分布式多媒體及其典型應(yīng)用

1、概述 多媒體技術(shù)與高速通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生了分布式多媒體技術(shù)這個(gè)新型邊緣研究領(lǐng)域，分布式多媒體系統(tǒng)是指將多個(gè)分布在不同地點(diǎn)的多媒體終端、交換設(shè)備和多媒體服務(wù)器通過高速通信網(wǎng)絡(luò)互連在一起并能夠完成多媒體通信業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，分布式多媒體系統(tǒng)也稱為多媒體通信系統(tǒng)。多媒體信息處理技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)處理技術(shù)和多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展為分布式多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)，分布式多媒體技術(shù)可以向用戶提供多媒體信息檢索與查詢、視頻會(huì)議系統(tǒng)、多媒體電子郵件、多媒體文檔交換、計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作、多媒體點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等多種多媒體綜合信息服務(wù)。主要內(nèi)容8.1 分布式系統(tǒng)概述8.2 分布式多

2、媒體系統(tǒng)8.3 分布式多媒體服務(wù)質(zhì)量管理8.4 流媒體技術(shù)8.5 移動(dòng)多媒體通信8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)8.1 分布式系統(tǒng)概述8.1.1 分布式系統(tǒng)概念與組成 多個(gè)計(jì)算機(jī)自治處理單元通過網(wǎng)絡(luò)互連在一起協(xié)作完成一個(gè)總體任務(wù)的系統(tǒng)稱為分布式系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)中各個(gè)自治計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)交換信息才能共同完成同一項(xiàng)工作。自治計(jì)算機(jī)擁有自己的處理器和存儲(chǔ)器，自治計(jì)算機(jī)之間采用消息傳遞機(jī)制實(shí)現(xiàn)信息交換。 分布式系統(tǒng)由分布式硬件、分布式數(shù)據(jù)和分布式控制組成分布式硬件系統(tǒng)中的自治計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)分布式系統(tǒng)至少包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的自治計(jì)算機(jī)分布式數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)劃分為多個(gè)部分，存放在不同的自治計(jì)算機(jī)上。 8.1 分

3、布式系統(tǒng)概述8.1.2 分布式系統(tǒng)的特點(diǎn)1. 系統(tǒng)資源分布的模塊性2. 計(jì)算機(jī)處理單元的自治性3. 計(jì)算機(jī)處理單元的協(xié)作性4. 分布式系統(tǒng)的透明性訪問透明性。位置透明性。并發(fā)透明性。復(fù)制透明性。故障透明性。5. 分布式系統(tǒng)的可擴(kuò)展性8.2 分布式多媒體系統(tǒng)8.2.1 分布式多媒體系統(tǒng)概念 分布式多媒體系統(tǒng)是指能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體功能的分布式系統(tǒng)。分布式多媒體系統(tǒng)集計(jì)算機(jī)的交互性、網(wǎng)絡(luò)通信的分布性、多媒體信息表示的綜合性于一體，能夠提供諸如多媒體信息檢索與查詢、視頻會(huì)議系統(tǒng)、多媒體電子郵件、多媒體文檔交換、計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作、多媒體點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等多種服務(wù)。8.2 分布式多媒體系統(tǒng)8

4、.2.2 分布式多媒體系統(tǒng)的基本特征1. 媒體綜合性：分布式多媒體系統(tǒng)可以將多種媒體整合在一起，形成一個(gè)集音頻、視頻、文本于一體的完善的綜合性系統(tǒng)，具有媒體綜合性的特征。2. 時(shí)間依賴性：音頻和視頻信息都屬于時(shí)基媒體，需要系統(tǒng)實(shí)時(shí)地進(jìn)行處理。另外，分布式多媒體應(yīng)用的交互性也給系統(tǒng)帶來實(shí)時(shí)性的要求。3. 數(shù)據(jù)突發(fā)性：由于多媒體數(shù)據(jù)都需要先壓縮后再進(jìn)行傳輸，而壓縮后的數(shù)據(jù)流量與待壓縮數(shù)據(jù)的序列有關(guān)，因此發(fā)生數(shù)據(jù)流量隨時(shí)間發(fā)生變化的現(xiàn)象。8.2 分布式多媒體系統(tǒng)8.2.3 多媒體數(shù)據(jù)流對(duì)分布式系統(tǒng)性能的要求1. 分布式多媒體對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求（1）網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。 吞吐量是指通信網(wǎng)絡(luò)單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)

5、制位數(shù)，吞吐量也稱為帶寬、比特率或數(shù)據(jù)傳輸速率。實(shí)時(shí)傳輸動(dòng)態(tài)圖像對(duì)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要求最高。（2）網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲。 網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲定義為信源發(fā)出第一位比特到信宿接收到該比特之間的時(shí)間差，傳輸延遲包括信號(hào)在物理介質(zhì)中的傳播時(shí)間和信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)中的處理時(shí)間。對(duì)于實(shí)時(shí)會(huì)話應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲時(shí)間應(yīng)小于250ms，對(duì)于多媒體信息檢索與查詢應(yīng)用，系統(tǒng)對(duì)用戶的響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)超過12s。8.2 分布式多媒體系統(tǒng)（3）網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)抖動(dòng)。 網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲時(shí)間的變化稱為網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)抖動(dòng)（Delay jitter），延時(shí)抖動(dòng)通常采用在一次會(huì)話過程中最長(zhǎng)和最短傳輸延遲時(shí)間差來表示。延時(shí)抖動(dòng)會(huì)破壞多媒體的同步。在網(wǎng)絡(luò)終端采用大容量緩沖

6、器能夠?qū)ρ訒r(shí)抖動(dòng)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償。（4）數(shù)據(jù)傳輸誤碼率。 常用的數(shù)據(jù)傳輸誤碼率主要有比特出錯(cuò)率、包出錯(cuò)率和包丟失率。比特出錯(cuò)率BER（Bit Error Rate）是指數(shù)據(jù)在傳輸過程中出錯(cuò)的位數(shù)與數(shù)據(jù)的總位數(shù)之比。包出錯(cuò)率PER（Packet Error Rate）是指數(shù)據(jù)包在傳輸過程中由于包丟失、包次序顛倒或同一個(gè)包接收了兩次以上等現(xiàn)象而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤。包丟失率PLR（Packet Loss Rate）也稱為信元丟失率CLR（Cell Loss Rate），包丟失率只關(guān)心數(shù)據(jù)包在傳輸過程中的丟失概率，而不關(guān)心數(shù)據(jù)包在傳輸過程中的其他錯(cuò)誤。8.2 分布式多媒體系統(tǒng)2. 分布式多媒體對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳播方式

7、的要求（1）單向與雙向網(wǎng)絡(luò)。 信息只能向一個(gè)方向傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)稱為單向網(wǎng)絡(luò)，而信息可以在終端與服務(wù)器之間或終端與終端之間雙向傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)稱為雙向網(wǎng)絡(luò)。交互性是分布式多媒體應(yīng)用的重要特征，因而只有雙向網(wǎng)絡(luò)才能滿足分布式多媒體應(yīng)用的需求。（2）單播、廣播與組播通信方式。 網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸方式叫做單播通信（Unicast），信息從網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)向所有其他節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞骄头Q為廣播通信（Broadcast），如果信息可以從網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)節(jié)點(diǎn)向多個(gè)指定節(jié)點(diǎn)傳輸則稱為組播通信或多點(diǎn)通信（Multicast）。8.3 分布式多媒體服務(wù)質(zhì)量管理8.3.1 服務(wù)質(zhì)量管理概述 服務(wù)質(zhì)量QoS（Quali

8、ty of Service）是用戶對(duì)某種服務(wù)的滿意程度，用戶對(duì)分布式多媒體應(yīng)用都會(huì)有一定的服務(wù)質(zhì)量要求。通信網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、傳輸延遲時(shí)間、延時(shí)抖動(dòng)和數(shù)據(jù)傳輸誤碼率等技術(shù)指標(biāo)都會(huì)直接影響分布式多媒體應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量，因此服務(wù)質(zhì)量是多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要概念。服務(wù)質(zhì)量管理分靜態(tài)資源管理和動(dòng)態(tài)資源管理，靜態(tài)資源管理是指按照通信建立時(shí)約定的QoS參數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行的管理，動(dòng)態(tài)資源管理則是指在業(yè)務(wù)流傳送過程中對(duì)資源進(jìn)行的管理。8.3 分布式多媒體服務(wù)質(zhì)量管理8.3.2 服務(wù)質(zhì)量靜態(tài)資源管理 連續(xù)媒體具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，因此分布式多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的QoS管理應(yīng)當(dāng)容許用戶靈活配置，以建立與特定應(yīng)用相匹配的QoS等

9、級(jí)。靜態(tài)資源管理主要包括服務(wù)質(zhì)量映射、服務(wù)質(zhì)量協(xié)商、服務(wù)質(zhì)量接納和服務(wù)質(zhì)量資源預(yù)留。1. 服務(wù)質(zhì)量映射2. 服務(wù)質(zhì)量協(xié)商3. 服務(wù)質(zhì)量接納4. 服務(wù)質(zhì)量資源預(yù)留8.3 分布式多媒體服務(wù)質(zhì)量管理8.3.4 服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)資源管理動(dòng)態(tài)資源管理分為QoS監(jiān)控和QoS管理兩部分，QoS監(jiān)控是指在業(yè)務(wù)流傳送過程中對(duì)資源進(jìn)行的實(shí)時(shí)控制，根據(jù)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)流傳送的情況來確定對(duì)資源進(jìn)行調(diào)整就是QoS管理。1. 服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控（1）流調(diào)度：指在終端或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上傳送數(shù)據(jù)包的策略。（2）流成形：是按照用戶對(duì)峰值速率、平均速率或突發(fā)度等業(yè)務(wù)流性能的要求，使進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流的流量變化變的平緩一些，流量變化平緩的業(yè)

10、務(wù)流容易實(shí)現(xiàn)資源預(yù)留和流調(diào)度處理。（3）流監(jiān)管：指用戶在通信過程中是否違背了與網(wǎng)絡(luò)在通信建立時(shí)約定的QoS要求。（4）流控制：流控制是ATM網(wǎng)絡(luò)特有的QoS保障機(jī)制，能夠支持可變速率的數(shù)據(jù)傳輸。8.3 分布式多媒體服務(wù)質(zhì)量管理2. 服務(wù)質(zhì)量維護(hù)與縮放（1）服務(wù)質(zhì)量維護(hù)。 服務(wù)質(zhì)量維護(hù)（QoS Maintenance）任務(wù)就是將監(jiān)測(cè)到的QoS參數(shù)與用戶要求的QoS參數(shù)進(jìn)行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果對(duì)相應(yīng)的資源進(jìn)行調(diào)整來滿足用戶的QoS要求。（2）服務(wù)質(zhì)量縮放。 如果在通信過程中，由于網(wǎng)絡(luò)擁塞或負(fù)載過重等原因?qū)е虏荒芫S持協(xié)商好的QoS參數(shù)值，QoS維護(hù)機(jī)制將調(diào)整資源來設(shè)法保持QoS水平。 8.4 流媒

11、體技術(shù) 流媒體指在分布式多媒體系統(tǒng)中使用流式傳輸技術(shù)的時(shí)基媒體，如：音頻、視頻或其它多媒體文件。流式媒體在播放前并不下載整個(gè)文件，只將開始部分內(nèi)容存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，流式媒體的數(shù)據(jù)流隨時(shí)傳送隨時(shí)播放，只是在開始時(shí)有一些延遲。就如農(nóng)民為莊稼澆水時(shí)，并不是把從水渠流來的水收集在一起后再行灌溉，而是渠水來一些就灌溉一些。8.4 流媒體技術(shù)8.4.1流式傳輸?shù)幕A(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)上多媒體信息的傳輸目前主要有下載和流式傳輸兩種方式。流式傳輸時(shí)，多媒體數(shù)據(jù)流由服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)地傳送，用戶不必等到整個(gè)文件全部下載完畢，而只需經(jīng)過很短的啟動(dòng)延時(shí)即可進(jìn)行播放。流媒體實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)就是流式傳輸。實(shí)現(xiàn)流式傳輸有兩種方

12、法：實(shí)時(shí)流式傳輸（Real-time streaming）和順序流式傳輸（progressive streaming）。一般說來，如果要傳輸?shù)亩嗝襟w信息為實(shí)時(shí)廣播，或者使用的是流式媒體服務(wù)器，或應(yīng)用如RTSP的實(shí)時(shí)協(xié)議進(jìn)行傳輸，即為實(shí)時(shí)流式傳輸。如使用HTTP服務(wù)器，文件通過順序流發(fā)送，則為順序流式傳輸。8.4 流媒體技術(shù)8.4.2流媒體技術(shù)原理 流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要數(shù)據(jù)緩存技術(shù)。數(shù)據(jù)緩存技術(shù)的作用有兩個(gè)：一是對(duì)到達(dá)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行正確的排序，二是預(yù)存一定數(shù)量的數(shù)據(jù)以供連續(xù)播放。 流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要合適的傳輸協(xié)議。在流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案中，一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳

13、輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 8.4 流媒體技術(shù)8.4.3 流媒體傳輸協(xié)議1. 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP：是用于Internet上針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議，為交互式音頻、視頻等具有實(shí)時(shí)特征的數(shù)據(jù)提供端到端的傳送服務(wù)。2. 實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP：是RTP的控制協(xié)議，RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務(wù)。實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP：該協(xié)議定義了一對(duì)多應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。3. 資源預(yù)留協(xié)議RSVP：是網(wǎng)絡(luò)中預(yù)留所需資源的傳送通道建立和控制的信令協(xié)議，可沿著數(shù)據(jù)流所選定的路由來預(yù)留資源（如帶寬）。 8.4 流媒體技術(shù)RTP、RTCP、RTSP、RSVP各協(xié)議的關(guān)系如下圖所示。8.4 流

14、媒體技術(shù)8.4.4流媒體文件格式 流式文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其適合在網(wǎng)絡(luò)上邊下載邊播放。將壓縮媒體文件編碼成流式文件，必須加入一些附加信息，如計(jì)時(shí)、壓縮和版權(quán)信息。編碼過程如下圖所示。 到目前為止，Internet上使用較多的流媒體格式主要有RealNetworks公司的RealMedia、Apple公司的QuickTime和Microsoft公司的Windows Media。 8.4 流媒體技術(shù)8.4.5 IPTV與“三網(wǎng)合一” IPTV（Interactive Personal TV OR Internet Protocol TV）是采用流媒體技術(shù)通過寬帶網(wǎng)絡(luò)將多媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)接脩艚K端的

15、分布式多媒體系統(tǒng)。IPTV能夠提供組播、點(diǎn)播、可視電話、網(wǎng)絡(luò)游戲、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等業(yè)務(wù)，其用戶終端可以是PC，也可以是機(jī)頂盒+電視機(jī)，還可以是手機(jī)或其他智能終端設(shè)備。IPTV的快速發(fā)展有力地推動(dòng)了“三網(wǎng)合一”的進(jìn)程。 IPTV技術(shù)的成功運(yùn)用從根本上改變了以往電視信號(hào)只能單向傳輸?shù)臓顩r，使得各個(gè)網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行它所擅長(zhǎng)業(yè)務(wù)的同時(shí)，逐漸融合進(jìn)更多的更先進(jìn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)互通、資源共享的目的。“三網(wǎng)合一”甚至“多網(wǎng)合一”是信息時(shí)代的必然趨勢(shì)，“三網(wǎng)合一”的時(shí)代正在來臨。.移動(dòng)多媒體通信 在任何時(shí)候、任何地方可以和任何人進(jìn)行通信，這自古以來就是人類美好的夢(mèng)想。移動(dòng)通信技術(shù)的推廣和應(yīng)用使得人們的

16、這一理想成為了現(xiàn)實(shí)。 3G無線網(wǎng)絡(luò)給多媒體業(yè)務(wù)提供384 kbit/s2 M bit/s的帶寬，使得在無線鏈路上提供集成的數(shù)據(jù)，語(yǔ)音，音頻，視頻業(yè)務(wù)成為可能。 目前，國(guó)際電聯(lián)接受的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)，即美國(guó)提出的CDMA 2000，歐洲和日本提出的WCDMA和我國(guó)提出的TD-SCDMA。.移動(dòng)多媒體通信8.5.1移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)的組成 移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)由移動(dòng)多媒體通信網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)多媒體通信終端構(gòu)成，其基本的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。.移動(dòng)多媒體通信8.5.2 移動(dòng)多媒體通信的關(guān)鍵技術(shù)1. 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)2. 信息同步技術(shù)3. 高速信號(hào)處理技術(shù)4. 信道編碼和差錯(cuò)恢復(fù)技術(shù)8.6 分布式多

17、媒體典型應(yīng)用系統(tǒng) 分布式多媒體技術(shù)的真正意義就在于通過網(wǎng)絡(luò)向用戶提供綜合信息服務(wù)，隨著高速網(wǎng)絡(luò)與多媒體信息處理技術(shù)的不斷成熟，建立集數(shù)據(jù)、音頻和視頻等多種媒體信息處理于一體的分布式多媒體應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。到目前為止，已出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作、多媒體點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)、多媒體信息檢索與查詢、視頻會(huì)議系統(tǒng)、多媒體信件及遠(yuǎn)程教學(xué)等多種分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)1. 計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作的基本概念 定義1：致力研究協(xié)同工作的本質(zhì)和特征、探討如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)出支持協(xié)同工作的信息系統(tǒng)。 定義2：能夠支持有共同目標(biāo)或共同任務(wù)的群體性活動(dòng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)能夠?yàn)楣蚕憝h(huán)境

18、提供接口。 群件和工作組計(jì)算是CSCW中的兩個(gè)最重要概念。群件就是一種支持一組成員為一個(gè)共同任務(wù)而工作的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，群件為組成員協(xié)同工作提供了共享環(huán)境和工具。工作組計(jì)算則是指組成員進(jìn)行協(xié)同工作時(shí)共同完成的計(jì)算任務(wù)。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)2. 計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作的分類 CSCW系統(tǒng)在電子郵件、電子布告欄、電子會(huì)議室、群決策支持和多用戶編輯系統(tǒng)等多領(lǐng)域得到應(yīng)用，CSCW系統(tǒng)根據(jù)時(shí)間、空間和用戶規(guī)模有不同的分類方法。右圖給出了CSCW系統(tǒng)按照時(shí)間、空間和用戶規(guī)模進(jìn)行分類所形成的不同應(yīng)用系統(tǒng)。 8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)3. 計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作的關(guān)鍵技術(shù)（1）組通信。（2）應(yīng)用共享

19、控制。（3） CSCW人機(jī)界面。（4）共享空間訪問沖突。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)8.6.2 視頻會(huì)議系統(tǒng) 視頻會(huì)議（Video Conferencing）系統(tǒng)是一種在不同地點(diǎn)的多用戶之間提供音頻和視頻圖像雙向?qū)崟r(shí)傳輸?shù)臅?huì)話型電信業(yè)務(wù)，視頻會(huì)議也稱為視聽會(huì)議、可視會(huì)議、會(huì)議電視或電視會(huì)議。 1. 視頻會(huì)議系統(tǒng)基本功能 視頻會(huì)議系統(tǒng)可以在異地之間實(shí)時(shí)雙向傳輸文本、語(yǔ)音、圖形、圖像等多媒體信息，并容許多人參加、協(xié)同工作以達(dá)到面對(duì)面開會(huì)的效果。視頻會(huì)議系統(tǒng)可以為用戶提供會(huì)議管理、發(fā)言控制、信息交換和用戶交互界面等多個(gè)功能。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)2. 視頻會(huì)議系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 視頻會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)

20、展經(jīng)過了第一代模擬電視會(huì)議系統(tǒng)，第二代電路交換會(huì)議系統(tǒng)，第三代分組交換會(huì)議系統(tǒng)三個(gè)階段。目前廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)包括：H.320標(biāo)準(zhǔn)、H.323標(biāo)準(zhǔn)以及SIP（Session Initiation Protocol）視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)。（1）H.320標(biāo)準(zhǔn)。 H.320是同步電路交換網(wǎng)（如ISDN）上視頻會(huì)議的標(biāo)準(zhǔn)。這些網(wǎng)絡(luò)適用于實(shí)時(shí)應(yīng)用，如長(zhǎng)時(shí)間和具有確定延遲的音頻和視頻信號(hào)傳遞。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)（2）H.323標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際電信聯(lián)盟制定，基于分組的多媒體通信系統(tǒng)，包含了一系列協(xié)議，如音頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)有G.7X，視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)有H.26X，數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)為T.12x；媒體流通信控制協(xié)議H.245；

21、呼叫控制信令H.225等等，視頻會(huì)議只是這一標(biāo)準(zhǔn)的眾多應(yīng)用之一。H.323協(xié)議的結(jié)構(gòu)如右圖所示。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)（3）SIP協(xié)議（Session Initiation Protocol，會(huì)話初始協(xié)議） SIP是由IETF于1999年提出的一個(gè)在基于IP網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信應(yīng)用的一種信令協(xié)議。在基于SIP協(xié)議的應(yīng)用中，每一個(gè)會(huì)話可以是各種不同類型的內(nèi)容，可以是普通的文本數(shù)據(jù)，也可以是經(jīng)過數(shù)字化處理的音頻、視頻數(shù)據(jù)，還可以是諸如游戲等應(yīng)用的數(shù)據(jù)，應(yīng)用具有巨大的靈活性。 SIP協(xié)議在很大程度上借鑒了其他廣泛存在的Internet協(xié)議，如HTTP，SMTP等，采用基于文本的編碼方式，這

22、是SIP協(xié)議同視頻通信領(lǐng)域其他現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相比最大的特點(diǎn)之一。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)3. 視頻會(huì)議系統(tǒng)工作原理及其結(jié)構(gòu) 一個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)主要由終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)閘及多點(diǎn)控制單元MCU組成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。 8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)4. 視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)（1）音頻和視頻編解碼技術(shù)。（2）視頻會(huì)議的QoS保證技術(shù)。 視頻會(huì)議系統(tǒng)中的傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)充分考慮應(yīng)用所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)流的傳輸延時(shí)和丟失率等質(zhì)量指標(biāo)，滿足音頻和視頻等實(shí)時(shí)應(yīng)用。如何提供具有一定QoS的保證也是視頻系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。（3）媒體同步技術(shù)。 媒體同步是指保持一個(gè)數(shù)據(jù)流或者不同媒體流之間的時(shí)間關(guān)系。通常有流內(nèi)同步、流

23、間同步和對(duì)象間同步等三種類型的同步控制。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)（4）組播技術(shù)。 視頻會(huì)議業(yè)務(wù)需要點(diǎn)到多點(diǎn)的通信。組播技術(shù)可以避免數(shù)據(jù)的重復(fù)發(fā)送，不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)帶寬的浪費(fèi)，非常適合視頻會(huì)議業(yè)務(wù)，是視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。（5）信息安全技術(shù)。 用于視頻會(huì)議系統(tǒng)的信息安全技術(shù)主要有加解擾技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù)兩大類。加解擾技術(shù)的目的是防止信息被非法盜用。數(shù)字簽名技術(shù)的目的是解決信息的否認(rèn)、偽造、篡改及冒充等問題。 8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)8.6.3 IP電話 IP電話（VoIP， Voice over Internet Protocol），是利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信的一種先進(jìn)通信手段，

24、是基于IP網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音傳輸技術(shù)。它利用電話網(wǎng)關(guān)之類的設(shè)備將電話語(yǔ)音數(shù)字化，將數(shù)據(jù)壓縮后打包成數(shù)據(jù)包，通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康牡?；目的地收到這一串?dāng)?shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)重組，解壓縮后再還原成聲音。這樣，網(wǎng)絡(luò)兩端的人就可以通話。與傳統(tǒng)電話相比，IP電話費(fèi)用相當(dāng)?shù)土?.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)1IP電話工作原理IP電話在寬帶網(wǎng)連接上提供語(yǔ)音通信。這種語(yǔ)音通信可以轉(zhuǎn)接到公共互聯(lián)網(wǎng)上，也可以轉(zhuǎn)接到專用的IP干線網(wǎng)絡(luò)。由專門設(shè)備或軟件將呼叫方的話音/傳真信號(hào)采樣并數(shù)字化，壓縮，打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄?duì)方，對(duì)方的專門設(shè)備或軟件接收到話音包后，解壓縮，還原成模擬信號(hào)送給電話聽筒或傳真機(jī)。在企業(yè)網(wǎng)中，一般都使用I

25、P電話網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)普通電話網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換。IP電話網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把電話區(qū)號(hào)映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān)IP地址，這些信息存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中。在用戶撥打IP電話時(shí)，IP電話網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)資料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的IP地址，并將此IP地址加人IP數(shù)據(jù)包中，同時(shí)選擇最佳路由，把IP數(shù)據(jù)包經(jīng)因特網(wǎng)送達(dá)目的IP電話網(wǎng)關(guān)。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)2IP電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu) IP電話系統(tǒng)由終端設(shè)備（TE）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、多點(diǎn)控制單元（MCU）和網(wǎng)守（ Gatekeeper）四個(gè)基本組件組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)3 IP電話的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 為了能夠使得不同廠家的I

26、P電話產(chǎn)品之間有良好的互連性，最關(guān)鍵的問題是要制定相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T制定的H.323系列標(biāo)準(zhǔn)和IETF制定的SIP標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)給出了分布式多媒體系統(tǒng)中信號(hào)的傳輸和控制這一問題的兩種不同的解決方法。此外，還有兩個(gè)信號(hào)傳輸協(xié)議被看作是SIP標(biāo)準(zhǔn)的一部分，它們是SDP（Session Description Protocol，會(huì)話說明協(xié)議）和SAP（Session Announcement Protocol，會(huì)話通告協(xié)議）。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)4IP電話關(guān)鍵技術(shù)（1）信令技術(shù) 信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實(shí)現(xiàn)和話音質(zhì)量，包括PSTN側(cè)信令，如中國(guó)七號(hào)

27、信令，以及IP網(wǎng)內(nèi)的信令技術(shù)。（2）編碼技術(shù) 話音壓縮編碼技術(shù)是IP電話技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。目前，主要的編碼技術(shù)有ITU-T定義的G.729，G.723等。（3）實(shí)時(shí)傳輸技術(shù) 實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)主要是采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。（4）服務(wù)質(zhì)量（QoS）保征技術(shù) IP電話中主要采用資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。8.6 分布式多媒體典型應(yīng)用系統(tǒng)（5）網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。 IP電話中網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要是TCP和UDP，此外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)以及安全認(rèn)證和計(jì)費(fèi)技術(shù)等。（6）靜音檢測(cè)技術(shù)和回聲消除技術(shù)。 IP電話中的靜音檢測(cè)技術(shù)可有效剔除靜默信號(hào)，從而使話音信號(hào)的占用帶寬進(jìn)一步降低到3.5kbit/s左右。回聲消除技術(shù)主要利用數(shù)字濾波