实用计算机网络教程第7章-网络多媒体技术.ppt

7.1 网络多媒体概述 7.1.1 多媒体的概念 媒体（Media）就是信息的载体，是人与人之间、人与机器之间以及机器与机器之间实现信息交流的中介，也称为媒介或媒质。 多媒体指的是感觉媒体，即在多媒体应用中呈现给用户的媒体形式，它主要包括：文本、图形、图像、音频、视频、动画等。 计算机领域的所谓多媒体技术，是指能够同时采集、处理、存储、传输和展现两个或以上不同类型信息媒体、且这些信息可以在人机之间进行交互的技术。 7.1.2 网络多媒体 单个计算机进行多媒体信息处理有很大的缺点：一是不能及时获取多媒体信息，很难保证信息的及时性；二是难以共享多媒体信息。 多媒体内容数据量大,具有严格的处理时间要求。 为网络多媒体（networked multimedia），指的是由地理上处于不同位置的多方构成，相互之间通过网络进行通信和信息交换的多媒体应用。 由于因特网的普遍性，网络多媒体主要是构建在因特网或IP网络上。 流媒体(streaming media)，即流式音频/视频。它是网络多媒体的一种形式，现阶段已经成为主要形式。 7.1.3 网络多媒体应用 网络多媒体技术利用通信网络，特别是Internet传送多媒体数据，从而满足各种应用需求。当前，以网络多媒体为基本组成部分的应用有很多，比如多媒体远程教育、可视电话、视频会议、视频网络及IPTV等。 基于下一代因特网的网络多媒体应用更加复杂，功能也更加强大，与传输的多媒体应用相比，具有以下的发展趋势或基本特点： 宽带化，视频、音频成分增加，具有很高的比特率，需要更高的网络带宽； 交互性增强，改变了过去使用者被动接受的状况，可以更多地参与其中，如交互式电视，网络游戏等； 普及程度高，使用广泛，具有无所不在的特点，与人们的工作、学习和生活紧密相关。 7.1.4 网络多媒体的关键技术 网络多媒体系统与一般的数据传输系统的根本区别在于传输的对象是多媒体数据。相比于普通数据，多媒体数据具有特殊的传输质量要求。多媒体数据具有严格的时间要求。 网络多媒体的支撑技术主要包括信号处理技术、多媒体终端实现技术和计算机网络技术。 网络多媒体涉及的关键技术包括： 多媒体通信网络必须有足够的带宽。 网络必须满足多媒体通信的实时性和可靠性要求，以保证服务质量。 媒体同步要求，包括媒体间同步和媒体内同步。 压缩编码是数字信号处理中最具挑战性的技术 。 新型的多媒体终端是具有智能、体积小的便携式终端，可方便用于移动场合。对于流媒体应用，还需要终端和网络密切配合以保证较好的应用性能。 7.2 因特网服务质量保证技术 服务质量 (Quality of Service，QoS)是指为决定用户对服务的满意程度的一组服务性能参数。网络的吞吐能力、传输延时、延时抖动和差错率是常用的QoS参数。 从服务质量保证的角度，因特网目前存在以下不足： 在发生瞬时拥塞时，路由器提供的时间响应不可预测。 对不同的业务流类型不能提供优先级的服务，不能动态地请求（或修改）端到端的服务质量。 缺乏完善的机制可用于审计网络资源使用情况。 目前大部分的信道带宽有限，而未来则可能出现带宽要求更高的多媒体应用，所以QoS的研究还是必要的。 7.2.1 网络多媒体数据传输对网络性能的要求 为支持多媒体数据传输，网络必须满足一定的性能指标：吞吐量、传输延时 、延时抖动 、差错率 。 吞吐量是指网络传送二进制信号的速率，也称比特率，或 网络的传输延时(Transmission delay)定义为信源发送出第1个比特到信宿接收到第1个之间的时间差,它包括电(或光)信号在物理介质中的传播延时(Propagation delay)和数据在网中的处理延时（如复用/解复用时间，在网络节点中排队交换的时间等）。 网络传输延时的变化称为网络的延时抖动(Delay jitter)。 在传输系统中产生的差错由以下几种方式度量：误码率BRE 、分组差错率PER、分组丢失率PLR 。 7.2.2 分组网络服务质量保证的理论基础 早在1992年，D.Clark等人的论文描述了在分组数据网络上支持实时业务流的体系结构。他们提议的两种算法在当今支持QoS的路由器中被大量采用：令牌桶过滤器，用以刻划某类服务的业务流特征；加权公平队列（weighted fair queuing, WFQ）算法，用以实现离开路由器的分组调度。 一个令牌桶过滤器可由两个参数完全描述：B表示令牌桶的最大深度，R表示令牌连续注入令牌桶的速率。当长度为P 字节的分组通过时，将消耗桶内P个令牌。除非令牌桶内有足够的令牌，否则分组将不被发送。如果发送源在发送分组时，若令牌桶内始终有足够的令牌供其使用（不会因没有令牌而等待），则称发送源的流量符合令牌桶过滤器（R，B）。考虑到R对B的影响