多媒體流是使用 RTP 在帶內(nèi)傳送的。 ? IP 電話(huà)網(wǎng)關(guān)的幾種連接方法 分組交換 電路交換 電路交換 因特網(wǎng) PC 到 PC 公用電話(huà)網(wǎng) IP 電話(huà) 網(wǎng)關(guān) 因特網(wǎng) PC 到普通電話(huà)機(jī) 公用電話(huà)網(wǎng) IP 電話(huà) 網(wǎng)關(guān) 公用電話(huà)網(wǎng) IP 電話(huà) 網(wǎng)關(guān) 因特網(wǎng) 普通電話(huà)機(jī)到普通電話(huà)機(jī) ? (1) ? 是 ITUT 于 1996 年制訂的一個(gè)名稱(chēng)很長(zhǎng)的建議書(shū)， 1998 年的第二個(gè)版本改用的名稱(chēng)是“ 基于分組的多媒體通信系統(tǒng) ”。 ? 多點(diǎn)控制單元 MCU (Multipoint Control Unit)——MCU 支持三個(gè)或更多的 終端的音頻或視頻會(huì)議。 ? SIP沒(méi)有指定使用 RTP 協(xié)議 ， 但實(shí)際上大家還是選用 RTP 和 RTCP 作為配合使用的協(xié)議 。 ? 代理服務(wù)器接受來(lái)自主叫用戶(hù)的呼叫請(qǐng)求 ， 并將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳代理服務(wù)器 ， 最后將呼叫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給被叫用戶(hù) 。 ? SIP 使用了 HTTP 的許多首部、編碼規(guī)則、差錯(cuò)碼以及一些鑒別機(jī)制，它比 具有更好的可擴(kuò)縮性。 – 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)質(zhì)量可用若干基本的性能指標(biāo)來(lái)描述，包括可用性、差錯(cuò)率、響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、數(shù)據(jù)包丟失率、連接建立時(shí)間、故障檢測(cè)和改正時(shí)間等。 ? 如不采用專(zhuān)門(mén)的調(diào)度機(jī)制，則默認(rèn)排隊(duì)規(guī)則就是 先進(jìn)先出 FIFO (First In First Out)。 ? 按優(yōu)先級(jí)排隊(duì)的例子 高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列 分組到達(dá) 路由器 調(diào)度 分組離開(kāi) 路由器 分類(lèi)器 （服務(wù)員） 路由器 低 低 低 低 高 高 高 高 高 高 t 分組到達(dá)路由器 分組離開(kāi)路由器 路由器 高 高 高高 低 低 低 低 ? 加權(quán)公平排隊(duì) WFQ (Weighted Fair Queuing) 分組到達(dá) 路由器 調(diào)度 分組離開(kāi) 路