第6章 多媒体通信网络技术
2． 多媒体通信的实时性要求， 除了与网络速率相关， 还受通信协议的影响。 在多媒体通信中， 为了获得真 实的临场感， 一般对实时性的要求都很高， 即对传输 的时延要求越小越好。 例如， 语音和图像可以接受的 时延都要求小于0.25 s， 静止图像要求小于1 s。 在分 组交换中， 组与组之间的延时小于10 ms时图像才有连 续感。
第6章 多媒体通信网络技术
公共交换电话网（PSTN）
PSTN是目前普及程度最高、 成本最低的公用通 信网络， 它在网络互连中有广泛的应用。 PSTN以电 路交换为基础， 即通过呼叫， 在收、 发端之间建立起 一个独占的物理通道， 该通道有固定的带宽。 由于路 由固定， 延时较低， 而且不存在延时抖动问题， 这对 保证连续媒体的同步和实时传输是有利的。 但是电话 信道带宽较窄， 且用户线是模拟的， 多媒体信息需要 经过调制解调器（Modem）接入。
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(2) 100VG-AnyLAN： 不同于100Base-T， 它仅仅 使用以太网的帧格式， 而不是面向连接的CSMA-CD 媒体的存取方法。 所有的段都被连接到一个集线器上。 这种技术有一种支持基于服务的多媒体应用的潜能， 其复杂点是内部集线器的连接容量有可能成为瓶颈。 同步FDDI和令牌环是完全适合已有硬件的软件机制， 它们提供对环的有界存取时间和每个站的平均比特率 的保证， 因此， 提供了一个不错的对完全等时性机制 的近似方法。
第6章 多媒体通信网络技术
不同媒体对通信网的要求见表6.1-1所示。 为了满足 多媒体通信要求， 网络要能满足这些参数的不同组合。
第6章 多媒体通信网络技术
表6.1-1 不同媒体对通信网的要求
第6章 多媒体通信网络技术
3. 在多媒体通信系统中同一对象的各种媒体之间是 相互约束、 相互关联的， 它包括空间上和时间上的关 联及约束， 多媒体通信系统必须正确反映它们之间的 这种约束关系。 而信息传输又具有串行性， 这就要求 采取延迟同步的方法进行再合成， 包括时间合成、 空 间合成以及时空同步等三个方面。 时间合成将在时间 轴上统一原来属于同一时间轴上各类媒体的时序， 使 其能在时间上正确表现； 空间合成则是指在空间上媒 体的排放位置， 最后使时间空间统一成正确的表现。
第6章 多媒体通信网络技术
窄带综合业务数字网（N-ISDN）
N-ISDN也是以电路交换为基础的网络， 因此也具 有延时低而固定的特点。 它的用户接入速率有两种： 基本速率（BRI）144 kb/s(2B+D)和基群速率（PRI） 2.048 kb/s(30B+D)。 由于ISDN实现了端到端的数字连 接， 从而可以支持包括话音、 数据、 图像等各种多媒 体业务， 能够满足不同用户的要求。 通过多点控制单 元建立多点连接， 在N-ISDN上开放较高质量的可视电 话会议和电视会议是目前最成熟的技术。
第6章 多媒体通信网络技术
通过时间上的合成、 空间上的合成， 达到多种媒体的 时空一致的目的。 目前， 在视频、 音频系统中， 主 要的约束还是时间上的同步， 实时情况下， 网络必须 以最小的延迟来传输视频、 音频信息流， 并且必须同 时到达， 然而， 借助于缓冲区技术， 未必绝对要求并 行的音频和视频流同时抵达， 当两数据流基本上同时 到达时， 我们就把它们称作是同步流 。
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(3) FDDI-II： 又称等时FDDI。 它是一项完全不 同的技术， 和FDDI不兼容， 用来处理实时多媒体服 务。 它在每信道6 Mb/s的16个宽带信道上支持完全的 等时性机制（这是一种专用带宽技术， 设计支持等时 的固定位速率(CBR)应用）。 这些信道与线路类似而 且完全适合要求固定比特率的多媒体应用。
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(4) 等时以太网和FDDI-II共同的方面： 它除了提 供一个10 Mb/s的常规以太网服务外， 还提供一个运行 于被分成96条线路的附加6 Mb/s的信道。 每条这样的 线路仿真一条ISDN的线路， 于是一个连接于等时以太 网上的站通过单一连接器可得到常规数据服务和ISDN 服务。 一个中心集线器可把局部的站点和外部的公用 ISDN服务互连起来， 并提供一个信关功能使每个站可 以在无附加连线或装备的情况下实现存取功能。
第6章 多媒体通信网络技术
在这些媒体中， 有速率低至几百比特的文本信息， 也可能有速率高达数百兆比特的高清晰度电视信息。 如何处理好速率相差如此悬殊的信息， 这就对通信网 提出了相当高的要求， 它不但要求网络对信息具有高 速传输能力， 还要求网络对各种信息具有高效综合能 力， 这些能力归纳起来有四点。
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6.2 现有网络对多媒体通信的支撑情况
目前的通信网络大体上分为三类: 一类为电信网络， 如公用电话网（PSTN）、 分组交换网（PSPDN）、 数字数据网（DDN）、 窄带和宽带综合业务数字网 （N-ISDN和B-ISDN）等； 一类为计算机网络， 如局 域网（LAN）、 广域网（WAN）、 光纤分布式数据 接口（FDDI）、 分布列队双总线（DQDB）等； 一类 为电视传播网络， 如有线电视网（CATV）、 混合光 纤同轴网（HFC）、 卫星电视网等。
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计算机局域网（LAN）
LAN是在许多范围内（例如大的部门、 系统及集 团中）普遍使用的网络。 LAN的特点首先是利用一个 单独的媒体将所有的端系统连接起来； 其次是以基带 方式传输， 在这种模式中， 时间片被分给所有站和每 个站的所有通信。 之后， 数据流被分成帧， 利用帧进 行传输。 以太网、 令牌环传送网和FDDI为3种常见的 共享媒体LAN。
第6章 多媒体通信网络技术
如此看来， 现有的高速（宽带）光纤通信网， 高 速计算机或工作站应该是多媒体通信的理想网络。 然而， 问题并非如此简单， 这里存在一个网络的瓶颈问题。 现有的计算机网络或通信网络协议主要是针对传统的数 据传输制定的， 所以在很多方面不适合声音、 图像信 息的传输。 此外， 协议的层次过多， 额外增加了传输 开销， 影响传输效率； 而且在这种网络中， 由声音和 图像传输的突发性引起网络拥挤不能有效地排除， 如此 等等， 更进一步增加了实现声音和图像实时传输的难度。 这种对实时性和同步性的严格要求， 迫使我们必须加紧 研制针对多媒体信息传输的网络体系结构。
第6章 多媒体通速以太网： 使用常规以太网存取 共享媒体的模式（CSMA-CD）， 但它却运行于100 Mb/s工作段。 现在100Base-T快速以太网已有两种变形： 一种是运行在优质的非屏蔽双绞线上； 而另一种则适 合于低质的双绞线， 这种仍在使用， 并且可以重新加 以利用。
第6章 多媒体通信网络技术
由于多媒体应用在一定程度上是允许传输网络存 在错误的， 因此若要精确地量化表示多媒体网络的差 错控制要求是困难的， 容许错误存在的原因是源于人 类感知能力的局限， 比如， 一个冗长的视频流中个别 组块出了错， 这种错误通常人眼是感觉不到的。 音频 传输同样也会出现类似情况， 但是人的视觉和听觉对 这类错误的容忍程度则不同。 同时由于在多媒体通信 系统中对所传输的信息大都采取了压缩编码的措施， 为了获得高的可靠性， 对网络误码性能的要求也很高。 如压缩的活动图像， 可接受的误码率应小于10-6 ， 误分组率应小于10-9 对于数据的误码则要求为0。
第6章 多媒体通信网络技术
不同的媒体对通信网的速率要求有所不同， 但一个多 媒体应用往往要涉及两个以上的媒体， 并常以图像数 据（数据量大）为核心， 故多媒体网络至少要能满足 压缩图像传输的要求。
(2) 存储带宽的要求。 在吞吐量大的网络中， 接 收端系统必须保证有足够的缓冲空间来接收不断送来 的多媒体信息。 另外， 缓冲区的数据输入速率也必须 足够大， 以便容纳从网络不断传来的数据流。 这种数 据输入速率有时被看作缓冲区存储带宽。
第6章 多媒体通信网络技术
第6章 多媒体通信网络技术
6.1 多媒体通信对通信网的要求 6.2 现有网络对多媒体通信的支撑情况 6.3 宽带综合业务数字网（B-ISDN） 6.4 多媒体通信的实时通信协议 练习与思考题
第6章 多媒体通信网络技术
6.1 多媒体通信对通信网的要求
多媒体通信对通信网络的要求是相当高的。 它要 求实现一点对多点， 或者多点对多点的实时不间断的 信息传输。 例如， 在复杂的多媒体会议系统中， 参与 者能够随时加入或退出， 能够实现分组开小会、 任意 两个与会者之间的信息传递等复杂功能。 在多媒体通 信系统中， 在网络上运行的不再是单一的媒体， 而是 多种媒体综合而成的一种复杂的数据流。
第6章 多媒体通信网络技术
(1) 传输带宽要求。 由于多媒体传输由大量突变数 据组成， 并且常包括实时音频和视频信息， 所以对于 传送多媒体信息的网络来讲， 它必须有充足可用的传 输带宽来完成多媒体信息的传送， 这同时也意味着网 络必须具备成倍处理这类信息资源的能力。 在通信拥 塞时， 有效带宽的不足常常导致端到端延迟的增加及 分组的丢失。 同时多媒体通信业务通过网络传输时， 其带宽要求与通信质量密切相关， 通常高带宽意味着 高质量， 但高带宽也意味着高成本和高代价， 实践中 一般根据不同的应用环境采取带宽与质量的折中方案。
第6章 多媒体通信网络技术
目前， V.90标准的Modem传输速率可达 56 kb/s， 这 给开放低速率的多媒体通信业务（例如， 低质量的可 视电话和多媒体会议）提供了可能性。 当然， 可以通 过对用户双绞线作技术改造（如xDSL、 ISDN等技 术）， 使用户线带宽增加到2 Mb/s甚至更高， 基本上 可以支撑多媒体通信的所有业务。
第6章 多媒体通信网络技术
(3) 流量要求。 多媒体通信网络必须能够处理一些 诸如视频、 音频信息之类的冗长信息流， 简要来讲， 就是网络必须有足够的吞吐能力来确保大带宽信道在 延长的时间段内的有效性。