5多媒体网络应用一.ppt

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1、Chapter 5 多媒体网络应用,概述 视频会议 远程教育 视频点播,网络电话 虚拟现实 远程监控 远程医疗 E_mail 系统,第一节 概述,多媒体通信业务的类型 多媒体通信业务框架 多媒体通信应用领域 多媒体通信应用系统,一、多媒体通信业务的类型,(1)多媒体会议型业务：具有多点通信、双向信息交换的特点，如视听会议、声像会议。(2)多媒体会话型业务：具有点到点通信、双向信息交换的特点，如多媒体可视电话、数据交换。(3)多媒体分配型业务：具有点对多点通信、单向信息交换的特点，如广播式视听会议。(4)多媒体检索型业务：具有点对点通信、双向信息交换的特点，如多媒体图书馆、数据库等。(5)多媒体

2、消息型业务：具有点到点通信、单向信息交换的特点，如多媒体文件传送。(6)多媒体采集型业务：具有多点到点通信、单向信息交换的特点，如远程监控、投票等。,一、多媒体通信业务的类型,如果将这六类多媒体通信业务进一步归类的话，可以归为以下四类。1人与人之间交谈型多媒体通信业务，如会议业务和会话业务。2人与机之间交互型信息检索多媒体通信业务，如多媒体分配业务和多媒体检索型业务。3多媒体采集业务，如城市交通的信息采集系统、智能大楼的全楼监控系统。4多媒体消息业务，如多媒体电子邮件。,多媒体业务的应用类型,多媒体业务的应用类型,二、多媒体通信业务框架,多媒体通信业务的框架结构在ITU-T F.700系列标准

3、中作了规定。,三、多媒体通信应用领域,办公自动化服务行业，如教育、财政和医疗服务科学和工程家庭其他应用领域。如军事和保安（指挥、调度、会议与现场监测）、交通管理、金融、保险、房地产等。,四、多媒体通信应用系统,视频会议远程教育视频点播网络电话虚拟现实远程监控远程医疗,第一节 视频会议,概述 视频会议系统的分类 视频会议系统的组成 多点视频会议电视系统的控制方式 视频会议相关标准 视频会议关键技术 视频会议发展趋势 NetMeeting桌面视频会议系统,一、视频会议概述,多媒体会议系统是一种以多媒体形式支持多方通信和协同工作的应用系统。20世纪60年代开始：模拟视频会议系统20世纪60年代末期：

4、由模拟系统转向数字系统。20世纪80年代初期，研制出2 Mb/s彩色数字视频会议系统，并在日本和美国形成了非标准的国内视频会议网。20世纪80年代中期：ITU-T制定了H.200系列标准。1996年：ITU-T制定了H.323、H.324系列标准，M.331标准以及T.120系列标准。,视频会议的优点,节省经费、节省时间 争取时间、及时决策 提高会议效率 选择合适的与会代表，增加与会人数,我国视频会议系统的两种形式,由电信运营商经营的以预约租用方式使用的公用视频会议系统，系统覆盖所有省会及主要地级城市。需要召开电视会议的单位应事先进行预约，电视会议在运营商的会场进行。对于偶尔召开电视会议的单位

5、可考虑这一方案。组建专用系统，如海关、公安、铁路、银行、电力、卫星、石油和教育等部门都有自己的专用视频会议系统。,二、视频会议系统的分类,1.会议室型视频会议系统 会议室型视频会议系统一般安装在某个固定的专用会议室中，配置专用的硬件和软件、大屏幕显示器以及音响系统，通常使用专用的宽带通信信道，能为与会者提供接近广播级的视频通信质量，缺点是价格昂贵，这种系统主要用于政府机关、军队、通信、教育、金融等行业的大型会议。,2.移动型或分组型视频会议系统电子设备和摄像机都收藏在一个可移动的橱柜或小车内。与会议室型系统相比，移动型系统使视频会议能在可与电话网络连接的任何地方举行。,二、视频会议系统的分类,

6、3.桌面视频会议系统典型的桌面型视频会议系统由一部小型摄像机，一个微型话筒和一张编解码卡组成。摄像机是主要的视频输入设备，它与计算机内的影像摄录卡或编解码卡连接。桌面视频会议系统终端设备简单，易于安装操作，价格便宜，适用于个人家庭办公或小型企业内部使用。,二、视频会议系统的分类,三、视频会议系统的组成,视频会议系统主要分为三个组成部分：视频会议终端设备多点控制单元传输网络,视频会议系统结构,视频输入输出设备,视频编解码器,音频输入输出设备,音频编解码器,时延,用户/网络接口,多路复用/信号分离设备,信息通信设备,系 统 控 制,会议电视终端设备B,MCU,会议电视终端设备A,传输信道,H.32

7、0建议,H.261,H.221,G.703,G.711，G.722.G.728,H.242.H.230，H.221.H.243.H.281,T.120系列 H.200/AV.270,传输网络,三、视频会议系统的组成,1.传输网络传输网络是实现视频音频等多媒体数据在不同视频会议终端之间以及它们与MCU之间传输的平台。目前电视会议业务可以在多种通信网络中展开，例如：SDH数字通信网、ISDN、LAN、Internet、ATM、DDN、PSTN等等，其传输介质可以采用光缆、电缆、微波以及卫星等数字信道，或者其他类型的传输通道，在用户接入网范围内，可以使用HDSL、ADSL、HFC网络等设备进行传输。

8、,三、视频会议系统的组成,1.传输网络面向连接的传输网络（H.320视频会议系统）面向无连接的传输网络（H.323视频会议系统）,2.终端设备 终端设备指用户在召开电视会议时所用的终端设施的总称.终端设备的功能视频音频信号的采集输入模数转换信号压缩编码多路复用与解复用形成各种控制信息，如同步控制、定义帧结构、呼叫规程、传送管理密钥、远端摄像机控制等。,2.终端设备 1）视频、音频的输入、输出设备 视频输入设备包括摄像机及录像机。视频输出设备主要包括监视器、投影机、电视墙，分画面视频处理器。音频输入/输出设备主要包括麦克风、扬声器、调音设备和回声抑制器。2）信息通信设备 信息通信设备包括白板、书

9、写电话、传真机等。,3多点控制单元（MCU，Multipoint Control Unit）MCU是一个数字处理单元，通常设置在网络节点（汇接局）处，可供多个地点的会议同时进行相互间的通信。MCU对各个会场的图像、语音、数据的信息流进行接受、切换和分配，并实现各种控制。MCU以数字方式实现图像、语音、数据和信令等信号的混合、切换和控制，但不得影响音频、视频等信号的质量。,3多点控制单元,3多点控制单元级联,3多点控制单元级联,会议B,四、多点视频会议电视系统的控制方式,1语音控制方式2强制显像控制方式(演讲人控制)3主席控制方式4导演控制方式,五、视频会议相关标准,1、终端标准H.320窄带可

10、视电话系统和终端（N-ISDN）H.324低比特率多媒体通信终端（PSTN）H.323基于包交换的多媒体通信系统H.322提供保证业务质量的局域网多媒体通信系统和终端H.321B-ISDN环境下H.320终端设备的适配H.310宽带多媒体通信系统和终端（ATM/B-ISDN）H.300系列标准包括了其相应的视频、音频、通信协议、复用/同步等H.200系列标准，其数据通信协议采用T.120系列标准,五、视频会议相关标准,2、视频编解码：H.261、H.263、H.263系列的低比特率通信视频编解码。3、语音编解码：G.711、G.722、G.728、G.723.1等语音编解码标准4、数据传输：T

11、.120标准5、系统控制：H.221：视听业务中64k1920k信道的帧结构H.243：3个或多个视听终端间使用，直到2Mbit/s的数字信道建立通信的过程H.230：视听系统的帧同步控制和指示信号H.242：使用直到2Mbit/s数字信道的视听终端之间建立通信的系统。,六、视频会议的关键技术,多媒体信息处理技术宽带网络技术分布式处理技术芯片技术,七、建设视频会议系统的关键因素,需求分析：包括业务要求、系统规模、安全要求、功能/性能要求、可靠性和预算控制。采用何种协议系统：H.320协议实现专用系统H.323协议实现开放式系统使用何种网络类型，是电路交换网还是分组交换网，网络运行费用是否可以承

12、受。,七、建设视频会议系统的关键因素,1、视频会议系统的制式H.320特点：利用电路交换网络组成系统，包括DDN、卫星电路、ISDN等时延小且确定的电路类型；通信带宽为3842048kbit/s；属于专用系统，不同厂商的系统不能互通；功能性能完整，系统成熟H.323特点：利用分组交换网络组成系统，如IP网、帧中继、ATM等，时延不确定但有一定的带宽质量保证；通信带宽达2Mbit/s，不同厂商的系统可以互通。适用于广域网正式会议室，又适用于局域网在桌面系统使用的开放式系统。,七、建设视频会议系统的关键因素,2、视频会议系统的网络支持H.320系统的网络DDN、卫星电路：时延小且确定；使用384k

13、bit/s就可组成具有较好质量的视频会议系统；ISDN：通信速率128kbit/s；适用于点对点或小型会议。支持H.323系统的网络帧中继/ATM：通信基本带宽为视频会议终端设备速率加上20左右的IP开销。,七、建设视频会议系统的关键因素,3、费用设备费用会议室型：1030万元桌面系统型：PC视频插卡系统运行费用：租用电路费用北京电信DDN：速率为384kb/s每月每条21750元，30条即为65.25万元，年租金783万元。帧中继：约为DDN的40,视频会议系统配置,八、视频会议系统发展趋势,ISDN视频会议仍大有作为由电信部门购买MCU，由企业自己购买终端，用户自己通过Web方式预定会议，

14、自己设置会议密码和指定与会终端的ISDN号码，分会场依其用户权限自己组织会议。ATM视频会议难以发展技术复杂、设备昂贵、标准制定缓慢IP视频会议将成主流,九、NetMeeting,NetMeeting是Microsoft开发的一种基于TCP/IP的桌面会议系统，它是一个完整的实时会议解决方案。NetMeeting利用Internet/Intranet网络，提供网络电话、视频会议、多点应用程序共享、文件传输、网络聊天、远程桌面共享以及电子白板等功能。,1.NetMeeting的一般设置,设置向导,设置个人信息,设置登录目录服务器,设置网络类型,设置快捷方式,音频调节向导,放音音量调节,麦克风音量

15、调节,完成设置,登录状态图标显示,NetMeeting视频会议系统的建立,NetMeeting可以在局域网内使用，也可以在因特网上使用，用户之间可通过相互“拨号”进行连接，“拨号”的方法就是呼叫对方的IP地址。对于局域网用户来说，一般都使用固定IP地址，可直接呼叫因特网用户则一般使用动态IP地址，呼叫的双方彼此不知道对方的IP地址，因此需要NetMeeting服务器把大家联系起来。,2.NetMeeting服务器的安装与设置,NetMeeting服务器事实上是一个目录服务器；另外，要让因特网上的两台计算机知道彼此的IP地址，则还需要因特网定位服务。在Windows 2000 Server中，安

16、装“活动目录服务”和“因特网定位服务器”后，该服务器就可以作为NetMeeting服务器。,安装活动目录服务器,依次选择控制面板管理工具配置服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装活动目录服务器,安装ILS(Internet Locator Server，因特网定位服务器),(1)依次选择“控制面板添加/删除程序添加/删除Windows 组件”。

17、(2)在“组件”列表中选中“网络服务”复选框，然后单击“详细信息”。(3)在“网络服务的子组件”列表中选中“Site Server ILS服务”复选框，单击“确定”按钮，按提示逐步操作，即可完成NetMeeting服务器的安装。,安装ILS,安装ILS,检查NetMeeting服务器,检查NetMeeting服务器,单击“确定”，Netmeeting将登录服务器，在其中的“呼叫”菜单栏中选择“目录”，打开如下对话框，并显示已登录到NetMeeting服务器中。,3.查找并呼叫对方,4.召开网上视频会议,5.使用聊天功能,6.使用白板功能,7.共享程序,8.传输文件,第二节 远程教学系统,概述

18、实时远程教学系统 非实时远程教学系统 多媒体网络教室 远程教育系统软件技术平台,一、概述,学历教育+终身教育远程教育以其打破时间和空间限制，能够最大限度地共享有限的教育资源的优点，与在校教育一起成为最主要的教育形式。,一、概述远程教育的发展,一、概述,远程教育系统是指处于不同地理位置的教师和学生利用现代传播媒体从事交互式教学活动的一种新型教学模式，它以互联网、电信网、电视网等网络的综合利用为特征，以构成一个数字化、多媒体化、交互性、实时性和教学方式灵活化的全新远程教育环境为目的。,一、概述我国现代远程教育工程,提高中国教育科研网（CERNET）国家主干网速率，建设中高速地区网。,CERNET八

19、大区网络中心,一、概述我国现代远程教育工程,实现卫星宽带多媒体传输与互联网对接。中央电大通过100兆的上传带宽实现了与中国教育卫星宽带多媒体传输平台的对接，开通了卫星IP专用播出通道；建成了以中国教育和科研计算机网（CERNET）、中国公众网（ChinaNet）与中国教育卫星宽带多媒体传输网（CEBSat）高速连接构成的“天、地”合一的现代远程教育传输平台；建设了中央电大对44个省级电大、省级电大对所属分校的多点双向视频教学系统。构建了中央、省和分校三级互动教学平台。中央电大更新一次信息，三级平台同时完成；地方电大反馈信息打包直接发送到中央电大数据中心，改变了广播电视单向传输的单一模式,一、概

20、述我国现代远程教育工程,建设现代远程教育信息资源，改变目前低水平的课件开发制作模式，利用各类学校教育资源的优势，开发高质量的、符合素质教育要求的现代网络教育课件。,一、概述远程教育系统分类,实时教学系统利用实时远程教学系统将教师授课的图像、声音等实时地传送到各地教学点，如通过电视直播授课或通过视频会议系统参与授课。突出教学的临场感和交互性，教学效果较好，但易受时间限制非实时辅助教学系统将授课过程录制成录像带由学生自主选择，或将授课过程录制成流媒体放在网络上。学习主动权在学生。,一、概述远程教学系统组成,现代远程教学系统由通信网络、实时远程教学系统、非实时远程教学系统组成。1、通信网络广播电视卫

21、星通信网：主要用于单向信号的广播。基于专线的电信业务网：主要用于带宽要求高的实时交互式的远程教学。基于IP的计算机通信网：可利用的最大的网络资源，一般存放大型课件库。,一、概述远程教学系统组成,2、实时远程教学系统非交互式：一般采用卫星组网方式交互式：在视频会议系统基础上增加适用于教学的专用设备，如图文摄像机、电子白板等。一般采用DDN/FR/ATM专线方式组网。3、非实时远程教学系统包括教学教务管理系统、BBS系统、WWW系统、E_mail系统、广播点播系统、课件库系统等。,二、实时远程教学系统基于卫星通信网方案,卫星网络优势覆盖面广传输信息量大初期投入低，投资回收快卫星通信网主要由通信广播

22、卫星、地球站、测量控制跟踪系统组成。采用卫星网络建设非交互式实时远程教学系统时，网络中采用H.331视频会议标准。采用卫星网络建设交互式实时远程教学系统时，网络中采用H.320视频会议标准。,二、实时远程教学系统基于卫星通信网方案,二、实时远程教学系统基于专线的方案,专线传输特点：传输质量高、性能稳定但专线只能实现点对点的通信，当分教室较多时，系统复杂，成本高。采用H.320视频会议标准基于ISDN的方案基于DDN的方案基于帧中继或ATM网的方案,二、实时远程教学系统基于专线的方案,基于ISDN的方案,ISDN,教室A,教室B,教室C,MCU,H.320,3BRI=384Kbps,3BRI,3

23、BRI,PRI/BRI,采用ISDN构建远程教学系统使用费用低廉，组网方式灵活，扩充方便。,二、实时远程教学系统基于专线的方案,基于DDN的方案,DDN,教室A,教室B,教室C,费用高,MCU,H.320,二、实时远程教学系统基于专线的方案,基于帧中继或ATM网的方案带宽宽、时延小费用低于DDN，高于ISDN采用H.320标准扩充没有ISDN灵活,二、实时远程教学系统基于IP网的方案,采用H.323标准,二、实时远程教学系统综合解决方案,基于ATM网络的大型远程教育系统的网络结构,三、非实时远程教学系统,非实时辅助教学系统为学生的课后复习、查询参考、自修及师生之间的课后交流提供了条件。非实时辅

24、助教学系统包括教学教务管理系统、WWW系统、FTP系统、E_mail系统、BBS系统、广播及点播系统、课件库系统。,三、非实时远程教学系统,点播服务器,WWW服务器,E_mail服务器,多媒体课件库系统,教学教务管理系统,WAN DDN,路由器,点播服务器,路由器,课件制作系统,远程教学系统访问服务器,学生,学生,学生,学生,学生,学生,四、多媒体网络教室,多媒体网络教室的组成计算机网络设备（网卡、网线、集线器、交换机）操作系统多媒体网络教室（软件、配件）应用软件,四、多媒体网络教室,多媒体网络教室的基本功能语音教学转播教学屏幕监视遥控辅导师生对讲分组讨论电子论坛,消息发送电子举手电子抢答远程

25、命令本地命令网络影院远程管理远程复位、关机安全恢复远程教室,五、远程教育系统软件技术平台,1 教学软件平台 由一系列可支持多种教学模式的管理软件、教学软件和工具软件组成。,五、远程教育系统软件技术平台,2 支撑软件平台1）Internet应用技术 2）虚拟现实技术 3）超媒体技术 4）信息检索技术,远程教学整体解决方案,远程教学整体解决方案,教学中心可以根据需要将13 路视频，13 路音频，1 路计算机屏幕信息通过各种网络组播发送给远程教学点，远程教学点可以实时收看。根据远程教学点的实际情况，可以通过Internet/PSTN/ISDN/DDN/ADSL 等传输方法将远程教学点的1 路音频和1

26、 路视频信息回传到北京的中心，传输带宽从56Kbps到1Mbps 之间多级可调。中心的主讲老师可以收看远程教学点的音视频信息，并且老师还可以根据需要将回传的信号再通过卫星分发给其它的远程教学点观看。在教学中心和各远程教学点设置服务器，将现场教学的所有信息自动存储在服务器上并生成课件，各个教学点的学生可以选择课程进行点播学习和复习。在直播和点播时，视频、音频和屏幕完全同步；特别是在点播时，视频、音频和屏幕可以同步进行快进、快退、快放、慢放、直接定位检索操作。支持大量用户实时观看直播或点播节目，用户可以自由的在所有节目中切换。,第三节 视频点播,概述 VOD的组成及工作原理 VOD的分类及其服务方

27、式 视频服务器 机顶盒 基于宽带IP城域网的VOD系统 基于有线电视网的VOD系统 VOD系统的应用领域,一、概述,VOD（Video On Demand）即视频点播技术，也称交互式电视点播系统，即按需要的视频流播放。用户不必遵守传统的时间表，而是根据自己的意愿随时点播希望收看的节目，从根本上改变了过去被动式收看电视的不足。视频点播是20世纪90年代末在国外发展起来的，是一项随着娱乐业的发展而兴起的技术。,二、VOD的组成,VOD系统由三大部分组成，它们是服务端系统、网络系统、客户端系统。服务端系统负责用户请求的响应、系统的控制、数据的维护工作，主要由以下部分组成：视频点播服务器：对用户请求的

28、处理和响应、媒体的调度和形成媒体流系统管理服务器：用户管理、媒体管理、资源管理计费系统：计费管理、报表统计、计费策略管理。媒体制作系统：将媒体源转换成适合VOD系统的数字流媒体节目。媒体库：存储媒体节目。,服务端系统应满足的要求：系统稳定性能高支持并发用户数据量大严格的用户认证和节目级别管理系统易扩展系统功能完整支持多种媒体格式完善的系统监控功能,网络系统 网络系统包括具有交换功能的主干网络和宽带接入网络两部分。主干网采用SDH、ATM、IP等传输交换技术和光纤作为传输介质.接入网主要有FTTx、HFC、双绞线等。,客户端系统 主要提供向用户提供基本的终端控制功能、信号接收传输及路由选择功能、

29、解压缩媒体数据流等工作。在计算机网络中：计算机网卡在HFC网络中：电视机机顶盒；多媒体计算机Cable Modem,三、VOD的分类及其服务方式,VOD的分类（按VOD业务实现方式）NVOD（Near Video On Demand）称为准点播系统：多个视频流依次间隔一定的时间启动发送同样的内容。TVOD（True Video On Demand）称为真实点播系统：用户不能控制视频流，每个视频流只为一个用户服务。IVOD（Interactive Video On Demand）称为交互式点播系统。,三、VOD的分类及其服务方式,VOD的分类（按VOD业务承载网络）基于广域网络的VOD系统宽带网

30、络用户的接入一般采用FTTB+LAN或ADSL技术。可以通过专线方式为酒店或小区等集团用户提供服务。基于局域网的VOD系统基于HFC网的VOD系统,2.VOD服务方式,(1)单点播放方式。在这种方式下，用户单独占有一个节目通道，并对节目具有完全的控制。具有快速响应、交互性好的特点，具有好的服务质量，但收费较高。(2)多点播放方式。在这种方式下，几个用户共同拥有一个节目通道，但节目只能线性播放，即从头播到尾，用户不能进行控制，这种方式相当于预约播放方式。这种服务方式具有预约节目的特点，属简单的交互电视，提供中等的服务质量，有较多的用户，收费中等。,2.VOD服务方式,(3)广播方式。在这种方式下

31、，节目通道相当于一个有线电视频道，由VOD系统所有者安排节目及时间，所有装有机顶盒设备的用户都可接收节目，在节目播放期间不能进行控制。不具有交互性，提供较差的服务质量，但有最多的用户，收费较低。,四、视频服务器,视频服务器就是在网络上为点播用户提供存储和播放视频节目功能的设备。提供以下功能：（1）请求处理：接收用户的访问请求。（2）许可控制：检查用户的权限，考虑新请求的加入是否影响已有服务的性能。（3）数据检索：从服务器的存储系统中检索数据的存放位置。（4）可靠的流传输：向用户提供一个实时的数据流。（5）支持类似VCR的操作功能等。,视频服务器的关键技术,1）存储容量 视频服务器承载视频节目的

32、数量受服务器存储容量的限制。由于硬盘的存储容量有限，即使采用多硬盘和RAID磁盘阵列技术，仍存在管理、成本等方面的问题，因此，扩展视频服务器的存储系统，建立层次结构的存储模型是扩展视频服务器存储容量的主要技术。,视频服务器的关键技术,2）存储I/O带宽 在一个限定的时间内，磁头要移动到每个数据块的位置读取数据，这里的时间消耗取决于磁头的移动速度，磁盘的旋转速度和数据块的大小。减少这个时间消耗的关键在于如何减少磁头的移动。在将节目数据放置到硬盘上的时候就按照某种算法排列，以减少磁头的移动。分块技术,视频服务器的关键技术,3）网络I/O带宽 合理的调度流是这个子系统的关键技术。基于有效利用资源的考

33、虑，视频服务器常常利用网络组播或者广播技术为多个用户服务，也就是说，多处用户共享同一条视频流。,视频服务器的关键技术,4）系统管理 系统管理子系统的关键技术在于判断系统资源状况，许可和控制用户对视频服务器资源的使用。此外，系统的加密问题也属于该子系统。,视频服务器的关键技术,5）用户交互控制 交互式功能包括“暂停”、“恢复”、“快进”、“快退”等，是实现交互式点播电视的基础。在用户方实现：数据传输量大在服务器上实现：加重了服务器负担,视频服务器的服务策略,服务器“推”模式和客户机“拉”模式示意图,五、机顶盒（Set Top Box）,它是一种信号传输介质与电视机之间的中间电子设备。它可以数字电

34、视信号转换成模拟电视机可以接收的信号，同时，也可以实现电视广播从模拟信号向数字信号的平稳过渡，用户还可以利用它共享因特网的信息资源。,机顶盒分类,根据使用条件的不同，机顶盒可分为三类：卫星直播数字电视机顶盒交互式数字有线电视机顶盒上网机顶盒。,机顶盒功能,数字有线电视机顶盒除了实现模拟电视广播、FM广播等基本业务外还实现许多增值业务，主要业务包括：(1)电子节目指南（EPG）(2)VOD（视频点播）(3)因特网接入和IP电话(4)接收各种数字电视节目(5)高速数据广播(6)条件接收(7)软件在线升级,机顶盒结构,数字有线电视机顶盒逻辑结构框图,1.硬件系统,数字有线电视机顶盒硬件结构框图,2.

35、软件系统,第三代数字有线电视机顶盒的软件结构,3.中间件,它将应用软件与硬件平台分隔开来，使具体应用不依赖于具体的硬件平台，并定义一组完整的、符合数字电视广播相应标准的应用程序接口，使应用程序独立于操作系统和硬件平台。其最大的优势之一就是屏蔽多样的系统资源，保证良好的互操作性。,六、基于宽带IP城域网的VOD系统,FTTx+LAN宽带IP城域网核心层大多采用吉比特路由器，汇聚层采用三成交换机。核心层和汇聚层之间通过光纤或SDH、ATM电路相连。传输带宽可达622Mbps或2.5Gbps接入层一般采用100M宽带楼宇交换机，通过光纤连接到汇聚层交换机，每个楼宇交换机可连接12、18或24个10M

36、bps用户。没有楼宇交换机的地方，采用ADSL技术,六、基于宽带IP城域网的VOD系统,解决业务流量不均衡问题在网络汇聚层或接入层设置镜像服务节点。镜像服务节点由镜像点播服务器和镜像高速存储设备组成。采用分布式的存储和分发策略。即将视频节目的声像数据文件的文件格式、大小、速率、存取权限和在网络中的位置等描述信息组成元数据。主节点存储所有节目的元数据和完整的声像数据文件，镜像服务节点保存全部节目的元数据、部分高点播率节目的全部和部分节目的第一段数据。即预取缓存技术。,宽带IP城域网,六、基于宽带IP城域网的VOD系统,小区/楼宇用户,小区/楼宇用户,LAN,LAN,ADSL用户,主节点服务,AD

37、SL用户,七、基于有线电视网的VOD系统,HFC（光纤同轴混合网）是目前有线电视接入网络的主要形式。目前，全国有300多个有线电视网络公司在双向HFC分配网上进行综合业务试点。我国目前VOD建设还处在发展初期，大多数应用仍以高档酒店、大型写字楼、高档生活小区等局域网应用为主。,七、基于有线电视网的VOD系统,有线电视网经历了同轴网络、单向HFC网络、双向HFC网络三个阶段。同轴电缆阶段同轴电缆作为干线，以有线电视机房为中心形成星型干线网络，干线到居民区后采用树型同轴分配网络。网络带宽为450MHz、550MHz,七、基于有线电视网的VOD系统,单向HFC网络阶段以光纤作为干线网络将信号传送至居

38、民区，然后采用同轴电缆分配网络到用户。带宽为750MHz以上。双向HFC网络阶段光纤干线部分采用两芯，同轴电缆分配网络采用分配器替代分支器，将同轴电缆分配网络由树型改造成总线型。进入楼道内分配网络为集中分配方式。省内传输网络、市内环形骨干网、双向HFC接入网三级网络结构。,七、基于有线电视网的VOD系统,HFC信道,七、基于有线电视网的VOD系统,基于有线电视网的VOD系统是在有线电视的头端系统中增加VOD前端系统，并利用HFC接入网络实现与VOD用户端系统的互联。三种基于有线电视网的VOD系统模拟单向传输系统中的VOD应用模式数字单向传输系统中的VOD应用模式全数字双向传输系统中的VOD应用

39、模式,八、VOD系统的应用领域,1 影视歌曲点播 影视歌曲点播应用于卡拉OK歌厅、宾馆饭店、住宅小区、有线电视台等。2 教育和培训 教育和培训应用于校园网和多媒体教室、远程教学、企业内部培训、医院病理分析和远程医疗等。,八、VOD系统的应用领域,3 多媒体信息发布 多媒体信息发布应用于电子图书馆、政府企业等。4 交互式多媒体展示 交互式多媒体展示应用于机场、火车站、影剧院、展览馆、博物馆、广告业、商场、百货公司等。,第五节 VoIP,可视电话 IP电话的概念 IP电话的通话方式 VoIP的基本传输过程 IP电话的组成部分 IP电话与PSTN电话的技术差别 IP电话的业务流程,一、可视电话,可视

40、电话是利用电话线路实时传送人的语音和图像的一种通信方式。由电话机、摄像设备、电视接收显示设备及控制器组成。可视电话的发展1964年 美国第一台黑白可视电话问世1992年 AT&T推出基于普通电话交换网的彩色可视电话。1996年 ITU-T制定了H.324标准（针对低速率信道的低比特率多媒体通信终端标准）,一、可视电话,实现可视电话的几个关键问题使用现有的普通电话线传送活动的图像320240，15帧/秒，未压缩27Mbps，压缩后33.6Kbps价格应合理2000元以上有统一的工业标准H.324标准,一、可视电话,可视电话分类PSTN型单机类基于PC型ISDN型专网型,一、可视电话,视频子系统H

41、.324支持H.261和H.263两种视频编码，在相同传输速率下，H.263能提供比H.261高20100的视频品质音频子系统H.324最基本的音频模式是G.723.1语音编解码器。有5.3Kbps和6.3Kbps两种速率。控制子系统H.245协议规定了控制H.324终端正确操作的端端信令。,一、可视电话,调制解调子系统H.324要求使用全双工V.34调制解调器，在呼叫启动时运用必需的V.8协议或可选的V.8bit协议分辨出调制解调器类型和操作模式，由V.25ter控制本地调制解调器功能。复用解复用子系统H.324使用H.223（低位率多媒体通信的复用协议）作为复用器标准。H.223由一个低级

42、复用层和一组适配层组成，适用于每一种媒体类型。,一、可视电话,畅视2000可视电话组成结构,一、可视电话,畅视2000可视电话组成结构(1)电源开关(2)网口（PC）：内置HUB 提供的与电脑相连的网口（标准网线）。(3)网口（LAN）：内置HUB 提供的与宽带网相连的网口（标准网线）。(4)电源接口(5)视频输出(6)音频输出(7)视频输入(8)音频输入(9)电话口（TEL）,一、可视电话,可使用畅视 2000 完成以下功能：和其他用户通话：包括拨打语音和可视电话，接听来电。使用电话簿：包括呼叫、增加、编辑、查找和删除电话簿中的用户，还提供了电话簿的传送功能使用通话记录 查询状态：包括用户状

43、态、网络状态和设备信息。召集会议：可在畅视 2000 上定义并召开多方会议，需服务器支持。,一、可视电话,可使用畅视 2000 完成以下功能：会议控制：当畅视 2000 在多方会议中时，可进行会议控制，如申请主持、观看会场等。设置监控：畅视 2000 提供监控功能，即监控者在建立通话后输入正确的密码即可接收畅视 2000 的图像。设置NAT：畅视 2000 提供代理功能，使连接到PC 口的电脑可以与畅视 2000 同时上网。,二、IP电话的概念,IP电话(IP Telephony)、因特网电话(Internet telephony)和VoIP(Voice over IP)都是在IP网络即信息包

44、交换网络（以IP协议为网络层协议）上进行的呼叫和通话，而不是在传统的公众交换电话网络上进行的呼叫和通话。VoIP指将模拟的语音信号数字化，进行分段压缩后按照一定的规律加上IP地址头，经IP网络路由或交换至目的地地址后，IP包再经相反过程还原成语音信息。,研究历史,20世纪70年代末和80年代初在信息包交换网络上传输声音1995年真正开发IP电话市场VocalTec公司率先使用PC软件在IP网络上的两台PC机之间实现通话。1996年科技人员在IP网络和PSTN网络之间的用户做了第一次通话尝试。1997年出现具有电话服务功能的网关1998年出现具有电话会议服务功能的会务器1999年是开始应用IP电

45、话之年。千禧年开始IP电话用在移动IP网络上,三、IP电话的通话方式,IP终端(计算机)之间的通话,特点：双方需知道对方网络地址及约定相同时间上网。,三、IP电话的通话方式,IP终端与普通电话(或可视电话)之间通过IP网络和PSTN网络的通话,特点：计算机方能上网，电话机方能拨号上本地网的IP网关。,三、IP电话的通话方式,普通电话(或可视电话)之间通过IP网络和PSTN网络的通话,四、VoIP的基本传输过程,传统的电话网是以电路交换方式传输语音，所要求的传输宽带为64kbit/s。而所谓的VoIP是以IP分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用无

46、连接的UDP协议进行传输。,四、VoIP的基本传输过程,四、VoIP的基本传输过程,1、语音-数据转换语音信号是模拟波形，通过IP方式来传输语音，需要对模拟语音信号进行8位或6位的量化，然后送入到缓冲存储区中，缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。典型帧长为1030ms。考虑传输过程中的代价，语间包通常由60、120或240ms的语音数据组成。目前采用的语音编码标准主要有ITU-T G.711。,四、VoIP的基本传输过程,2、原数据到IP转换对语音包以特定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长，如15ms的帧，每个帧含120个语音样

47、点。编码后，将压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。IP网络不像电路交换网络，它不形成连接，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后给每个数据报附带寻址和控制信息，并通过网络发送，一站一站地转发到目的地。,四、VoIP的基本传输过程,3、传送在这个通道中，全部网络被看成一个从输入端接收语音包，然后在一定时间（t）内将其传送到网络输出端。t可以在某全范围内变化，反映了网络传输中的抖动。网络中的中间节点检查每个IP数据附带的寻址信息，并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持IP数据流的任何拓扑

48、结构或访问方法。,四、VoIP的基本传输过程,4、IP包-数据的转换目的地VoIP设备接收这个IP数据并开始处理。网络级提供一个可变长度的缓冲器，用来调节网络产生的抖动。其次，解码器将经编码的语音包解压缩后产生新的语音包，这个模块也可以按帧进行操作，完全和解码器的长度相同。在数据报的处理过程中，去掉寻址和控制信息，保留原始的原数据，然后把这个原数据提供给解码器。,四、VoIP的基本传输过程,5、数字语音转换为模拟语音播放驱动器将缓冲器中的语音样点取出送入声卡，通过扬声器按预定的频率（例如8kHz）播出。,四、VoIP的基本传输过程,简而言之，语音信号在IP网络上的传送要经过从模拟信号到数字信号

49、的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络的传送、IP分组的解包和数字语音还原到模拟信号等过程。,IP电话的组成,终端,VoIP的终端可以有多种类型，其中包括传统的语音电话、ISDN终端、PC，也可以是集语音、数据和图象于一体的多媒体业务终端。在未来，终端的发展趋势应当是标准和规格统一的，以减少数据转换带来的开销。,IP网关(Gateway),网关负责提供IP网络和传统的PSTN接口，从而提供廉价的长途通信业务。网关可以支持多种电话线路，包括模拟电话线、数字中继线和PBX连接线路，并提供语音编码压缩、呼叫控制、信令转换、动态路由计算等功能。,IP网关结构,网守（Gatekeeper）（关

50、守、网闸）,网守是一个能够对局域网或广域网的H.323终端、网关或一些多点控制单元提供地址解析、访问控制、身份验证、安全检查、域管理、呼叫控制信令以及呼叫管理等的H.323实体，有时它也具有带宽控制和管理、路由控制和计费等功能。在一个由关守管理的域内，对所有的呼叫来说，关守不仅提供呼叫控制业务并且起到了中心控制点的作用，在许多场合下可称之为一个虚拟交换机。,网守及计费认证中心的分层结构,管理服务器,管理服务器是为网络管理人员提供的管理工具，可以实现对VoIP网络体系中各种组件的管理工作。网管服务器提供良好的用户界面，使网管人员可以方便地控制所有的系统组件，包括网关、关守等。网管服务器的功能包括