摘? 要: 就多媒體通信" title="多媒體通信">多媒體通信技術目前的應用作了闡述，并對多媒體通信技術" title="通信技術">通信技術的發展進行了較深刻的論述;最后簡要說明了多媒體通信技術所遵循的國際標準" title="國際標準">國際標準及其用途。

　　關鍵詞: 多媒體通信? 應用及發展? 標準

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　　多媒體通信技術是當今世界科技領域中最有活力、發展最快的高新信息技術，它時時刻刻都在影響著世界經濟的發展和科學技術進步的速度，并不斷改變著人類的生活方式和生活質量。多媒體通信綜合了多種媒體信息間的通信，它是通過現有的各種通訊網來傳輸、轉儲和接收多媒體信息的通信方式，幾乎覆蓋了信息技術領域的所有范疇，包括數據、音頻和視頻的綜合處理和應用技術，其關鍵技術是多媒體信息的高效傳輸和交互處理。

1 多媒體通信的目前應用

　　多媒體通信技術已廣泛應用于社會的各個行業、各個領域，影響著人類的生活方式和生活質量。按通訊網來分，多媒體技術主要應用在電話網(包括固定和移動電話網)、廣電網、計算機網上。目前在以電話網為主導的通訊網上，由于終端到話局之間物理媒質采用的是雙絞線，其特點是以語音通信的特點而設計的，因此，在其上實現多媒體業務技術難度較大。在90年代中期，國際電信聯盟(ITU)專門頒布了以低比特率實現多媒體通信的相關協議H.324。國內在這方面的研究也取得了許多成果，可視電話的研究成功就是其一。可視電話就是完全在PSTN上不依賴任何其它設備進行多媒體通信，實現了“即聞其聲，又見其人”的通信效果，滿足了人們所向往的親情交流感。它采用H.263標準對圖像數據進行運動矢量估計及其它算法的壓縮編碼，使運動圖像能夠在26kbit/s的帶寬內比較好的以30幀/秒的QCIF傳輸，使聲音能夠以6kbit/s的帶寬內不失真的傳輸。如果POTS與計算機等其它設備相配合使用，則可以更好地完成多媒體通信，具體詳細闡述見下面有關計算機網部分。

　　近幾年來，隨著有線電視的蓬勃發展，廣電網以其覆蓋面廣，傳輸信道帶寬較寬，布線方便等優勢，在廣電網內開始大幅度開展多媒體通信業務。我們知道，同軸傳輸線帶寬高達750～1000MHz，除傳輸有線電視節目外，仍有近200 MHz的富裕量。因此，如果再采取適當的壓縮方式和傳輸機制，利用有線電視網實現多媒體通信業務是完全可能的。例如，視頻點播VOD，電視購物等已在許多有線電視網得以實現。另外目前許多地區正在準備實現的廣電網公用數據信息服務系統、數據和話音通信系統就是利用這部分富裕頻帶來實現的。這比現在已經使用的單純利用電視信號幀的逆程掃描所進行的粗淺的圖文服務，無論在信息量還是收視效果上都要好得多。

　　計算機網是近幾年來發展最快的以電話網或其他介質為物理介質，以計算機作為交流終端網絡的一種新興網絡。它把地理上分散的、多臺獨立工作的計算機用通信線連接起來，按照某種協議工作，實現資源共享的多" title="的多">的多媒體網絡系統。主要分為局域網、城域網、廣域網和國際互連網。目前internet的應用無處不在，只要有普通電話的地方都可以使用internet。Internet使用的是TCP/IP協議，它是一種開放系統互連結構的標準協議。基于TCP/IP協議的IP網以及IP網上豐富多彩的服務項目的興起，推動了IP網數據業務乃至多媒體業務的蓬勃發展。其中的例子不勝枚舉，IP電話、計算機可視電話、遠程監控以及IE上的多媒體應用軟件等。民航、鐵路、交通、銀行、各大單位、國家機關的計算機網也完全普及，其中的多媒體通信應用更是不計其數。現行的多媒體會議電視系統、銀行的票據交換與安全監控系統等都是典型的多媒體通信應用。在此就不一一列舉。

2 多媒體通信的末來發展

　　雖然，目前多媒體通信應用已經很普及，但還遠遠不能滿足社會發展的需要。人們越來越要求網絡服務商(并非專指計算機網的服務商)提供服務更好的多媒體通信業務。從目前來看，多媒體通信技術主要朝著以下幾個方向發展。

　　(1) 三網合一。在全球信息化浪潮和經濟利益的推動下，三大網絡正在不斷地跨越各自的傳統業務劃分，逐步趨于融合。總的趨勢是:在保護各自現有網絡資源投資、主營目前業務的前提下，逐步地向社會提供寬帶化、智能化、個人化的統一網絡數據平臺。

　　(2) 從信道上來看，光纖直接入戶當然是最理想的選擇，這種選擇前幾年被吵得沸沸揚揚。因為就一根光纖完全可以解決圖像、聲音和數據的傳輸問題。但是僅從國內來看，如果采取光纖直接入戶，其改造成本高得驚人，改造時間更是不可預計，工程量很大。因此，目前比較可行的辦法是對現有的網絡進行改造，如利用ISDN、DDN技術和ADSL技術，ISDN技術是一個綜合業務數字網技術，其帶寬為2B+D，傳輸速率為128kbit/s，也就是人們所說的“一線通”，這種技術只是一種過渡性方案，因為雖其改造成本較低，但仍需單獨拉線，因此仍不方便，且帶寬仍較低。即使出現ISDN交換機(在2000年北京舉辦的《計算機、通信技術設備展覽會》上已展出此類產品)，信道帶寬仍受限制。DDN技術目前的租價太高，不宜普及。將來將向著ADSL技術發展。ADSL技術是一種在現有雙絞線上傳輸高速非對稱數字信號的一種新穎傳輸技術，它利用現有的電話線，在其兩端各裝一個ADSL收發機，即可迅速提供新的高速數據通路，其上行速率可達1Mbit/s左右，下行速率可達6～8Mbit/s，完全可滿足多媒體通信的需要。再一趨勢就是采用寬帶網接入系統(HFC)。HFC主要是運用CABLE MODEM的接入方案，是一種共享型網絡，主要利用現有的有線電視線路實現有線電視節目與數據的共享。CABLE MODEM的HFC接入方案需要對有線網進行改造，使其能夠適應數據信號的雙向傳輸。

　　(3)從技術上看，多媒體通信技術將向著IP OVER ATM上發展。我們知道，IP網的尋址是通過ROUTER路由交換機來實現的，所有用戶共享路由器交換機，當大批量數據分組同時到達同一路由器時，其中一部分必然要在隊列中等待;特別是出現路由擁塞時，還有可能把一些分組從隊列中丟掉，這是制約IP網達到電信級服務質量的一個最大障礙，即使吉位級路由器也未從根本上解決這個問題。因此，雖然IP協議日趨成熟和完善，具備簡化網絡規劃，增強網絡管理，易于實現網絡的收縮和擴展等優點;但是，IP網還是一個無保證地盡力傳輸的網絡，用戶間數據傳輸的可靠性是傳輸和控制協議(TCP)來實現的。因此IP網不具有Qos和流量控制等功能。隨著數據業務增加和網絡規模的擴大，IP網的傳輸效率將進一步明顯降低。ATM(Ansynchronous Transfer Mode)異步傳輸模式是一種獨立于終端和業務的通用信息傳輸和交換體制，被ITU-T認為是未來寬帶綜合業務數字網的最終解決方案。ATM技術的主要特點表現在以下幾個方面:

　　(1) 以快速分組交換為基礎。ATM技術對傳統的分組交換技術進行了簡化，充分體現出交換的實時性和靈活性，傳輸速率可達Mbit/s～Gbit/s，可完全有效地支持現有的和將來發展的多媒體通信業務。

　　(2) 采用定長信元" title="信元">信元(Cell)交換方式，通過對外部和內部各種業務進行流量控制，在ATM網絡內部實現無阻塞交換，進一步提高了傳輸效率和傳輸可靠性。另外，ATM從物理層、ATM層、AAL層及應用層四個層次上保證了服務質量(QOS)。首先，從物理層上來看，它分為物理媒質(PM)子層和傳輸匯集子層(TC)。PM子層應用光纖或5類及其以上雙絞線作為媒體，提供了寬的帶寬、低的誤碼率，保證發送或接收比特流的正確性;在TC子層通過速率適配，信元定界與同步，傳輸幀的產生與恢復，實現信元比特流的正確轉換，從而保證QOS;在ATM層，主要運用流量控制、虛電路及虛通路的管理使用，正確運用信元多路復用和解復用，來保證合適的信元丟失比率CLR、信元傳輸延遲CTD和信元延遲變化CDU三個服務質量參數;在AAL層，通過正確的分段與重組及向應用程序提供合適的接口，可以實現服務所要求的信元差錯比率、嚴重錯誤信元塊比率及錯誤目的地信元比率三個服務質量參數;在應用層通過口令等加密技術及其它相關技術，也保證了QOS。

　　(3) 允許駁接現有的各種通訊網絡，很容易實現與PSTN、ISDN、DDN、LAN等網絡的互通。而且ATM是獨立于業務類型的網絡，同時還可以對所有用戶進行動態地按需分配優先級、帶寬等網絡資源，進一步有效地利用了現有資源，降低了運營成本。

　　IP OVER ATM的基本原理可簡述如下:我們知道，IP網尋址是依靠發送地址轉換協議(ARP)和反地址轉換協議(RARP)的地址解析廣播來實現的，ATM是采取高性能的端到端和端到多點的連接方式。如何將IP網尋址方式轉換為高效的ATM尋址方式是解決IP OVER ATM的關鍵問題。Internet特別工作小組(IETF)在1999年底頒布的多協議標簽交換技術(MPLS)草案標準，解決了IP在ATM上的承載問題。MPLS技術相當于在OSI參考模型的網絡層和數據鏈路層之間添加一個相對獨立的起緩沖作用的層。在尋址過程中，連接在ATM網上的主機只要設置自身的IP地址，ATM網絡就可以根據現有的IP路由器進行IP通信路由的選擇。避免了目前采用的疊加模式使用路由器實現多個IP子網的互連，減少了由此造成的不可避免的網絡時延。當ATM上的IP終端用戶要求進行通信時，ATM交換機首先將ATM信元重新組成IP幀，獲取目的地的IP地址，再根據IP路由表計算出最佳路由。ATM網絡根據此路由并結合流量控制算法，建立起端到端和端到多點的虛電路(VC)連接，實現“一跳”路由選擇，真正大幅度地提高了IP網的通信質量。由此可以看出，MPLS技術確實大大簡化了網絡層和數據鏈路層之間的多個協議轉換，實現了IP網和ATM網的優勢互補。因此，總的來看，加大對MPLS技術的研究開發力度，完成具有自主知識產權的產品，是實現我國多媒體通訊網緊跟世界科技前沿的當務之急。

3 多媒體技術的幾個具體應用方向

　　多媒體技術未來將應用在社會的各個領域，給人們帶來欣欣向榮的無限商機，并給人們勾畫出一幅未來的社會工作和生活的美麗圖畫。在此掛一漏萬地介紹三個領域。

　　(1)電子商務將是多媒體技術的一個發展方向。所謂電子商務(Electronic Commerce)，從狹義上來講，是指通過計算機網絡進行的商品交易活動，這些商品不僅包括諸如汽車、家電、食品等實體化的產品，而且還包括新聞、錄像、軟件等之類的數字化知識產品，甚至還包括諸如旅游安排、遠程教育、遠程醫療等服務性產品。從廣義上來講，電子商務是軟、硬件的結合，是把買賣雙方及合作伙伴通過電子網絡聯系在一起，利用網絡技術實現企業現有業務的商貿交易。電子商務就向“龍卷風”一樣朝著全球吹來。據有關部門統計表明，電子商務在全球的用戶數目前已達到數千萬戶，先進國家大約有40%左右的公司通過電子商務進行商業貿易不，其貿易額高達4000億美元，就網上購物一項，已從1996年的5.18億美元增長到1999年的60億美元，增加了10倍之多。有關專家指出，電子商務將是21世紀全球經濟增長最大的領域之一。它所產生的新的發展機遇更是人類歷史上幾百年才可能遇到的。在我國，真正意義上的電子商務尚未大規模發展起來，科技人員正在積極開發，縮短與先進國家的差距，為我國的經濟發展做出貢獻。

　　(2)移動多媒體業務也是多媒體技術的一個發展方向。目前的移動通信系統已能夠提供簡單的多媒體業務，但與我們將要實現的目標相差還很遠。例如，GSM允許通過短信息服務存儲、傳輸和檢索文本信息，但真正的移動多媒體業務諸如話音、圖像和數據的混合實時傳輸，目前任何一個GSM及其改進系統都無法實現。目前國內外正在積極研究開發的第三代寬帶碼分多址(WCDMA)系統將會實現真正的移動多媒體業務。WCDMA采用擴頻技術，具有更高的多徑成分的解析能力和抗干擾能力，因此，它將能夠提供更好的連接質量和獲取更高的容量、更大的服務區。從2000年北京舉辦的《計算機、通信技術設備展覽會》上已展出的手機產品來看，國外許多公司都已研究開發出此類產品。據《展覽會》上介紹，批量的生產和使用將會在2001年6月以后開始。

　　(3)多媒體呼叫中心是多媒體技術將來在呼叫業發展中的又一應用。最近，廣州新太科技有限公司研制開發出第四代呼叫中心——多媒體呼叫中心，它融合了CTI、Call Center、Internet、數據庫、WAP、自動語音識別等多種技術，增加了Web、E-mail、FAX、短消息、IP電話等多種接入手段，實現統一排隊、智能路由、自動或遠程處理功能，使用戶更方便多樣地享受呼叫中心所提供的服務。將來，多媒體技術應用在多媒體呼叫中心的趨勢主要是與電子商務相結合，使用戶在進行電子交易時就可以和對方對話，就像在現實生活中一樣。

4 多媒體通信終端遵循的國際標準

　　多媒體通信同任何其他通信方式一樣，要求通信各方必須遵循統一的國際標準，以保證設備的互通性和用戶對廠商的自主選擇。同時，為了使不同廠商的產品在互通的基礎上展現各自的特點，國際標準還規定了一些可選項建議，由廠商自行決定是否采用這些可選項建議，下面簡要介紹一下這些國際標準。

4.1 基于PSTN網的H.324國際標準

　　本標準是基于PSTN網的低比特率多媒體可視電話終端的系統框架協議。全面規范了音、視頻信息流的壓縮與還原、整個數據流的復用與分解、邏輯信道的分配及系統控制等技術規范。這些技術規范所遵循的國際標準(也就是說，H.324包括的國際標準)如下:H.263視頻壓縮編解碼協議，它為視頻流執行冗余度壓縮編碼和譯碼，提供高效的活動圖像壓縮編解碼技術;G723.1低速語音編解碼協議提供了高效的語音壓縮編解碼，對傳輸來自話筒的音頻信號進行編碼，對輸出到揚聲器的音頻流進行譯碼，其速率為5.3kbps或6.3kbps。H.245控制協議提供了在PSTN網上進行多媒體通信時對不同媒體信道進行有效控制的功能，包括能力交換、發命令、指示命令以及開通并充分描述邏輯信道內容的消息。此協議還包括X.680抽象句法符號協議和X.691 ASN.1編碼規則協議。H.223多路復用協議則是將所傳輸的視頻、音頻、數據和控制流以邏輯信道方式復用成單比特流;并把接收到的比特流分解成不同的多媒體流;另外，它還執行與各媒體類型相適應的邏輯成幀、順序編號、檢錯和依靠轉發方式的糾錯。V.34調制解調器協議將H.223同步多路復用的比特流轉換成能在PSTN網上傳輸的模擬信號，通信速率高達28.8kbps或33.6kbps。V.8bis及V.8協議允許正常的通話方式在任何時候轉到可視電話方式。在主叫和被叫之間，使用V.21協議在多種工作模式中選擇一種適合的工作模式，并確定雙方的工作能力。V.8bis可在數據通信的建立呼叫階段或在語音通話期間使用，提供多媒體服務，即數據、圖像、語音和傳真的同步進行。T.120協議是數據通道標準，包括電子白板、文件傳輸及攝像機遙控等。

4.2 基于ISDN的H.320國際標準

　　該標準是ITU-T制定的有關多媒體視頻會議的第一套系統框架協議，它規范了在ISDN網上用于多點之間或點對點的多媒體視頻會議系統，并對其中所用到的音、視頻信息流的壓縮與還原、整個數據流的復用與分解、邏輯信道的分配及系統控制、加密、遠端錄像等技術作了明確具體的規定。H.320主要包括如下的國際標準:視頻編解碼協議H.261，它定義了P X 64kbits/s視頻編解碼的具體實現;協議G.711、G.722、G.728提供了音頻壓縮處理技術的詳細說明;H.230則是有關幀同步的控制信號和指示信號的標準;H.221協議定義了64～1920kbits/s之間信道復用的幀結構;H.242和H.243協議分別規定了點對點及多點控制單元之間的通信規程。

4.3 基于ATM/B-ISDN的H.310國際標準

　　H.310國際標準1996年是ITU-T制定的在ATM/B-ISDN網絡中實現多媒體視頻會議系統總體框架協議，它主要由ATM網絡、多點控制單元和終端設備等三部分組成。在該協議中，分別定義了單向和雙向終端，單向終端根據網絡適配和信令能力又分為只收終端(ROT)和只發終端(SOT)，雙向終端是指可同時進行發送和接收的終端(RAST)。H.310建議包括:視頻編解碼協議H.261和H.262;音頻編解碼協議G.711、G.722、G.728;多路信號傳輸協議H.222/ H.221;系統控制及規程協議H.245。

4.4 基于LAN/IP的H.323國際標準

　　1996年ITU-T頒布的H.323國際標準是為在已有的LAN網上進行多媒體通信系統而設計的。它規范了將實時的語音和圖像數據傳輸到PC機及視頻電話終端所需要提供的服務。H.323終端與現有的LAN網卡、集線器(HUB)、交換機(PPX)和路由器(ROUTER)具有良好的兼容性。它包括如下建議:視頻編解碼協議H.261和H.263;音頻編解碼協議G.711、G.723.1;H.225.0協議描述了各種媒體數據流的復用與同步及控制消息的格式;系統控制協議與H.324中所用的一樣，都是H.245，它提供在PSTN網上進行多媒體通信時對不同媒體信道進行有效控制的功能，包括能力交換、發命令、指示命令以及開通并充分描述邏輯信道內容的消息。

　　ITU-T在1997年頒布的H.323V2國際標準是H.323的改進版本，主要是基于IP網絡的多媒體通信系統。它能在眾多的計算機網絡(如Internet，Intranet和各種LAN)上運行，并能與其它廣域網互通，它將以較低成本的終端、較低的傳輸費用和較寬的傳輸帶寬而贏得良好的發展機遇。

　　ITU-T在1998年頒布的H.245V4國際標準是H.245的改進版本，主要是增加了多點控制(MCU)功能。它能使原來使用H.245的終端之間能夠更好的互通，因此應用范圍更加廣闊。

　　H.263協議近幾年來也不斷改進，使圖像數據的壓縮率和壓縮質量都得到了很大的提高。ITU-T頒布H.263版本也已到了第五版本，其中實現H.263 PLUS版本的產品現在已經產業化。

　　多媒體通信技術是信息高速公路建設中的一項關鍵技術，是集通信技術、計算機技術、信號處理技術、音、視頻壓縮處理技術、微電子設計技術為一體的高科技技術。作為當前信息技術發展的熱點，可以預測，多媒體通信的廣泛應用將會極大幅度地提高人們的工作效率、減輕社會的各種不合理負擔并不斷改變著人類生活和工作的方式。

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參考文獻

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