第9章 多媒体通信系统0

1、现代通信技术概论现代通信技术概论 2 第第9章章 多媒体通信系统多媒体通信系统 9.1 概述 9.2 多媒体会议电视系统 9.3 IP电话 9.4 视频点播系统 3 9.1 概述概述 o实现多媒体通信的系统，称为多媒体通信系统。 o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。 o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媒体和多媒体媒体和多媒体(1/4)(1/4) o 媒体媒体 n定义 表示、传播和存储信

2、息的载体 n分类 o 感觉媒体（Perception Medium） o 表示媒体（Representation Medium） o 显示媒体（Presentation Medium） o 存储媒体（Storage Medium） o 传输媒体（Transmission Medium） 5 9.1. 1媒体和多媒体媒体和多媒体(2/4) o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 o表示媒体 信息的表示形式，它是为有效传

3、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媒体和多媒体媒体和多媒体(3/4) o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 o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 o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

4、、无线链路等 7 9.1. 1媒体和多媒体媒体和多媒体(4/4) o 多媒体 n“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 n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。 n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多媒体通信系统的特征(1/3) o集成

5、性 n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） n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多媒体通信系统的特征(2/3) o交互性 n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 n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多媒体通信系统的特征(3/3) o同步性 n在多媒体通信终端上显现的

6、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。 n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（数字图像通信的组成（1/2） o用户视听设备由用户

7、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 o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（数字图像通信的组成（2/2） o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

8、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。 o在一些多媒体会议系统中，还有多点控制单元MCU: Multipoint Control Unit。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多媒体通信业务多媒体通信业务(1/3) 表9-1 多媒体通信业务类型 业务类型具体应用 会话型业务可视电话、会议电视 分配型业务视频点播、音/视频广播 检索型业务图文传送、

9、多媒体信息检索 消息型业务话音信箱、多媒体邮件 15 多媒体通信业务多媒体通信业务(2/3) o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。 o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 多媒体通信业务多媒体通信业务(3/3) o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

10、 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。 o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实用化的多媒体通信系统类型(1/2) o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。 o远程信息

11、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。 o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实用化的多媒体通信系统类型(2/2) oIP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

12、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。 o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 多媒体终端设备多媒体终端设备 （1/4） o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。 o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

13、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 多媒体终端设备多媒体终端设备 (2/4） o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。 n 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 n 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 n 视频信息

14、处理硬件:用来支持视频信号的输入与输出 21 多媒体终端设备多媒体终端设备 (3/4） o多媒体信息处理 o包括多媒体信息采集、加工和利用技术 o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 多媒体终端设备多媒体终端设备 (4/4） o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。 n 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。 n 可适应扩充数据类

15、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多媒体会议电视系统 典型的会话型多媒体通信业务。 o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。 o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

16、的通信质 量要求 24 9.2.1概述概述 oH.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。 oH.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。 oH.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 9.2.2 H

17、.323系统的基本组成系统的基本组成 图9-2 H.323多媒体会议电视系统的基本组成 26 终端(1/3) o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 o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 o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 o视频和数据通信功能可选 oH.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

18、交换、数据 库共存、数据会议和运程设备控制等。 27 o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。 oH.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。 o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

19、道的管理 终端终端(2/3) 28 o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。 oH.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

20、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 终端终端(3/3) 29 网守网守(1/2)(1/2) o主要功能是提供呼叫控制服务 n 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 n 带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫管理等 可选服务 o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 o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 网守网守(2/2)(2/2) o带宽控制功能通

21、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。 o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。 o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 o作用是为三个或三个以上的终端或网关设备参加多点会

22、 议提供服务，完成各个终端之间的切换 o两个主要部件：多点控制器和多点处理器 o多点控制器 n 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 n 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 多点控制单元多点控制单元(1/2)(1/2) 32 o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。 n 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。 n 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。 oMCU可以作为

23、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 多点控制单元多点控制单元(2/2)(2/2) 33 网关网关(1/2)(1/2) oH.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。 o格式转换：不同类型的通信网络具有不同的传输格式 o通信协议和通信规程转换 n 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

24、编码格式进行转换 n 协议转换，完成不同通信规程的转换 34 网关网关(2/2)(2/2) o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 9.2.3 9.2.3 H.323H.323系统的工作方式系统的工作方式(1/4) (1/4) o会议方式会议方式 n 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 n 集中型多点会议，所有终端都以

25、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.323H.323系统的工作方式系统的工作方式(2/4)(2/4) o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。 o

26、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.323H.323系统的工作方式系统的工作方式(3/4)(3/4) o通信呼叫过程 o 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）。 o 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

27、逻辑信道 38 H.323H.323系统的工作方式系统的工作方式(4/4)(4/4) o 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。 o 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。 o 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 9.3 IP电话电话 o也称为VOIP（Voice Over IP），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 o利用IP电话技术，不仅可以在IP网

28、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。 o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 9.3.19.3.1概述概述(1/2) (1/2) o基本处理过程 n 语音信号的数字化 n 数字语音封装成IP分组 n IP分组通过网络传送 n IP分组的解包 n 数字语音还原为模拟信号 o三种应用形式 o 计算机计算机 o 电话机电话机 o 计算机电话机 41 概述概述(2/2)(2/2) o主要的IP电话控制信令标准 n H

29、.323标准：复杂，但成熟 n 会话发起协议（SIP: Session Initiation Protocol）。 n 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。 n 需要与其他标准和协议共同工作 n 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 n 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 9.3.2 基于基于SIPSIP的的IPIP电话系统电话系统 图9-3 基于SIP的IP电话系统基本组成 43 终端终端 o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

30、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。 oSIP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 SIPSIP服务器服务器(1/3)(1/3) o系统核心设备，相当于H.323系统中的网守 o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 o注册服务器接收用户代

31、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 SIPSIP服务器服务器(2/3)(2/3) o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。 n 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 n 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

32、到达被叫终端 46 SIPSIP服务器服务器(3/3)(3/3) o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。 o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 通信网络通信网络 o可以是IP网络，比如局域网、企业内部网和因特网，还 包括公

33、用交换电话网PSTN o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 网关网关(1/3)(1/3) o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 o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9-4 SIP系统的网关功能模型 网关(2/3) 50 网关网关(3/3)(3/3) o媒体网关负责媒

34、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。 o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。 o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。 o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 媒体网关控制协议媒体网关控制协议 o在媒体网关控制器和媒体网关之间传递信息 o常用协议 n MGCP协议（Media Gateway Contr

35、ol Protocol） n MEGACO，MGCP的扩展，可以用于包括ATM等 在内的更广泛网络环境 52 SIPSIP系统与其他系统的互连互通系统与其他系统的互连互通(1/3)(1/3) o与H.323系统的互连 n 网关主要完成媒体流和信令转换 o 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 o 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 SIPSIP系统与其他系统的互连互通系统与其他系

36、统的互连互通(2/3)(2/3) o与H.323系统的互连 o 信令转换包括 n 信令消息编码方式的转换 n 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 n 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 o与PSTN互连 n 媒体格式的转换 n 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

37、可 能自动完成对多余回声的抵消 n 信令转换 n 不同传输模式之间的互连转换 o PSTN使用时分复用的时隙通道来传输信令和媒 体流信息， o SIP系统工作在分组交换网络上，IP分组是基 本的传输单元 SIPSIP系统与其他系统的互连互通系统与其他系统的互连互通(3/3)(3/3) 55 9.3.3 9.3.3 SIPSIP系统的工作过程系统的工作过程(1/5) (1/5) o用户注册 n 要进行会话通信，必须进行注册 n 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

38、息、IP地址信息等进行更新 56 SIPSIP系统的工作过程系统的工作过程(2/5)(2/5) o 建立呼叫 图9-5 SIP呼叫建立过程 57 SIPSIP系统的工作过程系统的工作过程(3/5)(3/5) oSIP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。 n 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。 n 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

39、。 o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 SIPSIP系统的工作过程系统的工作过程(4/5)(4/5) o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。 o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。 o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

40、叫才建立起来 59 SIPSIP系统的工作过程系统的工作过程(5/5)(5/5) o通话过程 n 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 视频点播系统视频点播系统 简称为VOD（Video On Demand），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

41、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 9.4.1 概述概述(1/3)(1/3) o必备功能 n 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。 n 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 n 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 概述概述(2/3)(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 n 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

42、的加密手段 n 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 概述概述(3/3)(3/3) o质量要求 n 音频、视频数据流平滑、无停顿和抖动 n 综合各种文字、图片、声音、视频信息 n 查询方法简便、快捷 n 具有快速的响应速度 n 多媒体信息展示的界面简洁、明了、切合需要 64 9.4.2 9.4.2 系统组成系统组成 图9-6 VOD系统组成 65 节目提供者节目提供者 o主要功能是存储和制作节目 o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。 o节目内容的好坏，数

43、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 o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 服务器服务器(1/2) (1/2) o用户和节目之间的中间桥梁 o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 服务器服务器(2/2)(2/2) o服务器类型 n 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 o视频服务器处于服务

44、器的核心，为用户提供存储和播放视 频节目功能 n 应该具有大容量的存储设备和高速输入/输出接口 n 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 n 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 用户终端用户终端(1/2)(1/2) o客户端系统，是用户与VOD服务器进行交互操作的终端设备 o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。 o硬件结构包括网络接口单元和机顶单元

45、两部分 n 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 n 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 用户终端用户终端(2/2)(2/2) o还需要处理与之相关的各种软件问题。 o 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 o 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 o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 o传

46、输网络分为核心网和接入网两大部分，即主干网和本地 网 o 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 o 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 9.4.3 三种常见的三种常见的VODVOD系统系统 o基于有线电视网的VOD系统 o基于因特网的VOD系统 o基于电话网的VOD系统 带宽实时性交互性 PSTN窄， 56k bps实时交互 有线电视网宽, 1000 Mbps

47、实时广播 计算机网络较宽, 101000 Mbps 非实时非实时交互 表9-2 三种网络的多媒体通信特性比 72 基于有线电视网的基于有线电视网的VODVOD系统系统(1/4)(1/4) o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 o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1000 MHz，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 基于有线电视网的基于有线电视网的VODVOD系统系统(2/4)(2/4) 74 基于有线电视网的基于有线电视网

48、的VODVOD系统系统(3/4)(3/4) o数字前端平台、公共传输网络和用户机顶盒三个部分 o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。 oVOD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

49、路器输出，进入公共传输网络 75 基于有线电视网的基于有线电视网的VODVOD系统系统(4/4)(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 o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 基于因特网的基于因特网的VODV

50、OD系统系统(1/2) (1/2) o由VOD服务器和Web服务器组成 oVOD服务器是整个VOD系统的核心，负责提供VOD服务 oWeb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。 o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。 o 结构如图9-8所示 77 基于因特网的基于因特网的VODVOD系统系统(2/2) (2/2) 图9-8基于因特网的VOD系统 78 基于电话网的基于电话网的VODVOD系统系统 o最早的VOD业务就是在公用交换电话网PSTN上开 通的，利用ADSL等宽带接入技术，就建