中国科学技术大学：《多媒体通信 Multimedia Communications》课程教学资源（教案课件讲稿）第四章 多媒体传输网络

© 多媒体通信 Multimedia Communications 第4章多媒体传输网络 2019年11月10日 甩于工程与后怎科学系

2019年11月10日 第4章 多媒体传输网络 多媒体通信 Multimedia Communications

KC第4章多媒体传输网络 ◆4.1多媒体信息传输对网络的要求 ◆4.2多媒体通信网络类别 ◆4.3电路交换广域网对多媒体信息传输的支持 ◆4.4分组交换广域网对多媒体信息传输的支持 ◆4.5局域网对多媒体信息传输的支持 ◆4.6P网对多媒体信息传输的支持 ◆4.7 IP QoS保障机制 ◆4.8无线网络对多媒体信息传输的支持 ◆4.9宽带用户接入网 ◆4.10下一代网络 2 ynh.cxh @ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 第4章 多媒体传输网络  4.1 多媒体信息传输对网络的要求  4.2 多媒体通信网络类别  4.3 电路交换广域网对多媒体信息传输的支持  4.4 分组交换广域网对多媒体信息传输的支持  4.5 局域网对多媒体信息传输的支持  4.6 IP网对多媒体信息传输的支持  4.7 IP QoS保障机制  4.8 无线网络对多媒体信息传输的支持  4.9 宽带用户接入网  4.10 下一代网络 2

KC4.1多媒体信息传输对网络的要求 ◆多媒体信息传输网络中传输的是：多媒体信息 ◆多媒体信息：数据量大 ◆多媒体信息的传输对网络基础设施提出较高的要求： 高带宽、低延迟、支持QoS以及资源动态分配等 3 ynh.cxh@ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1 多媒体信息传输对网络的要求 多媒体信息传输网络中传输的是：多媒体信息 多媒体信息：数据量大 多媒体信息的传输对网络基础设施提出较高的要求： 高带宽、低延迟、支持QoS以及资源动态分配等 3

C4.1.1多媒体数据流的基本特征 ◆1、比特率可变性 口多媒体传输按其特点可以分为恒定比特率(CBR)和可 变比特率(VBR)两种类型。 ◆2、时间依赖性 ▣连续媒体的传输必须是实时的，端到端的等待时间应当 控制在一个很短的时间段内。 ◆3、信道是否对称 ▣根据多媒体应用类型的不同，上行和下行信道的通信带 宽可能是对称的，也可能是不对称的。 4 ynh.cxh@ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.1 多媒体数据流的基本特征 1、比特率可变性 多媒体传输按其特点可以分为恒定比特率（CBR）和可 变比特率（VBR）两种类型。 2、时间依赖性 连续媒体的传输必须是实时的，端到端的等待时间应当 控制在一个很短的时间段内。 3、信道是否对称 根据多媒体应用类型的不同，上行和下行信道的通信带 宽可能是对称的，也可能是不对称的。 4

KC4.1.2多媒体通信的性能需求 ◆l、吞吐量需求(Throughput) 口吞吐量是指网络传送二进制信息的速率，也称比特率， 或带宽，它反映了网络的最大极限容量。有的多媒体应 用所产生的数据速率是恒定的，称为恒比特率(CBR) 应用；而有的应用则是变比特率(VBR)的。 口影响网络吞吐量的因素主要有：网络故障、网络拥塞、 瓶颈、缓冲区容量和流量控制。 ◆典型业务吞吐量 ▣高清晰度电视 (HDTV):20-40Mb/s(MPEG-2压缩) ▣会议质量的电视：64kb/s(H.263或MPEG-4压缩) ▣高质量话音：48-64kb/s(压缩后) 5 ynh.cxh@ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.2 多媒体通信的性能需求 1、吞吐量需求 （Throughput） 吞吐量是指网络传送二进制信息的速率，也称比特率， 或带宽，它反映了网络的最大极限容量。有的多媒体应 用所产生的数据速率是恒定的，称为恒比特率（CBR） 应用；而有的应用则是变比特率（VBR）的。 影响网络吞吐量的因素主要有：网络故障、网络拥塞、 瓶颈、缓冲区容量和流量控制。 典型业务吞吐量 高清晰度电视（HDTV）：20-40 Mb/s（MPEG-2压缩） 会议质量的电视：64 kb/s（H.263或MPEG-4压缩） 高质量话音：48-64 kb/s（压缩后） 5

KC4.1.2多媒体通信的性能需求 ◆2、传输延时 ▣传输延时定义为信源发送出第一个比特到信宿接收到第 一个比特之间的时间差，它包括电（或光）信号在物理 介质中的传播延时和数据在网络中的处理延时（如复用/ 解复用时间、在节点中的排队和切换时间等)。 口另一个经常用到的参数是端到端的延时，通常指一组数 据在信源终端上准备好发送的时刻，到信宿终端接收到 这组数据的时刻之间的时间差，它包括在发端数据准备 好而等待网络接收这组数据的时间、传送这组数据的时 间和网络的传输延时三部分。 6 ynh.cxh@ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.2 多媒体通信的性能需求 2、传输延时 传输延时定义为信源发送出第一个比特到信宿接收到第 一个比特之间的时间差，它包括电（或光）信号在物理 介质中的传播延时和数据在网络中的处理延时（如复用/ 解复用时间、在节点中的排队和切换时间等）。 另一个经常用到的参数是端到端的延时，通常指一组数 据在信源终端上准备好发送的时刻，到信宿终端接收到 这组数据的时刻之间的时间差，它包括在发端数据准备 好而等待网络接收这组数据的时间、传送这组数据的时 间和网络的传输延时三部分。 6

KC4.1.2多媒体通信的性能需求 ◆3、错误率 口在传输系统中产生的错误由以下几种方式度量： ▣(1)误码率BER(Bit Error Rate),指在从一点到另一 点的传输过程中残留的错误比特的频数。 ▣(2)包错误率PER(Packet Error Rate),是指同一个包 两次接收、包丢失、或包的次序颠倒而引起的包错误。 ▣(3)包丢失率PLR(Packet Loss Rate),它与PER类似， 但只关心包的丢失情况。 7 ynh.cxh @ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.2 多媒体通信的性能需求 3、错误率 在传输系统中产生的错误由以下几种方式度量： （1）误码率BER（Bit Error Rate），指在从一点到另一 点的传输过程中残留的错误比特的频数。 （2）包错误率PER（Packet Error Rate），是指同一个包 两次接收、包丢失、或包的次序颠倒而引起的包错误。 （3）包丢失率PLR（Packet Loss Rate），它与PER类似， 但只关心包的丢失情况。 7

KC4.1.2多媒体通信的性能需求 详见《第三章多媒体同步机制》 ◆4、同步需求 口流间同步：流间同步是不同媒体间的同步，和具体应用 有关，是一种端到端的服务。 口流内同步：流内同步是保持单个媒体流内部的时间关系， 即按照一定的延迟和抖动约束来传送媒体分组流，以满 足感官上的需要。 8 ynh.cxh @ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.2 多媒体通信的性能需求 4、同步需求 流间同步：流间同步是不同媒体间的同步，和具体应用 有关，是一种端到端的服务。 流内同步：流内同步是保持单个媒体流内部的时间关系， 即按照一定的延迟和抖动约束来传送媒体分组流，以满 足感官上的需要。 8 详见《第三章 多媒体同步机制》

KC4.1.2多媒体通信的性能需求 详见《第三章多媒体同步机制》 延时抖动对多媒体同步的破坏 流内失步 视频数据 流间失步 服务器 网络 ···· 用户 音频数据 流间失步 流内失步 9 ynh,cxh @ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.2 多媒体通信的性能需求 9 服 务 器 用 户 网络 视频数据 音频数据 流内失步 流间失步 流内失步 流间失步 延时抖动对多媒体同步的破坏 详见《第三章 多媒体同步机制》

KC4.1.3多媒体通信网络功能 ◆1.单向网络和双向网络 口 单向网络指信息的传输只能沿一个方向进行的网络，如 传统的有线电视(CATV)网，信息只能从电视中心向用 户传输，而不能反之。 口支持在两个终端之间、或终端与服务器之间互相传送信 息的网络称为双向网络。当两个方向的通信信道的带宽 相等时，称为双向对称信道；而带宽不同时，则称为双 向不对称信道 ◆2.单播、多播和广播 ▣单播(Unicast)是指点到点之间的通信；广播 (Broadcast)是指网上一点向网上所有其他点传送信息； 多播(ulticast)、或称组播，则是指网上一点对网上多 个指定点传送信息。 10 ynh.cxh@ustc.edu.cn

{ynh,cxh}@ustc.edu.cn 4.1.3 多媒体通信网络功能 1．单向网络和双向网络 单向网络指信息的传输只能沿一个方向进行的网络，如 传统的有线电视（CATV）网，信息只能从电视中心向用 户传输，而不能反之。 支持在两个终端之间、或终端与服务器之间互相传送信 息的网络称为双向网络。当两个方向的通信信道的带宽 相等时，称为双向对称信道；而带宽不同时，则称为双 向不对称信道。  2 ．单播、多播和广播 单播（Unicast）是指点到点之间的通信；广播 （Broadcast）是指网上一点向网上所有其他点传送信息； 多播（Multicast）、或称组播，则是指网上一点对网上多 个指定点传送信息。 10