第 12讲：可视电话与多媒体会议第 5 章 多媒体网络与通信技术
5.1 概述
5.2 可视电话系统
5.2.1 可视电话组成原理
5.2.2 可视电话技术标准
5.3 多媒体会议系统
5.3.1 MCS的发展与应用
5.3.2 MCS的技术标准
5.3.3 MCS的组成原理
1,基础部件与关键技术
2,多媒体网络结构第 5 章 多媒体网络与通信技术
5.1 分布式多媒体应用概述
(1) 研究内容,① 多媒体网络／通信协议 （ IPV6,STⅡ,… ）
② 多媒体通信服务质量管理机制 （ QOS机制 ）
③ 多媒体会议系统 （ 可视电话会议,视频会议 ）
④ 计算机支持的协同工作环境 CSCW
⑤ 工作流管理系统 WFMS
(2) 分布式多媒体应用分类
① 单点非实时交互式应用 （ 例：多媒体电子邮件 ）
② 多点非实时交互式应用 （ 例：新闻发布,计算机会议 ）
③ 单点实时交互式应用 （ 例：可视电话 ）
④ 多点实时交互式应用 （ 例：电视会议,计算机会议 ）
(3)实时性能要求
① 大存储容量
② 高 I／ O速率
③ 高 CPU处理速率
④ 高网络传输速率和实时压缩／解压
⑤ 多媒体数据流实时同步
(4)多媒体通信的实现途径
① 公用电话网 + 视频传输技术
② 计算机网络 + 视频传输技术
③ 有线电视网 + 数据交换技术
(5) 分布式多媒体应用体系结构
① 多媒体接口层：系统与各种媒体信息通信的 I／ O接口
② 多媒体传输层：基于协议的本地／远程数据传输服务
③ 媒体流管理层：下层／本层／上层数据流的获取与提交；
单一媒体的压缩编码；流输入选择与分发
④ 多媒体表示层：媒体流混合与时空同步；流间／流内同步
⑤ 多媒体应用层：应用支持的接口配置依据
5.2 可视电话系统电报 电话 可视电话
(1835,莫尔斯 ) (1876,贝尔 ) (1927,贝尔实验；
60年代,应用 )
可视电话 (Videophone)：
通话双方图像信号可视化的音频／视频综合技术
5.2.1 可视电话系统结构可视电话分类：
话网电话：在模拟通信网 (如 PSTN)上,传输静态图像电视电话：在模拟和数字网上,传输动态／准动态图像发展方向：可视电话成为多媒体通信的终端；
成为视频会议的组成部分
1.可视电话结构组成可视电话一般由五部分组成
(1)语音处理：语音 I／ O设备 (普通电话机 )，
语音编解码器等
(2)图像输入：光导摄像管,CCD摄像机等
(3)图像处理：采用专用控制器,如图像编解码器 (CODEC)，
这是可视电话的核心部件；
其它部件如,A／ D和 D／ A转换器,帧存储器
(4)图像输出：显示器,电视机,液晶显示器,打印机
(5)系统控制,CPU控制器,Modem,同步锁相器,接口线路系统结构如下图所示：
2,发送与接收过程发送,① 通过,操作按钮,拨打电话,则 CPU触发视频源；
摄像机送入模拟视频信号
② A／ D转换器把模拟视频变换为数字信号,送 CODEC
③ 图像控制器把数字视频以动态帧格式存入帧存储器,
以供编码处理
④ 编解码器进行信源压缩编码,
以利于现有通信线路实现 P× 64Kbps信号传输
⑤ 编解码器再进行信道编码 (打包,标识,纠错 ),经 CPU送出
⑥ 对于模拟信道,编码数据须经 Modem调制成模拟信号,
经接口输出；
对于数字信道,编码数字信号可直接经接口线路送出接收过程：
① 接收方电话的接口线路把收到的信号送 Modem解调,
以形成数字信号
② 解调信号经同步锁定控制送给 CPU处理,
再送给图像控制器
③ 图像控制器进行信道解码和信源解码,
然后送帧存储器缓存
④ 图像控制器再取出解码数字信号,
经 D／ A转换器还原为模拟视频
⑤ 模拟视频送显示器,显示器刷新显示内容
5.2.2.可视电话逻辑框图各部件的选型要求：
(1)A／ D和 D／ A转换器,高清晰度,高速度
(2)帧存储器,静止图像可选用动态随机存储器 (DRAM)；
运动图像可选用 CD_ROM光盘存储器,以扩大存储容量发送端,编码信号低速读出；
接收端,解码信号高速读出,以刷新显示
(3)编解码器,应适应视频信息存储要求和通信线路的数据传输速率要求
(4)调制／解调器,按信源分成模拟调制和数字调制两种方式；
根据需要选择 Modem速率 （ 9.6～ 33Kbps）
(5)公用信道,PSTN； ISDN,B-ISDN；
CHINANET,GBNET,CERNET
① 采用 PSTN进行黑白／彩色静止图像传送；
目前己能在 PSTN上传送 (1～ 15)帧／秒的慢动图像或动画
② 采用 ISDN（ 光纤高速网,ATM）
进行运动图像 （ 25／ 30帧／秒 ） 传送；
重点是解决图像压缩编码／实时解码和通信协议支持问题
5.3 多媒体会议系统
5.3.1 多媒体会议系统 （ MCS） 的发展与应用
1.发展概况
60年代,AT&T公司推出模拟话路上的可视电话 （ 图像电话 ）
70年代,推出模拟电视会议系统 Emisari和 Forum_Planet
80年代,推出数字视频会议系统和编解码器
90年代,制订可视电话和视频会议国际标准；
推出桌面会议系统发展趋势：
① 公用电话网 （ PSTN） 上的基于计算机终端的桌面会议系统；
提供低速率支持 （ 384Kbps,P＝ 6； 64Kbps）
② Internet MCS（ 网络电话,多播协议与多点会议 ）
2.应用分类按设备数字化分：电视会议,计算机会议按设备配置分：可视电话会议,桌面会议,会议室会议按信息流类型分：音频图形会议,视频会议,
数据会议,多媒体会议按网络环境,PSTN会议,ISDN会议,LAN会议,Internet会议
3.信息流分类
(1)音频：数字编码的语音；数据传输速度为 6.4～ 64Kbps
(2)视频：数字编码的活动场景；速率为几十 Kbps～ 2Mbps
(3)数据：静止图像,图形,传真,文档,计算机文件等
(4)控制信息：会议开始,过程转换和结束,
建立／断开连接,会议模式控制等
5.3.2 多媒体会议系统技术标准
1.H.320标准与视频会议系统结构
H.320标准：定义 ISDN上可视电话／视频会议系统和终端设备
(1)视频编解码器,H.261标准位率,P× 64 Kbps；带宽,64～ 1920 Kbps
信号格式,CIF,352× 288,电视会议；
QCIF,176× 144,可视电话作用原理：
（ NTSC,PAL） CIF CODEC P× 64K通信线路
(2)音频编解码器,G.711／ G.722／ G.728系列标准 （ 可选 ）
G.711标准：速率为 64Kbps；
带宽 3.4KHz(窄带,电话音质 )； PCM编码
G.722标准：速率 48／ 56／ 64Kbps；
带宽 7KHz(宽带,FM音质 )； DPCM编码
G.728标准：速率 16Kbps；带宽 3.4KHz； LD-CELP编码
(3)数据协议,T.120系列标准,定义与网络设施无关的多媒体会议数据,提供数据共享,程序共享,远程指示,
多点文件传输和通用会议控制等功能,包括
T.123传输规程：规定不同网络之间的数据交换与连接
T.122和 T.125业务规程：提供面向连接的多点通信业务
T.124普通会议控制规程：用于建立／终止会议,
会议协商,主持模式控制等
(4)系统控制／通用体系,提供成帧和多路复用／分接等功能
H.221标准：定义 P× 64K信道的体系结构和帧格式
H.242和 H.243标准：规定建立连接时的呼叫控制
(5)多点会议控制器,H.231标准定义多点控制单元的组网结构 （ 多点 -星形 ） 和设备功能
2.三种会议系统的标准构成
3,会议终端的视频图像格式
5.3.3 MCS结构组成原理
1,基础部件与关键技术
MCS一般由三部分组成：
多媒体计算机主控站；
多点控制器 （ MCU） ；
数字通信网接口
(1) 多媒体计算机主控站,配制在各会议点；包括
① 节点计算机及多媒体功能卡 （ 声卡,视卡,压缩卡 ）
② 终端设备：核心是音频编解码器和视频编解码器作用：将电话／电视／传真／通信等功能集成为一体构成：交互式检索与解码输出,同步控制,编辑与执行
③ I／ O设备 （ 音响系统,摄像机,电视机,会议控制台 ）
(2) 多点控制器 （ MCU）,安装在主控站的交换设备,作用
① 多个终端连接与多路信号汇接
② 各会议点之间的实时信息交换
·音频混合／视频切换
·会议点个数／控制模式的控制
③ 数字通信带宽设置／参数设置
④ 系统启动／故障诊断
(3) 数字通信网接口,通过光缆,电缆,微波,卫星等信道,
将终端设备与 MCU连接起来,组成通信网
CHINANET／ GBNET／ CSTNET／ CERNET
可在一定程度上支持 MCS
关键是 B_ISDN网络的建立和应用成熟讨论：常用通信线路的数据传输速率
① ISDN：采用同步传输模式 STM，
提供 2B + D 速率接口 （ 144Kbps） ；
B通路 64K,用作传输语言,图像和数据；
D通路 16K,用于传输信令和分组信息提供 30B + D机群速率接口 （ 2.048 Mbps） ；相当于 E1线路
② B-ISDN；采用异步传输模式 ATM，
提供 2～ 600 Mbps的高速连接；
支持多媒体电视会议,彩色传真和 HDTV等宽带业务
③ T1线路：提供 56 Kbps～ 1.544 Mbps速率支持
（ X.25网络,56 Kbps；帧中继网,1.544～ 45 Mbps）
2,多媒体网络结构应用模式覆盖 （ C／ S＋ B／ S）,
① 主干网／分支网互连
（ 光缆,粗缆,双绞线；三类介质混合连接 ）
② LAN内子网互连 （ 支持子网分割及应用分割 ）
③ LAN／ LAN互连 （ 以太／以太,以太／实时,实时／实时 ）
④ LAN／ WAN互连 （ Intranet／ Internet）
⑤ LAN／ RPC（ 远程 PC站点 ） 广域连接
3,MCS软件结构
5.1 概述
5.2 可视电话系统
5.2.1 可视电话组成原理
5.2.2 可视电话技术标准
5.3 多媒体会议系统
5.3.1 MCS的发展与应用
5.3.2 MCS的技术标准
5.3.3 MCS的组成原理
1,基础部件与关键技术
2,多媒体网络结构第 5 章 多媒体网络与通信技术
5.1 分布式多媒体应用概述
(1) 研究内容,① 多媒体网络／通信协议 （ IPV6,STⅡ,… ）
② 多媒体通信服务质量管理机制 （ QOS机制 ）
③ 多媒体会议系统 （ 可视电话会议,视频会议 ）
④ 计算机支持的协同工作环境 CSCW
⑤ 工作流管理系统 WFMS
(2) 分布式多媒体应用分类
① 单点非实时交互式应用 （ 例：多媒体电子邮件 ）
② 多点非实时交互式应用 （ 例：新闻发布,计算机会议 ）
③ 单点实时交互式应用 （ 例：可视电话 ）
④ 多点实时交互式应用 （ 例：电视会议,计算机会议 ）
(3)实时性能要求
① 大存储容量
② 高 I／ O速率
③ 高 CPU处理速率
④ 高网络传输速率和实时压缩／解压
⑤ 多媒体数据流实时同步
(4)多媒体通信的实现途径
① 公用电话网 + 视频传输技术
② 计算机网络 + 视频传输技术
③ 有线电视网 + 数据交换技术
(5) 分布式多媒体应用体系结构
① 多媒体接口层：系统与各种媒体信息通信的 I／ O接口
② 多媒体传输层：基于协议的本地／远程数据传输服务
③ 媒体流管理层：下层／本层／上层数据流的获取与提交；
单一媒体的压缩编码；流输入选择与分发
④ 多媒体表示层：媒体流混合与时空同步；流间／流内同步
⑤ 多媒体应用层：应用支持的接口配置依据
5.2 可视电话系统电报 电话 可视电话
(1835,莫尔斯 ) (1876,贝尔 ) (1927,贝尔实验；
60年代,应用 )
可视电话 (Videophone)：
通话双方图像信号可视化的音频／视频综合技术
5.2.1 可视电话系统结构可视电话分类：
话网电话：在模拟通信网 (如 PSTN)上,传输静态图像电视电话：在模拟和数字网上,传输动态／准动态图像发展方向：可视电话成为多媒体通信的终端；
成为视频会议的组成部分
1.可视电话结构组成可视电话一般由五部分组成
(1)语音处理：语音 I／ O设备 (普通电话机 )，
语音编解码器等
(2)图像输入：光导摄像管,CCD摄像机等
(3)图像处理：采用专用控制器,如图像编解码器 (CODEC)，
这是可视电话的核心部件；
其它部件如,A／ D和 D／ A转换器,帧存储器
(4)图像输出：显示器,电视机,液晶显示器,打印机
(5)系统控制,CPU控制器,Modem,同步锁相器,接口线路系统结构如下图所示：
2,发送与接收过程发送,① 通过,操作按钮,拨打电话,则 CPU触发视频源；
摄像机送入模拟视频信号
② A／ D转换器把模拟视频变换为数字信号,送 CODEC
③ 图像控制器把数字视频以动态帧格式存入帧存储器,
以供编码处理
④ 编解码器进行信源压缩编码,
以利于现有通信线路实现 P× 64Kbps信号传输
⑤ 编解码器再进行信道编码 (打包,标识,纠错 ),经 CPU送出
⑥ 对于模拟信道,编码数据须经 Modem调制成模拟信号,
经接口输出；
对于数字信道,编码数字信号可直接经接口线路送出接收过程：
① 接收方电话的接口线路把收到的信号送 Modem解调,
以形成数字信号
② 解调信号经同步锁定控制送给 CPU处理,
再送给图像控制器
③ 图像控制器进行信道解码和信源解码,
然后送帧存储器缓存
④ 图像控制器再取出解码数字信号,
经 D／ A转换器还原为模拟视频
⑤ 模拟视频送显示器,显示器刷新显示内容
5.2.2.可视电话逻辑框图各部件的选型要求：
(1)A／ D和 D／ A转换器,高清晰度,高速度
(2)帧存储器,静止图像可选用动态随机存储器 (DRAM)；
运动图像可选用 CD_ROM光盘存储器,以扩大存储容量发送端,编码信号低速读出；
接收端,解码信号高速读出,以刷新显示
(3)编解码器,应适应视频信息存储要求和通信线路的数据传输速率要求
(4)调制／解调器,按信源分成模拟调制和数字调制两种方式；
根据需要选择 Modem速率 （ 9.6～ 33Kbps）
(5)公用信道,PSTN； ISDN,B-ISDN；
CHINANET,GBNET,CERNET
① 采用 PSTN进行黑白／彩色静止图像传送；
目前己能在 PSTN上传送 (1～ 15)帧／秒的慢动图像或动画
② 采用 ISDN（ 光纤高速网,ATM）
进行运动图像 （ 25／ 30帧／秒 ） 传送；
重点是解决图像压缩编码／实时解码和通信协议支持问题
5.3 多媒体会议系统
5.3.1 多媒体会议系统 （ MCS） 的发展与应用
1.发展概况
60年代,AT&T公司推出模拟话路上的可视电话 （ 图像电话 ）
70年代,推出模拟电视会议系统 Emisari和 Forum_Planet
80年代,推出数字视频会议系统和编解码器
90年代,制订可视电话和视频会议国际标准；
推出桌面会议系统发展趋势：
① 公用电话网 （ PSTN） 上的基于计算机终端的桌面会议系统；
提供低速率支持 （ 384Kbps,P＝ 6； 64Kbps）
② Internet MCS（ 网络电话,多播协议与多点会议 ）
2.应用分类按设备数字化分：电视会议,计算机会议按设备配置分：可视电话会议,桌面会议,会议室会议按信息流类型分：音频图形会议,视频会议,
数据会议,多媒体会议按网络环境,PSTN会议,ISDN会议,LAN会议,Internet会议
3.信息流分类
(1)音频：数字编码的语音；数据传输速度为 6.4～ 64Kbps
(2)视频：数字编码的活动场景；速率为几十 Kbps～ 2Mbps
(3)数据：静止图像,图形,传真,文档,计算机文件等
(4)控制信息：会议开始,过程转换和结束,
建立／断开连接,会议模式控制等
5.3.2 多媒体会议系统技术标准
1.H.320标准与视频会议系统结构
H.320标准：定义 ISDN上可视电话／视频会议系统和终端设备
(1)视频编解码器,H.261标准位率,P× 64 Kbps；带宽,64～ 1920 Kbps
信号格式,CIF,352× 288,电视会议；
QCIF,176× 144,可视电话作用原理：
（ NTSC,PAL） CIF CODEC P× 64K通信线路
(2)音频编解码器,G.711／ G.722／ G.728系列标准 （ 可选 ）
G.711标准：速率为 64Kbps；
带宽 3.4KHz(窄带,电话音质 )； PCM编码
G.722标准：速率 48／ 56／ 64Kbps；
带宽 7KHz(宽带,FM音质 )； DPCM编码
G.728标准：速率 16Kbps；带宽 3.4KHz； LD-CELP编码
(3)数据协议,T.120系列标准,定义与网络设施无关的多媒体会议数据,提供数据共享,程序共享,远程指示,
多点文件传输和通用会议控制等功能,包括
T.123传输规程：规定不同网络之间的数据交换与连接
T.122和 T.125业务规程：提供面向连接的多点通信业务
T.124普通会议控制规程：用于建立／终止会议,
会议协商,主持模式控制等
(4)系统控制／通用体系,提供成帧和多路复用／分接等功能
H.221标准：定义 P× 64K信道的体系结构和帧格式
H.242和 H.243标准：规定建立连接时的呼叫控制
(5)多点会议控制器,H.231标准定义多点控制单元的组网结构 （ 多点 -星形 ） 和设备功能
2.三种会议系统的标准构成
3,会议终端的视频图像格式
5.3.3 MCS结构组成原理
1,基础部件与关键技术
MCS一般由三部分组成：
多媒体计算机主控站；
多点控制器 （ MCU） ；
数字通信网接口
(1) 多媒体计算机主控站,配制在各会议点；包括
① 节点计算机及多媒体功能卡 （ 声卡,视卡,压缩卡 ）
② 终端设备：核心是音频编解码器和视频编解码器作用：将电话／电视／传真／通信等功能集成为一体构成：交互式检索与解码输出,同步控制,编辑与执行
③ I／ O设备 （ 音响系统,摄像机,电视机,会议控制台 ）
(2) 多点控制器 （ MCU）,安装在主控站的交换设备,作用
① 多个终端连接与多路信号汇接
② 各会议点之间的实时信息交换
·音频混合／视频切换
·会议点个数／控制模式的控制
③ 数字通信带宽设置／参数设置
④ 系统启动／故障诊断
(3) 数字通信网接口,通过光缆,电缆,微波,卫星等信道,
将终端设备与 MCU连接起来,组成通信网
CHINANET／ GBNET／ CSTNET／ CERNET
可在一定程度上支持 MCS
关键是 B_ISDN网络的建立和应用成熟讨论：常用通信线路的数据传输速率
① ISDN：采用同步传输模式 STM，
提供 2B + D 速率接口 （ 144Kbps） ；
B通路 64K,用作传输语言,图像和数据；
D通路 16K,用于传输信令和分组信息提供 30B + D机群速率接口 （ 2.048 Mbps） ；相当于 E1线路
② B-ISDN；采用异步传输模式 ATM，
提供 2～ 600 Mbps的高速连接；
支持多媒体电视会议,彩色传真和 HDTV等宽带业务
③ T1线路：提供 56 Kbps～ 1.544 Mbps速率支持
（ X.25网络,56 Kbps；帧中继网,1.544～ 45 Mbps）
2,多媒体网络结构应用模式覆盖 （ C／ S＋ B／ S）,
① 主干网／分支网互连
（ 光缆,粗缆,双绞线；三类介质混合连接 ）
② LAN内子网互连 （ 支持子网分割及应用分割 ）
③ LAN／ LAN互连 （ 以太／以太,以太／实时,实时／实时 ）
④ LAN／ WAN互连 （ Intranet／ Internet）
⑤ LAN／ RPC（ 远程 PC站点 ） 广域连接
3,MCS软件结构
