多媒体通信系统.ppt

多媒体通信,1,多媒体通信系统,多媒体通信,2,多媒体通信系统概要,多媒体通信(multimedia communcations)多媒体通信是在位于不同地理位置的参与者之间召开的一种会议或者进行的交流，通过局域网(LAN)、广域网(WAN)、内联网(intranet)、因特网(Internet)或者DDN网及电话网来传输压缩的数字图像和声音信号。像电话会议、电视会议、IP电话、可视电话和IP传真等等都是多媒体通信技术的一些具体的和各有特色的应用。,多媒体通信,3,多媒体通信的标准多年来，国际电信联盟(ITU)为公共和私营电信组织制定了许多多媒体计算和通信系统的推荐标准，以促进各国之间的电信合作。ITU的26个(Series AZ)系列推荐标准中，与多媒体通信关系最密切的7个系列标准如表所示：,多媒体通信,4,多媒体通信,5,互联网上的多媒体通信标准由互联网工程工作组（IETF）制定，主要的特点是，利用互网络的分布性和开放性；最著名的协议事SIP协议组在Internet上实现多媒体通信（会话）业务的控制协议；流媒体应用协议比如：RSTP等；,多媒体通信,6,多媒体通信系统的发展历程,20世纪90年代初开发的电视会议标准是H.320，它定义:通信的建立、数字电视图像和声音压缩编码算法;运行在综合业务数字网(ISDN)上，在64（56）kb/s传输率的通信信道上支持帧速率比较低的电视图像，而在2.048(1.544)Mb/s传输率的信道(即E1/T1信道)上可以传输CIF格式的满帧速率电视图像；在公众交换电话网(public switched telephone network，PSTN)上的网桌面电视会议使用调制解调器，采用H.324标准；,多媒体通信,7,在局域网上的桌面电视会议(desktop video conferencing)采用H.323标准这是基于信息包交换的多媒体通信系统；目前主要的应用是针对互联网络因特网上的电视会议目前大部分都趋向于采用H.323标准和正在开发完善的SIP标准(IP电话)，使用IP协议提供局域网上的电视会议，而全球的因特网电视会议目前还不能保证实时电视会议的服务质量。,多媒体通信,8,3个主要的系列标准,多媒体通信,9,多媒体通信系统的整体结构示意图,多媒体通信,10,第五章：H.320会议电视系统,多媒体通信,11,第一节：概述,1、会议电视的基本概念及特点会议电视就是利用电视设备，通过传输信道在两地或多个地点进行会议的一种通信手段。会议电视的特点多媒体可以传递图象、声音和数据等多媒体信息；跨越空间只要相应的通信网能覆盖的地方，就可以进行会议电视；,多媒体通信,12,2、会议电视的作用：节约经费和时间更快、更好的决策；提高生产率；提高会议效率；方便的召开会议选择合适的人参加会议，增加会议次数等,多媒体通信,13,3、会议电视的发展70年代，许多国家进行了会议电视的实验，主要采用模拟方式进行，大约要占去近1000个话路的通信带宽；80年代，数字传输方式逐步运用，数字语音和图象压缩技术取得了重大进展，会议电视系统开始进入数字时代90年，ITU-T推出了第一个关于多媒体通信系统的建议H.320;90年代末期，互联网技术飞速发展，应用于互联网上的，会议电视又进入了互联网时代；,多媒体通信,14,4、会议电视系统的互通,为什么会议电视系统的互通是关键问题会议电视系统为双向通信；大多数情况为多点通信；互通问题的包括以下几方面：图象压缩编码算法的问题；取得最佳且统一的视频编码算法；电视的制式问题；涉及到图象编解码器的图象格式应该采用统一标准；PCM的标准问题；E1和T1通信规程；,多媒体通信,15,5、H.320多点会议电视系统的结构,通信网络专用网公用网,会议电视终端,会议电视终端,多点控制单元,多媒体通信,16,6、如何评价会议电视系统的性能？一般性可操作性和可管理性考虑系统的互通图象格式CIF和QCIF帧率压缩算法比特率,音频带宽LIP SYNC回波抑制错误控制,多媒体通信,17,7、设计会议电视系统应考虑的问题：会议室的大小、家具和位置；摄像系统，包括：摄像范围（云台、变焦镜头等）；视频切换；视频复合；显示系统音频,多媒体通信,18,会议电视控制部分连接方式：；有线：电缆无线：红外；内容：通信控制；图象控制（本地和远端视频切换和控制）；声音控制（音量）；数据控制管理日程、安全、培训等；,多媒体通信,19,第二节：会议电视的有关标准,1、历史早期的H.120和H.130，是ITU-T最早制定的会议电视视频压缩标准，主要针对欧洲标准；1984年，ITU-T 成立专门的专家组，研究应用：在n*384kbit/s速率上的会议电视V_CODEC384kbit/s速率上的可视电话的V_codec到1989年，技术进步，可以在n*64实现会议电视的V_codec;各种产品出现，相互进行互通实验；1990年11月，ITU-T 正式公布了H.320系列的建议，具有里程碑式的意义；,多媒体通信,20,2、H.320系列建议的内容,多媒体通信,21,多媒体通信,22,多媒体通信,23,其它相关协议H.233：加密H.243：实现终端与MCU之间的通信；T.120：多点数据会议和实时通信G.728：CELP混合语音编码标准；G.711：PCM编码G.722：ADPCM编码,多媒体通信,24,3、H.320建议,H.320建议定义了320系列建议的关系，如图：,多媒体通信,25,多媒体通信系统的一般结构视频应用音频应用数据应用控制端到端端到网络,多媒体通信,26,H.320建议还定义了一次可视业务的呼叫的基本过程：A：呼叫建立；B1：在初始信道上模式初始化；CA：附加信道的呼叫建立（如果需要）；CB1：附加信道的初始化；B2：建立共同参数C：可视通信建立D：中断E：呼叫释放,多媒体通信,27,H.320还定义了多媒体通信终端的16种工作模式，工作模式取决于下列因素；信道64(B)，128(2B)，n*64(n=3,4,5 nB)384(H0),768(2H0),1152(3H0),1536(4H0),1536(h11),1920(5H0),1920(h12)）语音编码方式G.711、G.722、G.728,多媒体通信,28,4、H.261视频编码标准,H.261规定了在H.320系列建议定义的多媒体通信系统中视频编码算法和图象的格式；图象格式：解决不同视频制式之间的互通问题采用CIF格式和QCIF格式CIF一般用于会议电视系统QCIF一般用于可视电话系统；,多媒体通信,29,（1）CIF与QCIF,多媒体通信,30,（2）图象的分层结构,CIF图象,12个块组（GOB）,每个GOB：33个宏块MB（16*16）,每个MB：6个基本块（4个亮度2个色度）,QCIF图象,3个块组（GOB）,多媒体通信,31,(3)H.261编码器的一些特点：包括I帧和P帧两种编码类型帧内编码（I帧编码）的定期刷新为减少误差积累，H.261采用强迫更新的方法，规定宏块每132次，必须采用帧内模式进行编码；BCH纠错（511，493）每493bit的数据计算出18bit 作为效验数据；对于由VLC引起的码流不均匀，进行数据平滑(Rate Control)；,多媒体通信,32,5、h.221建议h.221是针对N-ISDN信道的会议电视信道的帧格式定义；把视频、音频、数据、控制信号按一定的顺序组成，符合信道特性的帧格式；各种信道B信道H0信道（384），H11信道（1536），H12（1920）,多媒体通信,33,第三节：会议电视系统的组成,会议电视系统包括：终端设备；传输设备；传输信道；多点控制单元（MCU）；,多媒体通信,34,1、终端设备,会议电视终端设备一般设在会议室，用户直接使用；视频输入/输出设备；音频输入/输出设备；数字信息处理设备；VIDEO CODEC；AUDIO CODEC；复用/分解设备；,多媒体通信,35,会议电视终端设备的基本配置,编码器,解码器,数字设备（PC、传真）,数字设备（PC、传真）,VIDEO,AUDIO,发送,接收,VIDEO,AUDIO,DATA,DATA,多媒体通信,36,应用实例,多媒体通信,37,多媒体通信,38,2、传输设备和信道目前，会议电视应用最广的信道N*64kbps（N=1 TO 30）信道（信道速率固定，容易实现QOS），包括：E1或T1信道；N-ISDN信道;DDN信道；在目前越来越多的会议电视系统也应用在IP网上，信道速率不固定，必须采用相关的技术来保证QOS；,多媒体通信,39,3、会议电视系系统的多点控制单元,多点控制单元（MCU）是一个数字处理单元，通常设置在网络接点处，提供多个地点的会议终端同时进行相互的通信通信MCU应在数字域中，实现多媒体数字信息的混合和切换；同时不能影响视频和音频信息的质量；,多媒体通信,40,第四节：会议电视系统的汇接与切换,1、MCU会议电视系统是一个完整的通信系统会议电视系统的多点特性决定了MCU是会议电视组网的关键设备；一般的工作方式包括：全耦合方式所有终端设备之间都用线路连接；图像合成方式统一接收，合成一副图像，再发送到各点；通信请求集中到一点，按需组合发送；,多媒体通信,41,（1）多点控制单元（MCU）的作用和工作模式作用：将各个所属终端汇接于一点，以便减少信道数目；将图象、声音数据分配到所需的会场；按照我国开会的惯例，实现MCU的分配功能，一般采用主席控制模式；主席所在的会场，可同时向所有会场传递会场的多媒体信息，并通过MCU与任一会场进行通话；分会场发言时，向主席申请，一旦认可，该会场的信息就可以向各会场广播发送；,多媒体通信,42,多点会议控制模式,多媒体通信,43,（2）MCU的重要组成部分（A）网络接口模块分输入、输出两部分；可以校正输入数据流中H.221定义的FAS信号；输出由H.221。H.230定义的BAS码；（B）音频处理语音代码（ATC）：从各个端口的输入数据流的帧结构中分离的语音信号；语音混合模块：对各ATC进行线性叠加，然后进行编码，插入到输出的数据流；,多媒体通信,44,（C）视频处理器目前的MCU产品，只对视频信号进行切换选择，以便插入到输出帧，分配到各个会场；当一个会场需同时看到多个会场图象时，MCU对多路视频信号进行混合处理；分时：实际上不混合；实时（可分成，需解码和不需解码）,多媒体通信,45,（D）控制处理器负责路由选择、混合或切换（视频和音频）、并负责会议控制；一般具有8个E1端口的MCU，信道切换采用8*8的矩阵完成；（E）数据处理器可选单元，包括根据H.243建议的数据广播功能等,多媒体通信,46,MCU的基本组成,音频处理,视频处理,数据处理,控制器,网络接口,呼叫控制,网络接口,呼叫控制,网络接口,呼叫控制,分接,复接,分接,复接,多媒体通信,47,网络接口,呼叫控制,网络接口,呼叫控制,网络接口,呼叫控制,分接器,复接器,分接器,复接器,分接器,复接器,音频处理器,视频处理器,数据处理器,多点处理器,密钥管理分配器,呼叫控制处理器,多媒体通信,48,总结：MCU的工作过程MCU将各终端送来的信号分离，抽取相应的音频、视频、数据和信令信号，分别送到相应的的处理单元，进行音频混合和切换、视频切换、数据广播和确定路由选择、定时和处理会议控制等；处理后的信号由复用器按H.221格式组帧，然后送往相应的端口；,多媒体通信,49,（3）评价MCU性能的主要技术指标：功能：码速率：应能控制工作在64kbps 1920kbps的编码器；接口：支持v.35、E1、G.703等接口；加密：MCU应支持某些或全部多点的加密；,多媒体通信,50,2、会议电视组网MCU是会议电视组网的主要设备；根据MCU的特点，会议电视网一般为星型模式；目前的技术，一般只能实现MCU的两级互连，采用两级MCU组网的会议电视网，一般为树型结构；,多媒体通信,51,会议电视组网时，利用的通信网；利用数字线路组网：E1和T1线路优点：通信质量和带宽有保证缺点：不易申请，成本高DDN网络是目前常采用的一种方式；安全性，比前一种差；ISDN网络具有拨号功能，但一般速率较低；,多媒体通信,52,3、会议电视的管理会议电视网可以通过中央多点管理系统（CMMS）来管理各MCU连接；一般MCU都有CONSOLE口，一般采用串行通信的方式所以CMMS和MCU的连接可以采用MODEM通过PSTN连接在一起；CMMS的主要功能是：监视工作状态、记费信息的统计，以及会议的数目、时间、采用的速率等；,多媒体通信,53,第五节：会议电视产品的发展和应用,1、会议电视的产品全球几乎主要的通信产品提供商都提供过H.320系列的会议电视产品；提供全系列集成产品；提供主要的核心产品；目前来讲，一些专业的会议电视提供商的产品市场占有率较高美国的CLI（目前的VTEL）、PictureTel等；国内的主要会议电视提供商：中兴、华为、大唐等,多媒体通信,54,多媒体通信,55,2、会议电视系统的开发完全的自主知识产权的开发；采用集成+开发的方式进行比如：终端产品的开发，采用一些板卡，进行集成；关键技术：图象的压缩编码器；MCU技术；,多媒体通信,56,3、会议电视的应用,会议电视的应用范围越来越广 会议电视是一种多媒体视听业务，而且具有较好的质量。会议应用行政、商业、抢险等；远程医疗远程教育远程监控办公自动化,补充内容：视频会议规划指南,一、了解视频会议系统的基础知识 二、了解视频会议行业应用现状以及发展趋势三、了解目前行业的主要视频会议系统提供商四、确定视频会议系统的需求和预算 五、对各厂商的接触和方案汇总 六、进行系统演示或者试用 七、建设视频会议系统,一、了解视频会议系统的基础知识,视频会议系统的定义,视频会议系统的应用环境需求,视频会议系统现行的标准,视频会议产品的基本设备,二、了解视频会议行业应用现状以及发展趋势,1、视频会议从中央、省部级政府和大企业向地市县级政 府单位和中小型企业迅速扩展；2、在网络环境上从单纯的专线网络向INTERNET宽带网 络发展；3、视频会议应用开始进入综合应用时代，视频会议系统 不仅仅只是停留在提供会议室开会的单一功能上，融 合会议室、桌面会议、数据业务甚至电话接入的综合 产品成为主流；4、部分性价比高的软硬结合的视频会议系统受到欢迎；5、国产厂商成长迅速,三、综合了解目前主要的视频会议系统提供商,主要视频会议硬件终端厂家：国外公司有POLYCOM、VCON、VTEL、TANDBERG 国内公司有华为、中兴通讯、瑞福特等,主要MCU产家：ACCORD(被Polycom收购)、DST(鼎视通)、RADVISION(锐迪讯)、华为、瑞福特,拥有全套产品线:MCU、会议室、桌面、电话接入、语音会议、及时通讯,系统功能:资料分发、文档共享、会议录制、电子白板、协同浏览网页、应用程序共享等功能,支持网络环境:专线、互联网、局域网、无线网、卫星网,四、确定视频会议系统的需求和预算,本单位的短期需求和中长期需求、网络通讯状况、预算,寻找合适的解决方案,哪些点准备在会议室开，哪些可能部署在桌面电脑上开，是否需要电话接入以及最多时候有多少点同时开会,考虑通讯线路现状与可能的线路规划,预算：与建设规模有很大关系，要充分考虑附属支持设备 可以从建立该视频会议系统可以为公司节省多少差旅费用、提高效率、公司IT投资等方面综合考虑,明确系统的使用用户群与使用需求,五、对各厂商的接触和方案汇总,是代理商还是系统集成商，尽量直接与厂商接触,方案要满足整体需求和未来一个时期的需求,就方案与提供商或集成商进行初步讨论和了解产品功能,报价与成交价,了解客户，必要回访：业绩、质量、服务、价格、工期 实力、付款方式,六、进行系统演示或者试用,演示整体效果的表现:远程演示、现场演示等方式,根据具体需求与提供商协调是否可以进行试用,请有关使用人员包括领导者前来体验效果,1、在一定带宽下（如512K）下的图像清晰度，图像是否有马赛 克，图像帧速率。2、声音是否清晰、有无断续，有无杂音和回音。3、图像和声音的延时，一般在0.6秒内。4、唇音是否同步。5、并发用户多时效果是否依然保持不变。6、在带宽波动情况下以上指标的表现效果是否依然保持不变。,评判视频会议系统,七、建设视频会议系统,撰写视频会议系统的建设规划报告（或可行性研究报告）,项目建设意义和目标、产品选型、项目建设基本方案、预算等,获得领导同意和最后预算授权后,选定一个厂商或系统集成商进行商务谈判,视频会议系统的施工,作好各地机构的协调工作，配合服务商进行施工,系统试运行,系统维护工作,逐步扩大视频会议的应用范围 内部会议、商务会议、培训、董事会,多媒体通信,65,重点内容总结,一个多媒体通信系统的基本组成；H.320系统的主要特征和内容主要协议的内容和作用H.261视频编码算法的主要特点；MCU的作用及组成,