第9章多媒体通信系统.ppt

现代通信技术概论 2 第9章多媒体通信系统 9 1概述9 2多媒体会议电视系统9 3IP电话9 4视频点播系统 3 9 1概述 实现多媒体通信的系统 称为多媒体通信系统 多媒体通信是指在通信过程中能同时提供多种媒体信息 如声音 图像 图形 数据 文本等的一种通信方式 与电话 电报 传真 文本数据传输等传统的单一媒体通信比较 多媒体通信的用户之间不仅能声像图文并茂地交流信息 而且用户对通信全过程具有完备的交互控制能力 4 9 1 1媒体和多媒体 1 4 媒体定义表示 传播和存储信息的载体分类感觉媒体 PerceptionMedium 表示媒体 RepresentationMedium 显示媒体 PresentationMedium 存储媒体 StorageMedium 传输媒体 TransmissionMedium 5 9 1 1媒体和多媒体 2 4 感觉媒体人类接触信息的感觉形式 即由听觉 视觉 嗅觉 触觉等感觉器官直接感知信息的一类媒体 这类媒体包括声音 文字 静止或活动图像 色彩 气味 冷热等元素 感觉媒体通过各类传感设备能够转换成相应的模拟电信号表示媒体信息的表示形式 它是为有效传输和处理感觉媒体而人为构造出的一种媒体 通常表现为感觉媒体所生成模拟电信号的数字化编码 这类媒体包括图像编码 文本编码 声音编码和各类传感设备的编码输出等 6 9 1 1媒体和多媒体 3 4 显示媒体获取和表现信息的一类媒体 这类媒体包括键盘 鼠标 扫描仪 触摸屏 红外线接收器等输入设备和显示屏 打印机 扬声器等输出设备存储媒体存储信息的媒体 这类媒体包括硬盘 光盘 软盘 磁带 ROM RAM等 存储媒体可以存储模拟信息或数字信息 如果无特别说明 存储媒体一般指存储数字信息的媒体传输媒体指承载与传输信息的媒体 这类媒体包括双绞线 同轴电缆 光缆 无线链路等 7 9 1 1媒体和多媒体 4 4 多媒体 多媒体 就是上述表示媒体的结合 即声音 文字 静止图像 活动图像等数字化编码信号所代表媒体的混合体多媒体系统与多种媒体系统是不同的概念 两者间最显著的区别在于媒体之间的同步性 在多媒体系统中 媒体之间是相互关联的 即以时空同步的方式存在 而在多种媒体系统中 媒体与媒体之间可以是孤立的 相互间毫无关系的 例如 因特网的Web服务可以为用户提供声音 文本和图像的服务 但它们之间不存在同步机制 是一种典型的多种媒体服务方式 8 9 1 2多媒体通信系统的特征 1 3 集成性多媒体通信系统能够处理 存储和传输多种表示媒体 即图像编码 文本编码 声音编码等 并能显现多种感觉媒体 图像 文字 声音等 多媒体通信系统是集多种编译码器 多种感觉媒体显现方式于一体 能够与多种传输媒体进行接口 并且能与多种存储媒体进行通信的集成通信系统 9 9 1 2多媒体通信系统的特征 2 3 交互性多媒体通信系统的终端用户对通信的全过程具有完善的交互控制能力交互性并非多媒体通信系统独有的特性 许多通信系统也具有不同程度的交互性 10 9 1 2多媒体通信系统的特征 3 3 同步性在多媒体通信终端上显现的图像 文字和声音在时间和空间上是同步的 这些图像 文字和声音可以来自不同的信息源 可以通过不同的传输途径传送过来 多媒体通信终端能够将这些图像 声音 文字同步起来 构成一个完整的多媒体信息显现在用户面前 例如多媒体会议电视系统的声音和图像之间不允许存在延迟 必须严格 唇音同步 否则传输的声音和图像就失去意义 同步性是多媒体通信系统的重要特征 各种信息是否同步决定了该系统是多媒体系统还是多种媒体系统 11 9 1 3多媒体通信系统的组成 图9 1多媒体通信系统基本组成部件 12 数字图像通信的组成 1 2 用户视听设备由用户视频 音频输入 输出设备组成 如监视器 投影仪 录像机 摄像机 打印机 话筒 喇叭等 用以实现多媒体信息的输入 输出多媒体终端是多媒体通信系统中的关键设备 其作用是接入 压缩及传输多媒体信息 包括视频 音频输入 输出接口 视频和音频编解码器 多路信号复用 分接设备 信息通信设备 控制系统和网络接口等 从功能上看 多媒体终端和用户视听设备的功能是独立的 但在实现时 二者功能经常结合在一起 统称为多媒体终端设备 13 数字图像通信的组成 2 2 通信网络为多媒体通信系统提供承载信息的传输通道 可以是PSTN ISDN 以太网 数据通信网 ATM网等 能够提供高带宽 多种服务类型的分组交换网络 比如高速以太网 ATM网等在多媒体通信系统中应用最多 在一些多媒体会议系统中 还有多点控制单元MCU MultipointControlUnit MCU的作用相当于特殊的交换机 在多点通信中完成网络中的各个终端之间的切换 控制分布在不同地点的终端同时进行相互间的通信 在一些不涉及多点通信的多媒体通信系统中 并不需要MCU 所以图9 1中没有画出 14 9 1 4多媒体通信业务 1 3 表9 1多媒体通信业务类型 15 多媒体通信业务 2 3 会话型多媒体通信业务 包括点对点的可视电话业务 点对多点的视频教育业务 多点对多点的会议电视业务等 这些业务需要传递视频 声音 图像 数据和文本中的某一种媒体流或几种媒体流的组合与交互 分配型业务是指信息源与受众之间的信息传递 是一种点对多点的业务 不同于传统的电视业务 它既可以是视频或音频广播型业务 也可以是点播型业务 如视频点播 16 多媒体通信业务 3 3 检索型业务是指个人与多个信息源之间的信息检索 用户可以随时从不同地点的多媒体数据库中检索到需要的多媒体信息 如文字 音频 图像或视频信息 检索型和分配型业务的实现从原理上都是通过人与计算机之间的交互操作完成的 消息型业务一种信息转发业务 可以是点对点 点对多点 多点对点方式 转发的信息可以是文字 图像 声音和视频信息 一般无实时性要求 采用的是存储转发方式 消息型业务与会话型业务一样 实现的是人与人之间的通信 不同的是消息型业务要经过计算机的中间存储 17 实用化的多媒体通信系统类型 1 2 多媒体会议系统 包括可视电话 会议电视 桌面声像会议 个人会晤系统等 主要在两点以上用户之间进行可视文件 图像 资料 图表 声音的信息交换 远程信息服务系统 包括远程教育 远程医疗 声像信息服务 多媒体邮件 多媒体检索 多媒体写作和编辑出版系统等 主要提供多个分散用户共享教材 图表 图像 师资 医务人员的信息资源 以及用户间的电子邮件 语音信箱 电子金融业务 各种认证系统信息等 多媒体数据库系统 包括多媒体图书馆 博物馆 展览 多媒体商业广告购物 多媒体查询和检索系统等 它提供用户以不同速率检索信息中心多媒体数据库的房地产 旅游 交通 商业广告以及邮购业务信息等 18 实用化的多媒体通信系统类型 2 2 IP电话IP电话是在IP网络上以语音业务为主 同时提供多种增值业务的一种多媒体通信方式 利用IP电话技术 不仅可以在IP网络上传送语音 还可以实现传真 视频和数据等业务 视频点播视频点播是一种可以按照用户需要点播节目的交互式多媒体通信系统 用户可以根据自己的需要在任何时刻收看任意一个视频节目 而且不需要受到节目提供者在时间和内容安排上的约束 用户可以对节目进行相应的控制 如在播出过程中留言 发表评论等 从而加强交互性 增加了用户与节目之间的交流 19 9 1 5多媒体终端设备 1 4 多媒体终端设备是多媒体信息交流的源点或终点 是人机交互的接口 多媒体终端设备是软硬件相结合的设备 硬件以多媒体计算机为主 它集成了计算机与多媒体信息处理设备 软件主要是多媒体数据库 此外 还包括相应的支撑软件 接口等 20 多媒体终端设备 2 4 多媒体计算机多媒体计算机是在通用的个人计算机基础上 加上各类信号处理专用芯片 通信接口 相应软件和应用数据库所构成 具有综合处理图 文 声 像等多媒体信息的能力 硬件配置高 运算速度快 传输速率高 存储量大 硬盘读取速度快音频处理硬件 用于处理音频信息 它可以把话筒 录音机 电子乐器等输入的声音信息进行模数转换 压缩等处理 也可以把经过计算机处理的数字化的声音信号通过还原 解压缩 数模转换后用音箱播放出来 或者用录音设备记录下来视频信息处理硬件 用来支持视频信号的输入与输出 21 多媒体终端设备 3 4 多媒体信息处理包括多媒体信息采集 加工和利用技术多媒体信息加工包含诸如模数转换 编码压缩 存储变换 传输识别 检测估计 差错控制 同步重建等技术 由于多媒体信息数据量庞大 编码压缩技术是多媒体信息处理技术中的关键技术 例如 第8章介绍的视频数据压缩编码技术 22 多媒体终端设备 4 4 多媒体数据库将多媒体技术与数据库技术相结合而产生的一种新型的数据库 存储的不仅有一般格式的文本字符型资料 而且还包括大量图形 图像 声音等非格式化资料 可适应扩充数据类型和存储多种媒体信息的数据库 它将多媒体信息进行统一处理和存取 使之能为多个用户所共享 同时又能保证多媒体信息的完整性 23 9 2多媒体会议电视系统 典型的会话型多媒体通信业务 通过通信网络的连接 分散在不同地理位置上的一组用户可以进行视频 音频和数据等多媒体信息交流 召开异地会议 多媒体会议电视改变了传统的千里奔波的集中会议形式 也改变了单向电话会议的局面 提高了会议效率 降低了会议开销 加强了与会者之间的交互性 是目前常见和较为成熟的一种多媒体通信形式 由于视觉与听觉并用 所以图像或声音的延时对与会者来说是敏感的 这对多媒体会议电视系统提出了较高的通信质量要求 24 9 2 1概述 H 320标准是ITU T制订的第一套多媒体会议电视系统框架协议 定义了在ISDN上用于两点或多点之间多媒体视频会议系统 视频图像编码标准是H 261和H 263 数据标准采用的是T 120建议 H 324标准是在低比特率的PSTN上进行多媒体电视会议的标准 支持的传输速率为每秒28 8千比特或每秒33 6千比特 H 323标准是在分组交换网络上的多媒体通信系统标准 分组交换网可以是X 25网 ATM网 帧中继网或IP网 不保证服务质量 基于IP网的多媒体会议电视系统将是今后多媒体会议电视系统的主要方向 25 9 2 2H 323系统的基本组成 图9 2H 323多媒体会议电视系统的基本组成 26 终端 1 3 提供实时的双向通信 可以发起 也可以响应一次声音 视频或数据会议的呼叫必须具有语音通信功能 基本的音频编解码器为G 711 压缩速率为每秒64千比特 也可选择使用G 722 G 728 G 729 G 723和MPEG 1音频编解码支持音频混合 可以接收多个音频信道 为用户提供复合的音频信号视频和数据通信功能可选H 323系统区别于其他会议电视系统的一个重要特征是 在进行实时视频和音频交流的同时 支持数据信息的传送 数据应用包括电子白板 静止图像传输 文件交换 数据库共存 数据会议和运程设备控制等 27 核心功能是系统控制功能 保证了H 323终端的正确操作 包括H 245控制 呼叫信令控制和RAS控制 H 245协议用于控制各种信道 如语音 视频和数据信道 的使用和性能 完成终端之间通信能力的协商 初始通信 逻辑信道建立 通信结束等功能 任意两个H 323终端之间 或者终端与网守之间的连接是通过呼叫控制信令来完成的 呼叫控制信令用于呼叫建立 请求呼叫的带宽改变 获得呼叫中终端或网守的状态 拆除呼叫等 呼叫建立之后才建立若干个支持H 245控制信道 数据信道和呼叫信令信道的可靠连接 所以呼叫控制不受H 245控制信道的管理 终端 2 3 28 呼叫建立之前 终端可以向某个网守注册 RAS信号就是终端与网守之间注册 Registration 认可 Admission 和状态 Status 等通信过程所需要的信令 RAS通道不受H 245控制信道的管理 没有网守时 不用建立RAS通道 如果存在网守 RAS通道是最早建立的信道 H 323终端必须支持的另外一个协议是H 225 0协议 它负责将上述各种信号 即音频 视频 数据 H 245控制信令 呼叫控制信令和RAS信号进行复用和解复用 将这些信息格式化并发送 同时从网络接收数据 另外 还负责处理一些诸如逻辑分帧 加序列号 错误检测等功能多媒体会议电视系统将是今后多媒体会议电视系统的主要方向 终端 3 3 29 网守 1 2 主要功能是提供呼叫控制服务地址变换 访问控制 带宽控制和区域管理等四种基本服务功能带宽管理 呼叫鉴权 呼叫控制信令和呼叫管理等可选服务地址变换是将终端的别名翻译成传输地址 终端在网络环境中使用传输地址进行通信 但是用户往往记住的是易于记忆的别名 这时需要由网守进行地址变换 才能保证终端之间能够建立连接访问控制功能根据不同的权限和网络资源使用情况 对终端进行鉴权 允许或拒绝用户进入会议会场 30 网守 2 2 带宽控制功能通过控制用户数和用户的使用带宽 以保证会议质量 一般说来 在网络不拥挤的时候 对用户的任何带宽请求都给予满足 否则拒绝用户的请求 上述功能都属于网守的RAS控制功能 所谓 域 指的是由网守管理的网关 多点控制单元和所有终端组成的集合 它是H 323系统的基本组成单元 一个域最少包含一个终端 而且必须有且只有一个网守 网守的区域管理功能就是对域中的终端 网关和多点控制单元进行注册 更新和上述各种功能管理 从逻辑功能上看 网守是独立的 但在实际应用中 网守的功能可以放入H 323终端 网关和多点控制单元等物理设备中 31 作用是为三个或三个以上的终端或网关设备参加多点会议提供服务 完成各个终端之间的切换两个主要部件 多点控制器和多点处理器多点控制器处理终端之间的H 245控制信息 以确定在当前会议中共同使用的音频和视频处理能力控制会议资源 确定哪些音频流和视频流需要进行多点广播 多点控制单元 1 2 32 多点处理器负责对音频 视频和数据信息进行混合 切换和处理 对视频的处理主要是进行视频切换和视频复合 视频复合是将若干端点的画面组合在一个画面上 对音频的处理主要是混合 将经由多个通道输入的音频流经过处理后再用多个通道输出 多点处理器也具有音视频编解码和格式转换的功能 MCU可以作为一个单独的端点设备接入到网络上 也可以集成到其它H 323组件内 比如网守中 如果不需要进行多点通信 H 323系统中可以不包含MCU 多点控制单元 2 2 33 网关 1 2 H 323系统的互联设备 负责完成H 323会议设备与其他ITU系列终端之间的转换功能 还负责在分组交换网络 例如局域网 和电路交换网络 例如PSTN 之间进行实时的双向通信 实现不同类型不同结构的网络之间的互连互通 格式转换 不同类型的通信网络具有不同的传输格式通信协议和通信规程转换不同类型的网络采用不同的音频 视频和数据信息编码格式 需对这些不同的编码格式进行转换协议转换 完成不同通信规程的转换 34 网关 2 2 由于网关是两个网络之间的 桥梁 对于两个网络中的任何一个来说 网关都是网络中的设备 它要么是网内的一个终端 要么起到MCU的作用 对于只在一个网络中召开的会议 是不需要网关的 35 9 2 3H 323系统的工作方式 1 4 会议方式广播组会是多点会议和广播会议的组合 在这类会议中 可以有若干终端举行多点会议 其他终端仅是信息接收者 加入多点会议的终端之间是双向通信 其他终端是单向传送集中型多点会议 所有终端都以单播的方式与MCU通信 终端把自己的音频 视频和数据等媒体流发送给MCU 由多点处理器集中管理会议 它将处理后的各种媒体流再返回每个终端 在这种会议方式中 终端只处理音频和视频信号 对终端和网络要求较低 36 H 323系统的工作方式 2 4 非集中型多点会议不需通过MCU 终端将自己的媒体流多播给所有其他终端 与会终端可以选择接收所需的一路或多路视频流 并且可以混合所接收的多路音频流 会议由多点控制器管理 不再需要多点处理器 终端通过H 245协议的控制通道与点控制器通信 这种会议方式对终端的要求高 而且要求网络支持多播工作方式 混合多点会议 一些端点参加集中会议 而另一些端点参加非集中会议 MCU在两种会议之间提供桥接 会议中的终端不过问整个会议的性质 只知道自己所参加的会议类型 37 H 323系统的工作方式 3 4 通信呼叫过程第一阶段 使用呼叫控制信息进行呼叫建立 带宽预留请求也在此阶段完成 发起呼叫请求的可以是H 323域中任何一个端点设备 终端 MCU或网关 第二阶段 完成初始通信和能力交换 一旦双方完成呼叫建立过程 端点设备首先建立H 245控制信道 然后在控制信道上进行能力交换 决定双方的主从关系 继而打开视频 音频和数据等各种媒体的逻辑信道 38 H 323系统的工作方式 4 4 第三阶段 建立视听通信 逻辑信道建立以后 即可进行正常的视频 音频通信 第四阶段 为呼叫服务 带宽变化 状态变化等 在通信的过程中 网守还负责一系列的呼叫服务 例如带宽的改变 状态的改变 会议的扩展等 第五阶段 终止呼叫 任意一个端点设备都可以按照规定的程序中止呼叫 但终止呼叫并不等于终止一个会议 39 9 3IP电话 也称为VOIP VoiceOverIP 是在IP网络上以语音业务为主 同时提供多种增值业务的一种多媒体通信方式利用IP电话技术 不仅可以在IP网络上传送语音 还可以实现传真 视频和数据等业务 比如统一消息 虚拟电话 虚拟语音 传真邮箱 查号业务 因特网呼叫中心 因特网呼叫管理 电子商务和各种信息的存储转发等 通信成本低 利用四通八达的因特网和IP互连环境 具有传统电话无法比拟的廉价性业务 40 9 3 1概述 1 2 基本处理过程语音信号的数字化数字语音封装成IP分组IP分组通过网络传送IP分组的解包数字语音还原为模拟信号三种应用形式计算机 计算机电话机 电话机计算机 电话机 41 概述 2 2 主要的IP电话控制信令标准H 323标准 复杂 但成熟会话发起协议 SIP SessionInitiationProtocol 基于现有因特网协议的一种应用层协议 将IP电话作为因特网上的一种应用 只是增加了信令和服务质量的要求 需要与其他标准和协议共同工作简单 开放 扩展性和缩放性好 与现有因特网应用组合紧密等特点将功能推向网络边缘 网络部分很简单 终端却高度智能化 42 9 3 2基于SIP的IP电话系统 图9 3基于SIP的IP电话系统基本组成 43 终端 用户进行实时通信的端点设备 按照接入系统的方式分 可以是PSTN网络中的普通电话机 也可以是IP网络中的各种IP电话终端 IP电话终端除了具有普通电话机所有功能以外 还要能够对媒体流进行编解码 移动电话 多媒体手持设备 个人计算机和PDA等都属于IP电话终端 SIP协议采用客户机 服务器工作方式 SIP系统中的终端称为用户代理 UA UserAgent 包括客户机和服务器两部分 当用户发起呼叫时 由客户机处理 当用户为被叫时由服务器应答 44 SIP服务器 1 3 系统核心设备 相当于H 323系统中的网守提供名字解析和用户定位 由代理服务器 重定向服务器和注册服务器相互配合工作完成注册服务器接收用户代理的注册请求 完成用户地址的注册 所以域中所有用户代理的位置的数据库就放在注册服务器中 在SIP系统中 注册服务器会检索各个参与者的IP地址和其他相关信息 并发送到代理服务器 45 SIP服务器 2 3 代理服务器负责接收 转发主叫终端的呼叫请求 本身并不对呼叫请求进行响应 被叫终端与主叫终端在同一域中 代理服务器首先查询SIP注册服务器 获取被叫终端的地址信息 然后将呼叫请求直接转发到被叫终端被叫终端与呼叫终端不在同一域中 则根据重定向服务器给出的地址信息将呼叫请求转发给下一跳代理服务器 由下一跳代理服务器负责继续转发呼叫请求 直至到达被叫终端 46 SIP服务器 3 3 重定向服务器本身不转发呼叫请求 它接收来自代理服务器的呼叫请求 解析出下一跳代理服务器的地址 并将该地址信息回送给发送呼叫请求的代理服务器 使得呼叫请求消息可以在不同域间进行传递 在实际应用中 SIP重定向服务器可以与SIP注册服务器和SIP代理服务器实现在同一个硬件上 SIP的用户定位功能很强大 它不仅可以使用本身的注册服务器功能 也可以利用其他定位服务器 例如域名服务系统和轻量目录访问协议等提供的定位服务来增强其定位功能 47 通信网络 可以是IP网络 比如局域网 企业内部网和因特网 还包括公用交换电话网PSTN一个实际的IP电话系统应该能与PSTN互连互通 实现普通电话用户与IP电话终端用户 甚至普通电话用户与普通电话用户之间的会话功能 在基于SIP的IP电话系统中 普通电话用户经由本地电话网接入IP网 PSTN起到本地接入的作用 48 网关 1 3 系统互连设备 完成网间协议转换 是实现SIP系统与其他网络互连互通的关键设备采用了分离网关的概念 将网关的功能分解为三个功能实体 即媒体网关 信令网关和媒体网关控制器 如图9 4所示 49 图9 4SIP系统的网关功能模型 网关 2 3 50 网关 3 3 媒体网关负责媒体变换 如果跨接在IP网络与PSTN之间 媒体网关还要负责PSTN和IP网络两侧不同的传输通路的连接 信令网关负责信令转换 只进行信令的低层转换 并不改变其应用层的消息 因此 从应用层角度看 信令网关对于信令是透明的 媒体网关控制器根据收到的信令控制媒体网关的呼叫建立和释放 媒体网关控制器真正完成对信令消息的分析和处理 并进行应用层的互通变换 在实际应用中 可以将信令网关的功能嵌入媒体网关 也可以做成独立的信令网关设备 51 媒体网关控制协议 在媒体网关控制器和媒体网关之间传递信息常用协议MGCP协议 MediaGatewayControlProtocol MEGACO MGCP的扩展 可以用于包括ATM等在内的更广泛网络环境 52 SIP系统与其他系统的互连互通 1 3 与H 323系统的互连网关主要完成媒体流和信令转换首先完成地址解析和映射 不仅要识别地址类型 而且还要根据地址映射的规则将其变换为相应的对方地址类型在进行SIP和H 323协议媒体流的转换时 既要完成SIP网络侧和H 323网络侧的语音 数据和视频编码算法映射 又要协商主被叫所使用的端口地址 IP地址 是否使用回声控制等 53 SIP系统与其他系统的互连互通 2 3 与H 323系统的互连信令转换包括信令消息编码方式的转换按照信令语义相同的规则进行转换 并将转换后的信令消息转发到对方终端实体在SIP网络侧 网关好比是一个SIP端点 需要向SIP注册服务器进行注册 在H 323网络侧 它相当于一个H 323端点 需要向H 323网守进行注册 网关可以作为独立的功能实体存在 也可以将功能集成到H 323网守或SIP服务器 代理服务器或重定向服务器 中 54 与PSTN互连媒体格式的转换在PSTN中 存在着发话端话音回声现象 为了提高通话质量 网关设备需要进行必要的监视 并尽可能自动完成对多余回声的抵消信令转换不同传输模式之间的互连转换PSTN使用时分复用的时隙通道来传输信令和媒体流信息 SIP系统工作在分组交换网络上 IP分组是基本的传输单元 SIP系统与其他系统的互连互通 3 3 55 9 3 3SIP系统的工作过程 1 5 用户注册要进行会话通信 必须进行注册一旦开机 通过用户代理客户机自动向其所在域的服务器端发送注册信息 例如地址信息等 SIP注册服务器接收注册信息后 对客户机进行身份验证 确认合法后对该用户的状态信息 IP地址信息等进行更新 56 SIP系统的工作过程 2 5 建立呼叫 图9 5SIP呼叫建立过程 57 SIP系统的工作过程 3 5 SIP终端通过其用户代理客户机向管理所在域的本地代理服务器发出呼叫建立请求 本地代理服务器判断被叫终端是否属于同一个域 如果在同一域内 则该代理服务器通过用户注册信息查找被叫终端 进行定位 代理服务器判定被叫终端是否为可接通状态 如是则直接将呼叫建立请求转发给被叫终端 否则向主叫终端返回拒绝信息 如果被叫终端不在同一域内 则代理服务器向重定向服务器转发呼叫建立请求 重定向服务器返回下一跳代理服务器的地址 本地代理服务器向该地址指定的下一跳代理服务器发送呼叫建立请求 58 SIP系统的工作过程 4 5 下一跳代理服务器使用非SIP协议 例如域名服务系统的定位服务器查询被叫终端位置 定位服务器返回被叫终端所在域的本地代理服务器地址 下一跳代理服务器向被叫终端的本地代理服务器转发呼叫建立请求 被叫终端的代理服务器确定被叫终端 并判定被叫终端是否为可接通状态 如是 向被叫终端转发呼叫请求 否则 向主叫终端返回拒绝信息 如果被叫终端应答 主叫终端收到应答消息后还需要回送一个确认消息 主叫和被叫之间的呼叫才建立起来 59 SIP系统的工作过程 5 5 通话过程呼叫建立后 双方可以直接进行通信 直到会话结束 通话结束后 类似建立过程 还需要进行呼叫拆除 60 9 4视频点播系统 简称为VOD VideoOnDemand 泛指一类可以按照用户需要点播节目的交互式多媒体视频业务 用户可以根据自己的需要在任何时刻收看任意一个视频节目 而且不需要受到节目提供者在时间和内容安排上的约束 作为一种新型多媒体通信系统 VOD利用网络和视频技术的优势 彻底改变了过去收看节目的被动方式 实现了节目的按需收看和任意播放 VOD的本质是信息的使用者根据自己的需求主动获得多媒体信息 它区别于信息发布的最大不同就是主动性和选择性 61 9 4 1概述 1 3 必备功能下载 部分功能存储在VOD用户终端中 另一部分功能环境随着VOD应用一起下载 导航 智能化的导航系统有助于为用户提供一个友好的界面 帮助用户使用系统用户定制 用于给用户提供选择定义自动登录模式 确定语言 业务 导航系统或业务提供者 62 概述 2 3 用户身份鉴定 鉴权 不同类型的用户只能使用他们被授权的任何应用并定制他们的业务环境计费和加密所有的业务提供应该只有一张帐单 必须有先进的加密手段因特网访问 新业务必须能结合因特网应用的特点并满足使用因特网传输的需要 例如可以完成数据封装和不同类型地址之间的转换 63 概述 3 3 质量要求音频 视频数据流平滑 无停顿和抖动综合各种文字 图片 声音 视频信息查询方法简便 快捷具有快速的响应速度多媒体信息展示的界面简洁 明了 切合需要 64 9 4 2系统组成 图9 6VOD系统组成 65 节目提供者 主要功能是存储和制作节目浏览器和各种应用的用户界面 各种应用的具体节目内容的制作 如远程教育中的课程内容 家庭购物中的商品信息 电影点播中的电影节目 电子图书馆中的电子图书等节目制作完后 大部分存放在节目提供者处 另一部分经常被点播的节目可以存放到服务器上 节目内容的好坏 数量的多少 用户界面是否友好等 将影响到用户的兴趣 也将最终影响到VOD业务是否成功节目应定期更换 让用户始终保持新鲜感 能够不断地访问和购买各种内容 是一个需要长期不断投资的部分 66 服务器 1 2 用户和节目之间的中间桥梁服务器的作用是接受用户的点播请求 查询存储信息的数据库 并将查询到的视频流信息通过网络接口发送给用户服务器应该具有与传输网络的接口 连接控制功能 会话控制功能 分析和处理各种业务的能力 以及在节目提供者与用户之间传送节目的能力 67 服务器 2 2 服务器类型主要有视频服务器 管理调度服务器 编辑服务器 数据库服务器等 这些服务器主要完成资源存储 用户入口控制 计费 存储管理等功能视频服务器处于服务器的核心 为用户提供存储和播放视频节目功能应该具有大容量的存储设备和高速输入 输出接口可以基于一般计算机 大型机或服务器 也可以是各个功能单元组合起来的专用计算机系统需要有专用的软件功能模块配合硬件工作 以支持VOD业务的特殊需求 68 用户终端 1 2 客户端系统 是用户与VOD服务器进行交互操作的终端设备机顶盒提供用户交互控制的接口 接收和解释用户发出的命令 并按用户的命令作出反应 或是对用户命令进行编码传送给服务器 它还要完成视频 音频信号的编解码输出 完成与传输网络的接口 以及相关的信令处理 硬件结构包括网络接口单元和机顶单元两部分网络接口单元负责与网络的接口 不同的接入网结构有不同的网络接口单元 包括不同的物理接口 调制方式和连接控制机制机顶单元接收和分析用户通过遥控器发来的 或者是网络传送来的控制信息 完成相关处理 69 用户终端 2 2 还需要处理与之相关的各种软件问题 比如 为了满足用户的多媒体交互需求 客户系统界面必须加以改造在进行连续媒体演播时 媒体流量的缓冲管理 声频与视频同步 网络中断与演播中断的协调等问题都需要进行充分的考虑 70 传输网络 传输网络负责将来自VOD服务器和其他信号源的信息传送给用户 并回送用户的反向信息传输网络分为核心网和接入网两大部分 即主干网和本地网核心网可以是SDH传输系统 卫星传输系统和采用ATM技术的光传输网等 目前基于因特网的VOD系统也开始大量出现接入网是连接用户与核心网络的本地网络 可以采用多种接入方式 常用的有经过改造的有线电视网HFC ADSL 光纤FTTC 高速局域网和无线接入等 关于接入网技术可详见第8章 71 9 4 3三种常见的VOD系统 基于有线电视网的VOD系统基于因特网的VOD系统基于电话网的VOD系统 表9 2三种网络的多媒体通信特性比 72 基于有线电视网的VOD系统 1 4 有线电视网络是目前建设最为广泛 最接近用户的宽带广播通信网以光纤为主干传输媒体 以同轴电缆作为用户接入 整个网络的带宽可达1000MHz 除了传送有线电视节目以外 还有丰富的频带资源 在现有的有线电视网上建立VOD系统是一种经济的手段 73 图9 7基于双向有线电视网VOD系统结构 基于有线电视网的VOD系统 2 4 74 基于有线电视网的VOD系统 3 4 数字前端平台 公共传输网络和用户机顶盒三个部分数字前端平台是在有线电视网前端中增设VOD服务器 包含节目提供者和业务提供者 数字压缩编码器 QAM调制器 利用前端下行光发和上行光收部分 通过传输网络和机顶盒完成与用户的视频点播业务交互 VOD服务器的各种信源 如自办节目 各种视音频数字信号 进入有线电视网前端的输入端 经过解调 压缩 编码 进入中央网络中心处理器进行处理 监视 节目选择 条件接收 加扰 网管 以及通信交换 输出部分进行QAM 64调制后 混合输出下行信道的数字信号流 由下行光发射机转换为光数字信号流 经光分路器输出 进入公共传输网络 75 基于有线电视网的VOD系统 4 4 传送到光收发工作平台 其中有网管等 经光电转换输出数字信号流 由同轴电缆传输网传送到全数字多功能机顶盒 供用户收看用户的上行信号 IP电话 计算机主机数据通信 或信令或VOD指令 经机顶盒中调制 编码 交换后 输出数字信号 各自分别通过上行信道发送到光收发工作平台汇集混合输出后 经光电转换 接入数字前端输入部分和交换平台 数据信号 VOD指令 IP电话 因特尔网由交换机进行交换 分别进入各自的服务器 从而完成双向数字传输功能 76 基于因特网的VOD系统 1 2 由VOD服务器和Web服务器组成VOD服务器是整个VOD系统的核心 负责提供VOD服务Web服务器主要负责用户身份鉴别 Web查询以及对VOD服务器进行任务分配 规模小的VOD系统 VOD服务器和Web服务器可以合二为一 对于访问量特别大并且对数据安全要求较高的系统 需要为VOD服务器配备后备服务器 结构如图9 8所示 77 基于因特网的VOD系统