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第二部分：多媒体通信系统

第二部分：多媒体通信系统. 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。. 多媒体通信的标准

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第二部分：多媒体通信系统

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Presentation Transcript

  1. 第二部分：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 A～Z)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. 系列名 主要内容 Series G 传输系统、媒体数字系统和网络 Series H 视听和多媒体系统 Series I 综合业务数字网(ISDN) Series J 电视、声音节目和其他多媒体信号的传输 Series Q 电话交换和控制信号传输法 Series T 远程信息处理业务的终端设备 Series V 电话网上的数据通信 《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. H.320 H.323(V1/V2) H.324 发布时间 1990 1996/1998 1996 应用范围 窄带ISDN 带宽无保证信息包交换网络 PSTN 图像编码 H.261，H.263 H.261，H.263 H.261，H.263 声音编码 G.711, G.722, G.728 G.711, G.722, G.728G.723.1, G.729 G.723.1 多路复合控制 H.221, H.230/H.242 H.225.0， H.245 H.223，H.245 多点 H.231，H.243 H.323 数据 T.120 T.120 T.120 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_CODEC • 384kbit/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：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；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 QCIF图象 12个块组（GOB） 3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） 《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 VIDEO 编码器 发送 AUDIO 数字设备 （PC、传真） DATA 解码器 VIDEO 接收 AUDIO 数字设备 （PC、传真） 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 分接 音频处理 网络接口 复接 呼叫控制 视频处理 数据处理 分接 网络接口 呼叫控制 控制器 复接 网络接口 呼叫控制 《多媒体通信》

  47. 分接器 音频 处理器 网络接口 复接器 呼叫控制 视频 处理器 分接器 网络接口 复接器 数据 处理器 呼叫控制 分接器 多点 处理器 网络接口 复接器 呼叫控制 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》

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