多媒体通信技术.docx

1、多媒体通信技术第一章媒体的定义 指信息传递和存取的最基本的技术和手段， 由此可知， 在谈到多媒体技术中的“媒体”一词时， 往往不是指媒体本身， 而是指处理和应用它的一套技术。 媒体共有五类： 感觉媒体(Perception Medium) 表示媒体(Representation Medium) 显示媒体(Presentation Medium) 存储媒体(Storage Medium) 传输媒体(Transmission Medium) 超文本与超媒体的组成要素 节点 链 网络多媒体通信技术是多媒体技术与通信技术相结合的产物。 它兼收并蓄了计算机的交互性、 多媒体的复合性、 通信网的分布性以及

2、广播电视的真实性等优点并把它们融为一体， 向人们提供了综合的信息服务。 从另外一个角度看， 多媒体通信技术是多媒体技术与通信技术发展到一定程度的必然产物： 多媒体通信的特征 集成性 交互性 同步性多媒体通信的关键技术 多媒体信息处理技术 多媒体通信的网络技术 多媒体通信的终端技术 移动多媒体通信的信息传输技术 多媒体数据库技术第二章为什么压缩 多媒体信息的压缩技术是多媒体通信领域中的关键技术之一， 不能对多媒体数据进行有效的压缩， 就难以保证通信的顺利进行。 由于多媒体数据中存在大量的冗余，因而我们说多媒体数据是可以被压缩的。冗余类型 空间冗余 时间冗余 信息熵冗余 结构冗余 知识冗余 视觉冗

3、余空间冗余是在图像数据中经常存在的一种冗余。 时间冗余是活动图像和语音数据中经常包含的冗余。 数据压缩技术的性能指标：压缩比 重现质量 压缩和解压缩的速度第三章音频数字化（p23）简述ip电话的原理及工作过程Ip电话泛指以ip为网络层协议的计算机网络中进行话音通信的系统，即通过ip网络传送语音基本原理：使用语音压缩算法对语音数据进行压缩编码，再按ip协议将这些语音数据打包，并通过ip网络将语音ip包分组传输到目的地，最后经解压处理，还原成原来的语音信号IP电话有多种实现方式， 如电话机到电话机或PC、 PC到电话机或PC和以太电话机到以太电话机或PC等。1、电话机到电话机实现方式是： 首先通过

4、程控电话交换机将传统电话机连接到IP电话网关上， 通过电话号码在IP网上呼叫， 发送端网关鉴别主叫用户， 在翻译电话号码/网关IP地址后， 发出IP电话呼叫， 并与最近的被叫网关连接， 同时完成话音编码和打包， 最后接收端网关实现拆包、 解码和连接被叫。 2、在电话到PC或PC到电话的实现方式中， 由网关负责IP地址和电话号码的对应和翻译， 并完成话音编解码和打包。 以太电话机是一种新型IP电话终端设备， 它通过以太网络接口直接连接至Internet， 可通过IP地址或E.164标准电话号码， 直接呼叫普通电话机或PC。 3、最初实现方式是PC到PC， 即利用IP地址发出呼叫， 并采用语音压缩

5、打包传送方式， 在Internet上实现实时话音传送。 看看 IP电话系统结构示意图 IP电话系统主要由IP电话终端、 网关和网守等几部分构成， 如图3.6-1所示。 其中， IP电话终端有传统电话机、 配备有IP电话软件（如Netmeeting）的多媒体PC机和以太电话机等。 如果使用传统电话机， 则需要通过网关设备或适配器进行数据转换， 才能形成IP网数据包。 IP电话网关为IP网络与电话网之间提供接口， 用户通过PSTN本地环路与IP网关相连， 该网关负责把模拟信号转换为数字信号， 并压缩打包， 形成可以在Internet 上传输的IP分组语音信号， 然后通过Internet传送至被叫用

6、户的网关端，由被叫端网关对IP数据包进行解包、 解压和解码， 还原为可识别的模拟语音信号， 再通过PSTN传送至被叫方的终端。 第四章求熵字符串长度为 10，字符 a, b, c 分别出现了 5, 3 ,2 次，则 a b c 在信息中出现的概率分别为 0.5, 0.3, 0.2，他们的熵分别为：Ea = -log2(0.5) = 1Eb = -log2(0.3) = 1.737Ec = -log2(0.2) = 2.322 整条信息的熵也即表达整个字符串需要的位数为：E = Ea * 5 + Eb * 3 + Ec * 2 = 14.855 位哈夫曼编码 （p75） 图像数字化的过程主要包括

7、那些步骤？与音频数字化有和区别？ 多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的图像函数进行空间和幅值的离散化处理。图像数字化过程 这个过程中最主要的是采样和量化两个离散化过程，两种离散化结合在一起，叫做数字化，离散化的结果称为数字图像。1.采样对连续图像彩色函数 ，沿x方向以等间隔x采样，采样点数为N，沿y方向以等间隔y采样，采样点数为N，于是得到一个NN的离散样本阵列 。为了达到由离散样本阵列以最小失真重建原图的目的，采样密度（间隔x与y）必须满足香农采样定理。2. 量化采样是对图像函数 的空间坐标 进行离散化处理，而量化是对每个离散点-像素的灰度或颜色样本进行数字化处理。具体说，就是在样本

8、幅值的动态范围内进行分层、取整，以正整数表示。第五章动态的图像/音频格式静态的图像/音频格式流媒体（Streaming Media）指在网络中使用式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。第六章多媒体通信对通信网的要求1、 吞吐要求吞吐需求具体有以下三个方面：(1) 传输带宽要求。(2) 存储带宽的要求。(3) 流量要求。2 实时性和可靠性要求3. 时空约束4. 分布处理要求RTP、PSTP、RSVP在多媒体通信中的作用（名词解释） 实时传输协议(Real-time Transport Protocol, RTP)是一种独立于应用程序的协议规范，用来解决ip网上为传送实时数据包的一种

9、IETF标准协议。RTP主要用于承载多媒体数据，提供端对端网络传输功能， 适合通过组播和点播传送实时数据， 如视频、 音频和仿真数据。 RTP没有涉及资源预订和质量保证等实时服务。 实时流协议RTSP（Real Time Streaming Protocol）是由RealNetworks和Netscape以及哥伦比亚大学共同提出的。 它是从RealNetworks的“RealAudio”和 Netscape的“LiveMedia”的实践和经验发展来的。 该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。 RTSP是应用层协议， 与RTP、 RSVP一起设计来完成流式服务。 RTS

10、P有很大的灵活性， 可被用在多种操作系统上， 它允许客户端和不同厂商的服务平台交互。 RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上， 它使用RTP完成数据传输， 可控制流式媒体数据通过网络传输到客户端。 RTSP可以保持用户计算机与传输流业务服务器之间的固定连接， 用于观看者与单播（Unicast）服务器通信并且还允许双向通信， 观看者可以同流媒体服务器通信。 提供类似“VCR”形式的例如暂停、 快进、 倒转、 跳转等操作。 操作的资源对象可以是直播流也可以是存储片段。 RTSP还提供选择传输通道， 如使用UDP还是多点UDP或是TCPRSVP（Resource Reserve Protoco

11、l）是一个资源预约协议。 提供一种有效的资源预约方式， 可以有效地描述应用程序对资源的需求。 RSVP建立在IP协议之上， 可以利用IP数据报传输RSVP消息。RSVP是一个单工协议， 只在一个方向上预订资源。 特别的， RSVP是一个面向用户端协议， 由信宿负责资源预订， 可以满足点到多点群通信中客户端异构的需求， 每个客户端可以预订不同数量的资源， 接收不同的数据流。 第七章接入网（AN， Access Network）， 也称为用户接入网， 是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）及为传送电信业务所需承载能力的系统组成的， 经维护管理接口（Q3接口）进行配置和管理。 接入网

12、的功能结构接入网可支持以下五大功能：（1） 传送功能： 提供由多接入段（如馈送段、 分配段、 引入段等）组成的公共传送通道， 并完成不同传输媒体间的适配。 具体功能包括复用、 交叉连接、 物理媒体提供等。 （2） 核心功能： 完成用户网络接口承载体或业务节点接口承载体至公共承载体的适配， 如复用和协议处理等。 （3） 用户端口功能： 完成用户网络接口的特定要求及核心功能和系统管理功能的适配， 如信令转换、 A/D转换、 用户网络接口承载信道和承载能力的处理。 （4） 业务端口功能： 完成业务节点接口的特定要求至公共承载体的适配， 供核心功能处理， 同时提取相关信息供系统管理功能处理。（5） 系

13、统管理功能： 通过Q3接口或中介设备与电信管理网接口， 协调接入网各种功能的提供、 运行和维护， 包括配置和控制、 故障检测和指示、 性能数据采集等。 同时还负责通过业务节点接口协议协调业务节点的操作功能， 通过用户网络接口协议协调用户终端的操作功能。ADSL英文全称为Asymmetric Digital Subscriber Line，即非对称数字用户线。ADSL技术是一种在普通电话线上进行高速传输数据的技术，它使用了电话线中一直没有被使用过的频率，所以可以突破调制解调器速度的极限简述ADSL工作原理和典型应用ADSL工作原理 ADSL采用离散多音频（DMT）技术，将原先电话线路01.1MH

14、z频段划分成256个频宽为4.3kHz的子频带。其中，4kHz以下频段仍用来传送POTS（传统电话业务）；20kHz138kHz的频段用来传送上行信号，138kHz1.1MHz的频段用来传送下行信号。DMT技术可根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数，以便更充分地利用线路。ADSL主要提供两种应用：高速数据通信和交互视频。简述光纤接入技术特点及其发展趋势光纤接入技术实际就是在接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路（FITL，Fiber In The Loop），实现用户高性能宽带接入的一种方案*分析多媒体通信接入技术的发展趋势因此，可以说接入网的引入给通信网带来新的变革，使

15、整个通信网络结构发生了根本的变化。过去，接入网的主要接入手段是铜线接入，由于受传输损耗、传输带宽及噪声等的限制和影响，它已越来越难以满足电信新业务发展的需求，并逐步成为宽带综合业务数字网的瓶颈所在，数字化、宽带化正成为发展的趋势。 近来，随着技术成本的持续下降、电信市场的日益开放以及以IP为代表的数据业务的爆炸式增长，网络的带宽与容量再次成为热门话题。以美国为代表的发达国家的骨干网正向超高速和超大容量的方向发展，高达160Gbps的波分复用系统已投入应用。由于市场需求的推动，宽带接入技术这几年有了较大发展，呈现百花齐放的状态。基于铜线的接入技术有xDSL（HDSL、ADSL、VDSL）、Cab

16、leModem等；基于光纤的接入技术有PON等；另外还有固定无线接入技术。这给运营商扩大了技术选择余地。 DSL向新一代技术演进 以ADSL技术为代表的xDSL技术最近几年走上了发展“快车道”。在快速发展的同时，ADSL从第一代ADSL技术向新一代ADSL技术演进。随着ADSL应用的不断推广和宽带业务需求的不断变化，基于G.992.1/G.992.2的ADSL技术在业务开展、运维等方面都暴露出了一些难以克服的弱点。比如，第一代ADSL技术所支持的线路诊断和检测能力较弱，随着用户数的不断增多，如何实现用户终端的远程管理以及线路的自动测试成为运营商十分头疼的事；单一的ATM传送模式难以适应网络IP

17、化的趋势；较低的传输速率难以满足一些高带宽业务的开展，如流媒体业务等。 针对上述情况，ITU-T早在两三年前就通过了ADSL2（G.992.3）和ADSL2+（G.992.5）两个新一代ADSL技术标准，促使全球的运营商更好地开展ADSL业务、用户更好地享用ADSL业务。ADSL2/2+在第一代ADSL的基础上增加了一些新的特性，在性能、功能方面有较大改进，其突出特点和主要改进有：扩大了覆盖范围、提高了数据速率，特别是ADSL2+将频谱范围从1.104MHz扩展到2.208MHz，使下行速率大大提高（最高可达25Mbps以上）；拓展了应用范围，ADSL2/2+增加了PTM（分组传送模式），能够

18、更加高效地传送日益增长的以太网和IP业务；增强了线路故障诊断和频谱控制能力，能很好地支持双端测试功能，支持部分单端测试功能；增加了速率适配能力，能在不影响业务的情况下动态调整速率以适应变化的线路条件；增加了节能特性，局端设备和用户端设备都能在业务量小或没有业务的情况下进入低功率模式或休眠状态；支持多线对速率捆绑，可以实现更高的数据速率。值得指出的是，新一代ADSL技术虽然推出了ADSL2和ADSL2+两个标准，但ADSL2标准只是为ADSL2+标准的最终推出作铺垫的，新一代ADSL技术将以ADSL2+技术的形式得到推广和应用。 VDSL技术逐渐发展 VDSL技术一直是一个有争议的技术，其标准走

19、向以及它与蓬勃发展的ADSL技术之间的关系，成为决定VDSL技术生命力的关键要素。就标准问题而言，无论是国际的四波段标准还是国内的三波段标准，都未对QAM和DMT两种调制方式作任何界定，致使业界长期存在着对这两种标准的争论，面临着对这两种调制方式的选择。QAM方式技术简单、容易开发，DMT方式相对复杂一些。 虽然一方面随着ADSL2+技术的发展，很多人对VDSL技术的应用前景产生了怀疑，但另一方面VDSL技术在双向对称性和短距离范围内的高带宽性方面无可比拟的优势让人们对VDSL技术也有几分期待。可以说，运营商对这两种技术的选择十分矛盾。从长远来看，采用DMT调制方式是VDSL技术发展的必由之路

20、，VDSL2与ADSL2+的兼容性使业界对DSL技术的发展有了明确的思路：在VDSL2标准成熟前可以优先发展ADSL/ADSL2+技术，待VDSL2标准和技术发展成熟后，平滑过渡到VDSL2解决方案，在技术选择上使运营商避开了风险。 光纤接入逐步取得实际应用 光纤接入网越来越受到运营商、设备商甚至是政府的重视。特别是作为光纤接入最有发展前景的宽带PON技术，正面临前所未有的机遇。接入网的长远目标是实现光纤到户（FTTH），本着这样的目标，大多数运营商都在积极推动接入网的光纤化进程，目前大城市已基本实现了光纤到小区、光纤到大楼，但受用户需求、成本和业务定位诸多因素的影响，光纤到户的进程一直比较缓

21、慢。虽然近年来比较热门的光接入技术EPON，受到越来越多的关注，有关EPON的试验项目正在逐步开展，在一些竞争比较激烈的地区，EPON甚至被运营商用于抢占网吧客户，但是实现光纤到户仍需要相当长的时间。 EPON是在一些设备商的推动下产生的，旨在将目前最为简单和应用最为广泛的以太网技术与PON系统相结合，以点对多点的方式解决以太网接入问题。EPON采用8B/10B码型，利用以太网控制帧来传送信息，是基于以太网帧结构、TDMA方式的宽带PON技术。EPON支持1.25Gbit/s对称速率，支持10km和20km两种最大传输距离，支持的用户分支数为32路或16路。EPON技术相对简单、速率高、可扩展

22、性强，能够以较低成本高效率地传送IP业务，与APON相比，具有更宽的带宽、更低的价格和更强的宽带业务能力。有些厂商还对EPON系统进行了改造，通过类似TDM方式定时发送分组信号来传送实时性要求强的信号，从而很好地支持TDM业务。 除了EPON外，PON技术的典型代表还包括具有Gbit/s传送能力的GPON技术，而曾经风云一时的APON由于技术复杂、设备价格高，加之ATM网络在市场的萎缩，很难在将来的光纤接入市场中占有一席之地。 GPON是由运营商驱动的解决方案。在GPON标准制定初期，将FSAN中运营商成员的业务要求收集起来形成GSR（GPON业务要求）文件，并作为提交给ITU-T的标准之一，

23、编号为G.GPON.GSR，GSR文件是GPON标准形成的基础。为了按照GSR中所描述的运营商业务需求定义一种传输速率更高，能高效支持多种业务，包括电路业务（TDM、PDH和SONET/SDH）、ETHErNET（10Mbps/100Mbps）业务、ATM业务、专线业务等，并具有强大OAM功能和扩展能力的宽带PON技术，GPON引入了一个新的传输汇聚子层，采用ITU-TG.7041定义的GFP(通用成帧规程)协议用于多种业务的映射封装，将任何类型和任何速率的业务保持原有格式封装后由PON系统传输。根据帧封装格式，GPON可以支持622Mbit/s、1.25Gbit/s和2.5Gbit/s上下行

24、对称速率以及2.5Gbps/1.25Gbps非对称速率；支持的物理传输距离不小于20km；支持的用户分支数不小于64路。GPON技术类似于MSTP技术，试图通过一个平台解决多种信号的传送与QoS问题。 * * * 总之，DSL技术特别是ADSL在相当长一段时间内仍是主流技术，还有相当大的增长空间，目前还要开发新的、高带宽需求的业务，使用户不仅上网浏览。从DSL技术本身发展来看，ADSL2+的应用将加速，但产品必须可以实现ITU-T标准所规定的功能并满足互操作要求。采用DMT调制的VDSL2实现与ADSL2+的后向兼容，将是VDSL发展的方向。而光纤接入虽然有了一些应用，但高成本依然限制了技术的

25、应用，特别是光器件、光纤、光接续等技术，其成本能否快速降低在很大程度上决定了光接入技术的发展。FTTH光纤接入成为主流技术还需要时间。但无论如何，光纤应该最大限度地贴近用户，增大光单元（ONU)数量，减少铜缆长度，一方面可以开通更高速率xDSL，另一方面也为向光纤入户FTTH过渡做准备。第八章多媒体通信终端是由搜索、 编解码、 同步、 准备和执行等五个部分以及I协议、 B协议、 A协议等三种协定组成的多媒体通信终端的关键技术开放系统模式人机和通信的接口技术多媒体终端的软、硬件集成技术多媒体信源编码和数字信号处理技术多媒体终端应用系统功能：多媒体通信系统的用户通过多媒体通信终端对多媒体信息进行访

26、问，这些终端通过高速通信网络连接起来，共享多媒体信息。多媒体计算机终端与多媒体通信终端的区别 多媒体通信终端要求能处理速率不同的多种媒体，能和分布在网络上的其他终端保持协同工作，能灵活地完成各种媒体的输入/输出、 人机接口等功能。 而多媒体计算机是能够对文本、音频和视频等多种媒体进行逻辑互连、获取、编辑、存储、处理、 加工和显现的一种计算机系统，并且多媒体计算机还具备良好的人机交互功能。 在多媒体计算机系统上，增加多媒体信息处理部分、 输入/输出部分以及与网络连接的通信接口等部分， 就构成了基于计算机的多媒体通信终端。 从这个意义上可以将基于计算机的多媒体通信终端看成是多媒体计算机功能的扩展。

27、 第九章多媒体同步就是保持和维护各个媒体对象之间和各个媒体对象内部存在的时态关系，组织多种媒体序列以实现某种特定的表现任务。 LDU（Logical Data Unit： 逻辑数据单元）各种媒体信息经数字化和编码之后形成的数据根据其与时间的关系可分为连续媒体数据（实时媒体数据）和离散媒体数据（静态媒体数据）。 连续媒体数据可以看成是由逻辑数据单元LDU构成的时间序列第十章 多媒体会议系统又称视频会议系统或会议电视，是融计算机技术、通信网络技术、 微电子技术于一体的产物，它要求将各种媒体信息数字化， 利用各种网络进行实时传输并能与用户进行友好的信息交流。多媒体会议系统与传统会议系统的区别，并分析

28、多媒体会议系统的关键技术多媒体会议系统的基本特征是： 通过视频会议系统设备远程地参加会议或交流； 合作工作不受地理位置分离的限制； 通信涉及到多个参与者站点之间的连接， 以及在这些连接之上的操作； 会话可以通过视频、 音频以及共享应用空间来进行； 连接不限于用户之间， 媒体播放器或记录器也可以当作连接方； 除了非实时性的电子邮件或传真连接外， 连接主要用于建立“活动”的会话简述VOD视频服务器的工作原理及其服务策略*分析多媒体通信技术的发展趋势 就像多媒体通信技术的产生一样， 它的发展也将随着通信技术、 电视技术和计算机技术的发展而同步前进。 在今后的多媒体通信技术的发展中， 网络技术、 终端

29、技术和信息处理技术仍属发展的关键技术所在。 1. 多媒体通信的网络技术 多媒体通信的网络技术总的发展趋势是信息传输的超高速和网络功能的高度智能化。 随着网络体系结构的演变和宽带技术的发展， 传统网络向下一代网络（NGN）的演进是不可避免的大趋势， 基于软交换（Soft switch）的下一代网络开展的传统的话音业务和多媒体业务的商业应用已逐步出现。 从发展的角度来看， NGN是传统基于时分复用（TDM）的PSTN逐步向基于IP/ATM的分组网络的演进， 是PSTN与分组网融合的产物。 从网络的角度看， 以软交换为核心， 结合媒体网关、 信令网关、 互联电路交换网和分组网， 以实现业务层的融合和

30、网络的统一管理。随着网络应用加速向IP汇聚， 网络将逐渐向着对IP业务最佳的分组化网(特别是IP网)的方向演进和融合是历史的必然， 融合将成为未来网络技术发展的主旋律。 2. 多媒体通信的信息处理技术 信息处理技术一直是多媒体通信中的一个关键部分， 它包括多媒体信息的分布处理和各种媒体的信息压缩处理。 3. 多媒体通信的终端技术 随着半导体集成技术的发展， 处理器处理多媒体信息的能力不断加强， 使多媒体通信终端体积越做越小， 性能却越来越强， 小型化且使用简单是多媒体通信终端发展的趋势。 宽带、 高质量、 演播室级的多媒体通信终端也是今后发展的另一个方向。 另外， 为了满足多媒体网络化环境的要求， 多媒体通信终端在硬件结构不断优化的同时还需对软件作进一步的开发和研究， 使多媒体通信终端向部件化、 智能化和嵌入化的方向发展， 机顶盒