多媒體通信在各種網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)現(xiàn)

多媒體技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用MultimediaTechniqueDevelopingandApplication鄭世寶教授2002年7月3日12/22/20221多媒體技術(shù)概念多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

Internet與多媒體

DTV與多媒體多媒體網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)關(guān)鍵結(jié)語(yǔ)內(nèi)容提綱12/22/20222

Multimedia:

Video,Audio,Speech,Games,Image,Pictures,

多媒體

Teletex

廣義多媒體：集圖象、聲音、文字于一體的通信

狹義多媒體：集成實(shí)時(shí)視頻、音頻和數(shù)據(jù)的通信

計(jì)算機(jī)多媒體：Windows和Web瀏覽器，download應(yīng)用

通信多媒體：Videophone/VideoConference,DistantLearning

廣播多媒體：

DigitalTV1.多媒體的概念12/22/20223兩大分支:2.多媒體的發(fā)展歷程電信多媒體ITU-T廣播多媒體ITU-R，DAVIC12/22/20224電信多媒體的組成2.多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

(1)電信多媒體用戶CCodec通信網(wǎng)絡(luò)(DDN)Codec用戶A用戶B用戶管理服務(wù)器多點(diǎn)服務(wù)器ICP/ISP12/22/20225電信多媒體的特點(diǎn)：2.多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

(1)電信多媒體終端是雙向?qū)ΨQ的可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信——可視電話可以是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信——會(huì)議電視

可以是多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信——網(wǎng)上討論交換網(wǎng)12/22/20226電信多媒體的發(fā)展歷史

ITU-T

2.多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

——電信多媒體-模擬會(huì)議電視-數(shù)字會(huì)議電視-國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字會(huì)議電視12/22/20227廣播多媒體的組成2.電信多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

——廣播多媒體EncoderEncoderInternetMUXmodRC廣播前端HFC網(wǎng)絡(luò)DBS網(wǎng)DTTB網(wǎng)STBTVPCInternet廣播網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)者12/22/20228廣播多媒體的特點(diǎn)終端分為前端和用戶終端，單向或非對(duì)稱雙向分配網(wǎng)非對(duì)稱點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)可條件接收下載應(yīng)用服務(wù)點(diǎn)播2.電信多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

——廣播多媒體12/22/20229廣播多媒體的發(fā)展歷史傳統(tǒng)廣播電視

圖文電視雙向HFCDTV(DVB)DAVIC,ISO/IEC,ITU-R,DVB,ATSC2.電信多媒體技術(shù)發(fā)展歷程

——廣播多媒體12/22/202210多媒體通信系統(tǒng)一般構(gòu)成3.Internet與多媒體12/22/202211多媒體業(yè)務(wù)與適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)3.Internet與多媒體12/22/202212

Internet與IPv4,IPv63.Internet與多媒體12/22/202213附注：

3.Internet與多媒體第一層：物理層---TDDH，SDH，SONET第二層：鏈路層---PPP，PMP，ATM，LANE，Subnet第三層：網(wǎng)絡(luò)層---路由器，IP,IPv4,IPv6第四層：傳送層---DDP,TCP第五層：會(huì)話層(section)---RTP,RTCP,H.225.0第六層：表示層---H.25X,G7XX第七層：應(yīng)用層---AV1DATA,TC&M12/22/202214

IPv4的問(wèn)題3.Internet與多媒體–地址分配不便：IPv4是采用手工配置的方法來(lái)給用戶分配地址，這不僅增加了管理費(fèi)用，而且無(wú)法為那些需要IP移動(dòng)性的用戶提供更好服務(wù)。–地址資源行將枯竭：IPv4提供的IP地址位數(shù)是32位，也即1億個(gè)左右的地址。實(shí)際使用中，還要去除網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、劃分子網(wǎng)的開銷、路由器地址、保留地址等等，最后有效的地址數(shù)目比可用的地址總數(shù)還要低。隨著連接到Internet上的主機(jī)數(shù)目的迅速增加，有預(yù)測(cè)表明，所有IPv4地址將在2005～2010年間分配完畢。–路由表越來(lái)越大：由于IPv4采用與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的形式來(lái)分配地址，所以隨著連入網(wǎng)絡(luò)數(shù)目增加，路由器數(shù)目飛速增加，相應(yīng)地，決定數(shù)據(jù)傳輸路由的路由表也就不斷加大。龐大的路由表不僅增加了路由器的工作量，而且降低了Internet服務(wù)的穩(wěn)定性。12/22/2022153.Internet與多媒體

IPv6------

窮極想象力與IPV4相比較，IPV6較好地解決了上面提到的眾多問(wèn)題。具體如下:–IPv6將現(xiàn)有的IP地址長(zhǎng)度擴(kuò)大到128位，使地址數(shù)量大大增加。形象地說(shuō)，對(duì)于地球的每平方米都將有超過(guò)1000個(gè)IPv6。這將極大地滿足那些伴隨著網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備的出現(xiàn)而對(duì)地址增長(zhǎng)的需求，例如個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、移動(dòng)電話(MobilePhone)、家庭網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備(HAN)等。–主機(jī)自動(dòng)配置IP地址和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。IPv6繼承了IPv4的DHCP自動(dòng)配置服務(wù)。主機(jī)從DHCP服務(wù)器租借IP地址并獲得有關(guān)的配置信息（如缺省網(wǎng)關(guān)、DNS服務(wù)器等），由此達(dá)到自動(dòng)設(shè)置主機(jī)IP地址的目的。12/22/2022163.Internet與多媒體

—IPv6–IPv6對(duì)安全機(jī)制的增強(qiáng)可以簡(jiǎn)化安全虛擬專用網(wǎng)（VPN）的實(shí)現(xiàn)。為了加強(qiáng)Internet的安全性，防止諸如企業(yè)或機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊、機(jī)密數(shù)據(jù)被竊取等不幸事件的發(fā)生，Ipv6中包含了一套用于保護(hù)IP通信的IP安全協(xié)議（IPSec）。IPSec是IPv6的一個(gè)組成部分，也是IPv4的一個(gè)可選擴(kuò)展協(xié)議。–IPv6提供更好的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。IPv6除了可以有效的解決互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址的危機(jī)外，而且在提升互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能方面有了很大的提高。在IPv6中提供了對(duì)QoS的支持。在IPv6分組的頭部中定義了兩個(gè)重要參數(shù)：業(yè)務(wù)類別字段和流標(biāo)示字段。業(yè)務(wù)類別字段將IP分組的優(yōu)先級(jí)分為16個(gè)等級(jí)。對(duì)于那些需要特殊QoS的業(yè)務(wù)，可在IP數(shù)據(jù)包中設(shè)置相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，路由器根據(jù)IP包的優(yōu)先級(jí)來(lái)分別對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理。數(shù)據(jù)流標(biāo)志位用于定義任意一個(gè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，以便網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)能對(duì)這一數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，并作特殊的處理。12/22/202217–大分組的傳送更容易。

IPv6將支持包長(zhǎng)可達(dá)四兆字節(jié)的分組，并可確保IPv6能夠在任意的傳輸媒體上達(dá)到對(duì)可用帶寬的最隹利用。3.Internet與多媒體

—IPv6–IPv6支持組播功能。組播是一種可將信息傳遞給所有已登記了欲接收該消息的主機(jī)的功能，此功能可同時(shí)傳遞數(shù)據(jù)給大量的用戶，傳遞過(guò)程只會(huì)占有一些公共或?qū)Ｓ脦掗_銷而不會(huì)浪費(fèi)帶寬在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里廣播。IPv6還包含了一些限制組播消息傳遞范圍的一些特性，這樣，組播消息可以被局限在一個(gè)特定的位置，區(qū)域，公司或其它約定范圍，從而減少了帶寬的使用并可提供安全性。–提供具有服務(wù)質(zhì)量的圖像和其它實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)成為可能。利用必選的RSVP功能，用戶可在沿源點(diǎn)到目的地的路由器上預(yù)留帶寬。12/22/202218IPv6對(duì)流的支持3.Internet與多媒體

–在多媒體應(yīng)用日益廣泛的今天，因特網(wǎng)提供對(duì)多媒體的支持將有重大意義。多媒體的一般特點(diǎn)是帶寬要求高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。為此引入流的概念簡(jiǎn)化因特網(wǎng)對(duì)多媒體的處理。流是特定源和目的地間的報(bào)文序列，源要求中間路由器對(duì)這些報(bào)文進(jìn)行特殊處理。一般來(lái)說(shuō)，路由器收到流中報(bào)文后，根據(jù)流標(biāo)識(shí)符查找路由器中保存的流上下文，對(duì)流中的報(bào)文進(jìn)行同樣的處理，加快了報(bào)文處理速度。–IPv6在設(shè)計(jì)之初就考慮了對(duì)流的支持。IP頭的格式里，有專門的20bit流標(biāo)簽域。主機(jī)發(fā)送報(bào)文時(shí)，如果需要把報(bào)文放到流中傳輸，只需在流標(biāo)簽里填入相應(yīng)的流編號(hào)。否則在流標(biāo)簽里填零就作為一般的報(bào)文處理。路由器收到流的第一個(gè)報(bào)文時(shí)，以流編號(hào)為索引建立處理上下文，流中的后續(xù)報(bào)文都按上下文處理。12/22/202219–IPv6同時(shí)定義了流的優(yōu)先級(jí)，分別支持不同的業(yè)務(wù)需求。但是從目前的研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)先級(jí)的使用會(huì)導(dǎo)致?lián)砣Ｒ３志W(wǎng)絡(luò)的可用性，一方面流應(yīng)該根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)，方法是采用自適應(yīng)信源編碼、完善冗P的功能；另一方面，路由器要對(duì)流實(shí)施監(jiān)控，采用公平隊(duì)列之類的技術(shù)，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)資源使用的公平性。對(duì)多媒體的支持是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)，它需要主機(jī)和路由器的相互作用。3.Internet與多媒體

—IPv6對(duì)流的支持12/22/202220RTP(Real-timeTransportProtocol)3.Internet與多媒體–一對(duì)一或一對(duì)多的傳輸。–提供時(shí)間信息，實(shí)現(xiàn)流同步。

–通常使用UDP傳送數(shù)據(jù)，也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。–依靠RTCP(實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議)提供流量控制或擁塞控制。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。–RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使效率最佳化，因而特別適合傳送網(wǎng)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。12/22/202221RTSP(RealTimeStreamingProtocol)3.Internet與多媒體

—IPv6對(duì)流的支持–目的?控制多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送連接?為選擇發(fā)送通道，如UDP、組播UDP與TCP，提供途徑?為選擇基于RTP上發(fā)送機(jī)制提供方法–支持的操作?從媒體服務(wù)器上檢索媒體?媒體服務(wù)器邀請(qǐng)進(jìn)入會(huì)議?將媒體加到現(xiàn)成講座中12/22/2022223.Internet與多媒體

—IPv6對(duì)流的支持

——RTSP–特點(diǎn)?可擴(kuò)展性----新方法和參數(shù)很容易加入RTSP?易解析----RTSP可由標(biāo)準(zhǔn)HTTP或MIME解析器解析?安全----RTSP使用網(wǎng)頁(yè)安全機(jī)制?獨(dú)立于傳輸----RTSP可使用不可靠數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)、可靠數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(RDP)，如要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)可靠，可使用可靠流協(xié)議?多服務(wù)器支持----每個(gè)流可放在不同服務(wù)器上，用戶端自動(dòng)同不同服務(wù)器建立幾個(gè)并發(fā)控制連接，媒體同步在傳輸層執(zhí)行?記錄設(shè)備控制----協(xié)議可控制記錄和回放設(shè)備?流控與會(huì)議開始分離----僅要求會(huì)議初始化協(xié)議提供，或可用來(lái)創(chuàng)建唯一會(huì)議標(biāo)識(shí)號(hào)。特殊情況下，SIP或H.323可用來(lái)邀請(qǐng)服務(wù)器入會(huì)12/22/2022233.Internet與多媒體

—IPv6對(duì)流的支持

——RTSP特點(diǎn)?適合專業(yè)應(yīng)用----通過(guò)SMPTE時(shí)標(biāo)，RTSP支持幀級(jí)精度，允許遠(yuǎn)程數(shù)字編輯?演示描述中立----協(xié)議沒(méi)強(qiáng)加特殊演示或元文件，可傳送所用格式類型；然而，演示描述至少必須包含一個(gè)RTSPURI?代理與防火墻友好----協(xié)議可應(yīng)用和傳輸層防火墻處理。防火墻需要理解SETUP方法，為UDP媒體流打開一個(gè)“缺口”?HTTP友好----RTSP采用HTTP觀念，使現(xiàn)在結(jié)構(gòu)都可用。結(jié)構(gòu)包括Internet內(nèi)容選擇平臺(tái)(PICS)。由于在大多數(shù)情況下控制連續(xù)媒體需要服務(wù)器狀態(tài)，RTSP不僅僅向HTTP添加方法?適當(dāng)?shù)姆?wù)器控制----如用戶啟動(dòng)一個(gè)流，他必須也可以停止一個(gè)流?傳輸協(xié)調(diào)----實(shí)際處理連續(xù)媒體流前，用戶可協(xié)調(diào)傳輸方法?性能協(xié)調(diào)----如基本特征無(wú)效，必須有一些清理機(jī)制讓用戶決定那種方法沒(méi)生效。這允許用戶提出適合的用戶界面12/22/202224

結(jié)論：只能是盡力而為的服務(wù)3.Internet與多媒體

–延時(shí)問(wèn)題–擁塞問(wèn)題–丟包問(wèn)題12/22/2022254.DTV與多媒體

DTV的發(fā)展

–VCD/DVD/EVD–ATSC–DVB–ISDB–CDTV12/22/2022264.DTV與多媒體

數(shù)字電視廣播提供的服務(wù)

–SDTV、HDTV–DataBroadcasting–VOD/SOD12/22/2022274.DTV與多媒體

結(jié)論：只能是按需點(diǎn)播的服務(wù)

–上傳信道/網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題–服務(wù)的問(wèn)題–條件接收與用戶管理問(wèn)題–網(wǎng)絡(luò)管理問(wèn)題12/22/2022285.多媒體網(wǎng)絡(luò)

IP網(wǎng)的缺陷

DTV網(wǎng)的缺陷12/22/202229

媒體網(wǎng)要素