多媒体视讯何处去
中京邮电通信设计院 丁玫| 中国多媒体视讯| 2004-12-13

    多媒体通信即传送多媒体信息的通信业务。多媒体信息即同时包含数据、文字、图形、声音、图像中的两种或两种以上信号的信息。 ITU-T F.700建议中定义了以下六类多媒体业务。

(1)多媒体会议型业务(Multimedia Conference Services):特点是多点通信和双向信息交换。如声像会议、远程教育、远程医疗等。

(2)多媒体会话型业务(Multimedia Conversation  Services):为点到点通信,是双向信息交换。如可视电话、数据交换等。

(3)多媒体分配型业务(Multimedia Distribution Services):为点到多点通信,是单向信息交换。如广播式视听会议、网上广播等。

(4)多媒体检索型业务(Multimedia Retrieval Services):为点到点通信,是单向信息交换。如影视点播、数字化图书馆、数据库查询等。

(5)多媒体消息型业务(Multimedia Message Services):为多点到多点通信,是单向信息交换。如电子邮箱、网上广告等。

(6)多媒体收集型业务(Multimedia Collection  Services):为多点到点通信,是单向信息交换。如远程监视、网上投票等。

    多媒体视讯是指包含实时视频图像的多媒体业务,是目前通信业务发展的方向,主要包括声像会议、远程教育、远程医疗、影视点播等业务。

一、多媒体视讯业务的发展

1. 声像会议

    声像会议在国际上已有几十年发展历史了,我国的第一个会议电视系统建立至今也已过去了十几年。会议电视系统是现代通信手段的最高表现形式,它能够同时完成声音、图像、数据通信和连接Internet网络。会议电视系统的推广和使用,促进了人与人之间的交流,可以提高工作效率,节约经费开支,具有良好的社会效益和经济效益。目前会议电视在我国已经遍布各个行业,图像质量从高到低,传输带宽从大到小,可以满足从大集团到小企业,从国家领导到平民百姓等各个阶层用户的不同需求。

     会议电视的图像质量、会议形式和可用系统的对应关系,如表1[详图请参阅《中国多媒体视讯》第十期]所示。值得注意的是,随着会议电视应用的日益广泛和IP网络的发展,支持H.323标准的会议电视系统逐渐成为了会议电视标准应用的主导。满足ITU-T H.323协议的视讯技术是近年来以IP网络技术为基础发展起来的会议电视技术。相对于传统的H.320系统,它具有投资少、见效快,极易普及的明显优势。随着计算机通信网络的发展,H.323系统将成为一种为众多用户接受的会议模式。

2. 远程教育

    当今,经济的全球化导致了竞争的全球化。终身学习教育是国家发展的前提,也是个人发展的关键所在。远程教育已经经历了五个阶段,各个阶段的技术应用特征如下。

第一阶段:函授模式,以印刷教材为主。

第二阶段:多媒体模式,采用印刷教材、录音、录像,基于计算机和交互录像等技术进行学习。

第三阶段:电子远程模式,采用音频会议、视频会议、无线广播、电视接收等技术进行学习。

第四阶段:交互式多媒体模式,基于局域网、广域网、因特网、电脑传递等作为教育的媒介,是更为灵活的学习模式。

第五阶段:自动应答模式,依托互联网建立实时交互的自动应答系统。

    目前我国的远程教育已有多种形式,大多处于远程教育的第三阶段。如终端用户通过有线电视网接收信息的有线电视远程教育网;终端用户通过客户端接收软件接收信息的互联网络远程教育网;学校用户直接通过卫星接收信息的卫星通信远程教育网等。处于远程教育第四阶段的交互式多媒体模式,大多采用点到多点的会议电视系统实现。

    世界范围内,近年来远程教育发展迅猛。在美国,网络使得院校能够以全新的技术来支持远程学生的学习。网上远程学习的管理者们正在将他们的学生服务网络化,以符合各种学生不同的需求。网上远程教学经过了一系列不断发展完善的过程:

    首先是一组静态的信息呈现网页,大部分服务是提供一些寻求帮助的指导信息,使网站的访问者能了解可以获得哪些服务。

    其次是增加互动形式、自我评估工具和电子邮件容量。使学生能够将网站作为一种交流工具,获得教职员工的帮助。

    有些院校已发展到可以提供一些与学生建立在一对一关系上的个性化服务。学生可以访问自己的学习记录,可以在自己的个人主页上定制所呈现的信息。

    有少数院校更进一步,他们用互联网门户网站来建立兴趣社区或群体,建立学生与院校之间的持续发展关系。

    随着越来越多网上教学材料的出现,学生们已开始根据所提供的服务与支持来辨别院校的优劣。所以,有的专家学者认为:e-learning是高等教育机构和组织适应知识经济时代的变革和应对全球竞争挑战的解决方案。美国的院校领导者们正在完成使校园能够以电子方式服务于学生这一富有挑战性的任务。

    由此可以看出,远程教学的网络化也已成为必然趋势。

3. 远程医疗

    远程医疗是当前世界上最流行的专家医疗咨询系统(Telemedicine)。远程医学是随着计算机技术和通信技术的迅速发展而形成的一种现代医学与计算机信息技术、通信技术紧密结合的新型医疗和医学教育工作模式,这种工作模式突破了医疗资源的分布、利用时间和空间等诸多限制,同时对有效地培育积累新的医疗资源产生着积极的作用。

    高质量医疗资源多集中于大中城市,各小医院的医疗技术水平存在一定的差异,利用先进的计算机技术和通信技术开展远程医学项目,互相交流,共享资源,将极大地促进现在医疗资源的利用,使现在医疗资源更充分地发挥作用,为大众健康服务,同时促进医疗机构的共同发展。

     计算机信息技术和通信技术的迅速发展使远程医学的开展具备了成熟的技术支撑。进入20世纪90年代以来,计算机信息技术得到了迅猛的发展,特别是同医学发展结合起来之后,一些会诊的必要要素,如:医学图形图像处理,病历信息的采集、存储、管理、输入、输出等,均可以由成熟的计算机信息技术提供支撑。通信技术在这几年得到了突破性的提高,不管是宽带通信技术(如卫星通讯)还是窄带通信技术(如电话线通信)都为各类信息的传输和实时交流提供了成熟的技术保障。

4. 影视点播

    影视点播、VOD、按需电视等,均属于多媒体检索型业务,虽然是点到点的单向信息交流,但对传输质量和带宽的要求非常高。

    在我国,数字电视由于标准迟迟未定而举步维艰,而通过宽带网传送的另外一种电视形式——网络电视(IPTV)却已先行一步。据统计,中国网络电视的用户已从2000年的1万户左右增长到今年的219万户。

    受益于宽带网的普及,网络电视利用宽带网向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式视频点播服务。目前,中国宽带网入户的数量增长迅速。用户在家中即可通过个人电脑或者“网络机顶盒+普通电视机”的方式接收网络电视节目。同时,由于网络电视在试行阶段多采用免费的形式,用户增长速度已明显超过了数字电视。具官方预测,到2008年网络电视用户可能达到2000万户。

    事实上,数字电视在节目图像质量上具备明显的优势,网络电视的优势在于用户可以实时点播,不受限制地收看自己喜欢的节目,在图像质量上却有明显的不足,是其发展瓶颈。但是随着网络带宽的增加和网络服务质量体系的逐步建立和完善,网络电视会有很好的发展前景。

二、多媒体视讯业务的选择

    多媒体视讯业务的社会需求在不断增加,其实时性和大数据量要求传输网络在短时间内传送大量的信息。面向社会上不同层次的消费群体,提供相应的服务,逐步满足各个层次的服务需求,必须有较大的带宽来保证传输质量。网络是视讯业务的基础。

1. 基础网的选择

    视频通信发展到今天可以基于各种网络传输,如:

   专用网——固定连接方式;

    IP网——面向非连接方式;

    N-ISDN——拨号方式;

    B-ISDN——面向连接方式,ATM技术宽带网;

    卫星网——最适合一发多收的广播方式;

    另外还有PSTN、DDN、SDH、HFC、ADSL、帧中继、数字微波等。

    对于提供商用、面向大众的多媒体视讯业务,基于N-ISDN的拨号方式或基于IP的面向非连接方式比较适宜。鉴于国内ISDN信令方面的实际情况以及IP网络的发展势头,在面向非连接的IP网上,开发多媒体交互式视讯业务应能有广阔的前景。

2. 承载网的选择

    目前IP网络已发展到:能承载一切业务;能在一切媒体上传输;业内的注意力均集中于宽带IP的开发和应用。所以,IP网络未来几年内将会有很大的发展。多媒体IP网也有多种承载网络可以有以下选择:

(1)IP over ATM (IOA)

              优点:集分组交换与电路交换的优势;利用ATM保证服务质量(QoS);支持多种业务。

              缺点:信道利用率低。存在IP包与ATM信元的映射,用于传输开销的信元约占24%。

(2)IP over SDH/SONET (IOS)

              优点:网络结构简单;传输效率高,封装开销低;易于兼容不同技术体系;易于实现网间互联。

              缺点:基于路由器技术,不能提供较好的服务质量;不适用于多业务平台;网络的可扩展性差。

(3)IP over WDM/DWDM (IOW)

              优点:光纤直接承载IP,结构更简单;额外开销最少,传输效率最高;无源器件可靠性高,维护成本低;有巨大的潜在带宽,可进一步提高传输速率。


              缺点:技术处于发展阶段,有待进一步完善。

              根据中国的网络情况,目前采用IP over SDH (IOS)比较合适,逐步过渡到IP over WDM,远期考虑IP over
            DWDM。

三、多媒体视讯业务的瓶颈

    要在IP网络上发展多媒体视讯业务,就必须提高其服务质量(QoS),这也是IP网络发展到今日迫切需要解决的“瓶颈”问题。

    QoS指通过特定的网络和技术,为选定的网络流量提供指定服务指标的能力。QoS的主要目标包括专用带宽、可控的抖动和时延以及信息丢失特性等。基本的QoS体系结构主要由三个部分组成:在单一网络设备中的QoS,在网络设备间协调端到端QoS的信令技术,QoS政策的管理等。

    由于IP网络面向无连接的本质特性,在其中提供QoS比较困难。目前在IP网络中,对于端到端的QoS服务水平,可认为存在着三个级别:尽力(best-effort)服务、差别化(differentiated)服务和保障服务。尽力服务是目前大多数IP网络的QoS现状,差别化服务及保障服务正在不断发展中。差别化服务是一种软QoS的概念,能提供统计意义上的优先级。而保障服务必须为特定的服务预留确定的网络资源。

    目前QoS技术正在不断发展之中。初步的可提供QoS特性的技术已经出现,例如:CoS可以依据物理/应用端口、IP地址或是路由策略,以及IP包头中的ToS域进行优先级分类;在网络中进行队列管理;基于漏桶原理的速率控制;基于丢包策略的拥塞管理等;RSVP(RFC2205)通过软状态模拟端到端面向连接的资源分配特征等等。另外,MPLS的流量工程方法亦是改善QoS问题的有力措施。

    总之,多媒体视讯是通信业务发展的方向。随着网络带宽的不断增加、网络技术的不断完善,多媒体视讯逐步网络化是其必然趋势。

              

责任编辑:lmtwadmin

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