第 12 章多媒体通信与网络技术

第12章多媒体通信与网络技术 • 12.1数据通信的基本原理 • 12.2 计算机网络 • 12.3多媒体通信技术 • 12.4 宽带骨干通信网络 • 12.5 宽带接入网络技术 • 12.6 流媒体技术

12.1数据通信的基本原理 • 12.1.1 缩短世界的距离──通信与网络技术的历史回顾图12-1 莫尔斯电报机图12-2 最早的贝尔电话机

12.1.2 通信系统模型 图12-3 通信系统模型

12.1.3 数字通信系统中带宽的概念 图12-4 不同传输介质的带宽容量比较

12.1.4 信道容量与香农定理 • 奈奎斯特定理（Nyquist Sampling Theorem） • 香农定理(Shannon Theorem)

12.1.5 基带传输与宽带传输 图12-5 占满全部带宽的基本传输方式

12.1.6 多路复用技术 图12-6 频分多路复用示意图

12.2 计算机网络 • 12.2.1 计算机网络的定义与组成 • 1. 资源子网 • 2. 通信子网图12-7 计算机网络由通信子网和资源子网组成

12.2.2 计算机网络的类型 • 1. 按照网络的分布范围分类 • ①广域网WAN（Wide Area Network） • ②局域网LAN（Local Area Network） • ③城域网MAN（Metropolitan Area Network）

图12-8 Internet是覆盖全球的最大广域网

2.按网络的交换方式分类 • ①电路交换网 • ②报文交换网 • ③分组交换网

图12-9 不同交换方式的数据传递方式

12.2.3 计算机网络的拓扑结构 • 1.星型拓扑结构 • 2.环型拓扑结构图12-11 环型拓扑结构图图12-10 星型拓扑结构图

3.总线拓扑结构 • 4.网状拓扑结构图12-12 总线拓扑结构图12-13 网状拓扑结构

12.2.4 计算机网络通信协议 • 1.协议分层的概念图12-14 协议分层的概念

2.协议分层的意义 • 协议分层的重要意义源于系统工程的分层原理（layering principle）。在目标计算机上的第N层软件必须恰好接收由发送计算机上的第N层软件所发送的数据。 • 分层是一种很有用的思想，因为它简化了协议的设计和测试,每一层完成一定的功能，层与层之间称为虚通信，分层避免了一层协议软件引入可为其他层所见的改变。这样做的结果是，每一层的发送和接收软件可独立于其他层进行设计、实现和测试。

12.2.5 开放系统互联/参考模型（OSI/RM） 图12-15 OSI参考模型及协议

12.2.6 TCP/IP协议 图12-16 OSI模型与TCP/IP模型的对照关系

12.2.7 网络互联及其设备 • 网络互联包括局域网与局域网互联（LAN—LAN）、局域网与广域网互联（LAN—WAN）、广域网与广域网互联（WAN—WAN），还包括局域网与小型机、大型机的之间的互联。 • 网络互联要解决两个问题：一是网络之间至少要有一条通信链路，二是要在保持原网络结构和提供的服务的基础上提供协议转换功能。为了实现网络互联，通常采用的设备包括中继器、网桥、路由器和网关。

图12-18 路由器在网络中的应用 图12-17 中继器在网络中的应用

12.3多媒体通信技术 • 12.3.1 多媒体通信的的概念 • 多媒体通信是指这样的一个领域：表示、存储、检索和传输机器可处理的信息，而这些信息表达为诸如文本、图像、图形、语音、音频、视频、动画、手迹和数据文件之类的多种媒体（图12-19）。

图12-19 多媒体通信

12.3.2 多媒体系统通信方式 图12-20 多媒体系统通信方式

12.3.3 多媒体网络的特征 • 1.一体化的多媒体服务 • 多媒体信号处理不只是把文本、音频、图像和视频简单地组织在—起。而是进行这些不同媒体之间的集成和交互，多媒体信息处理创造了新的系统，对这些媒体的处理和传输是集成、综合地以一体化的方式进行的。 • 2.多媒体网络环境 • 多媒体网络是一个端到端的、能够提供多媒体性能服务的网络。因此，它由多媒体终端、多媒体接入网络、多媒体传输骨干网络以及能够满足多媒体网络化应用的网络软件等4个部分组成。

3.同步性 • 内容关系 • 空间关系 • 时间关系图12-21 媒体对象之间存在的相关性

4.服务质量 • 服务质量(QoS，Quality of Service)是指通过定量可测的参数表达的某一个服务的规定和控制行为。图12-22 联网多媒体系统的Qos分层模型示例

5.多方通信 • 传统的通信网络较多的是基于点对点的或广播式的，显然并不能完全适应多媒体通信的需求。对于大多数多媒体应用来说，通常要求多方同时进行多媒体信息交流。例如视频会议要求参加会议的任何成员可以和其它任何成员通信，具有多对多的特征。对于视频点播这类应用，则要求提供点播的视频服务器可以同时将视频数据发向多个提出要求的用户，具有一对多的特征。

12.4 宽带骨干通信网络 • 12.4.1 宽带骨干网络的发展 • 12.4.2 全光通信网络与技术 • 12.4.3全光网络实现的基础--波分复用技术图12-23 波分复用系统示意图

12.4.4 IP网络与光网络结合——下一代互联网技术图12-24 光网络模型

12.5 宽带接入网络技术 • 12.5.1 接入网的定义 • 定义：接入网由网络节点接口(NNI)和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(例如，线路设施和传输设施)组成，为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统。 • 接入网的覆盖范围可由3个接口来界定 • 接入网通过UNI与用户终端设备相连。 • 接入网通过SNI与位于局端或远端交换模型的业务节点相连。 • 接入网通过Q3接口与电信管理网（TMN）相连接，并由电信管理网进行配置和管理。

图12-25 接入网的界定及接口

12.5.2 接入网技术综述 • 12.5.3 金属线接入技术图12-26 ADSL是Internet用户的广泛使用的接入方案

12.5.4 光纤接入网 图12-27 光纤接入网

12.5.5 混合光纤同轴接入 图12-28 HFC网与Cable Modem

12.5.6 宽带以太网接入技术 • 12.5.7 蜂窝移动接入图12-29 蜂窝移动通信技术

12.5.8 卫星接入技术 图12-30 由VSAT站构成的卫星通信网络

12.6 流媒体技术 • 12.6.1 流媒体的概念 • 流媒体是一种新兴的网络传输技术，在互联网上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容的连续数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。 • 流媒体指的就是经过流化处理并使用流传输技术通过网络传输的连续媒体，是多媒体的一种网络化的表现形式。不同的流化技术支持不同的功能和特性。流媒体应用的最终目标是使得经过网络传输的多媒体质量和对多媒体的操作与本地一样。

12.6.2 流媒体系统结构及其特性 • 1.流媒体结构模型 • 2.流媒体系统技术约束及Internet对流媒体的挑战图12-31 流媒体系统结构

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