多媒體通信網(wǎng)絡(luò)

前言

　　隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，多媒體通信網(wǎng)絡(luò)成為重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識。通信網(wǎng)絡(luò)包括了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、電話網(wǎng)絡(luò)和電視網(wǎng)絡(luò)，多媒體通信網(wǎng)絡(luò)是信息網(wǎng)絡(luò)時代數(shù)字匯聚的產(chǎn)物，超出了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的范疇。我們處于數(shù)字信息和網(wǎng)絡(luò)的時代，數(shù)字信息越來越多地用多媒體來承載，而多媒體是如何通過通信網(wǎng)絡(luò)有效地傳送呢？本書就是針對這個問題展開的?！　《嗝襟w通信網(wǎng)絡(luò)是一門交叉技術(shù)，涉及多媒體和通信網(wǎng)絡(luò)兩個領(lǐng)域的知識。從事多媒體技術(shù)工作的，通信網(wǎng)絡(luò)方面知識欠缺；而從事通信網(wǎng)絡(luò)工作的，對多媒體技術(shù)又理解不透。作者執(zhí)教過多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程10多年，希望能夠結(jié)合兩個專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容，撰寫出一本有特色的教材?！　”緯⒅貑栴}引導(dǎo)：多媒體及其應(yīng)用給通信網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來了什么問題？然后，討論多媒體通信網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議設(shè)計(jì)問題，即根據(jù)多媒體通信網(wǎng)絡(luò)中的問題，逐個地闡述針對這些問題所采用的方法和措施，由此構(gòu)建本書的核心內(nèi)容。本書內(nèi)容重點(diǎn)涉及多媒體傳輸?shù)臅r延特性、抖動特性、差錯控制、多播、帶寬及其協(xié)議的設(shè)計(jì)問題?！　凶⒅仃U述技術(shù)和方法的來龍去脈。把多媒體和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展相關(guān)的資料融入到內(nèi)容中，讓讀者了解并感受到技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展過程。多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展非?？?，一本書不可能包含所有收集到的資料，我們注重從繁雜的內(nèi)容中精選出多媒體通信網(wǎng)絡(luò)知識的主線，重點(diǎn)介紹與多媒體通信網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用相關(guān)的基本概念、原理、思路、應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展?！　≡S多通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的書籍是從通信和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議角度來描寫多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的，通信和網(wǎng)絡(luò)方面的技術(shù)性強(qiáng)，但是多媒體特性體現(xiàn)得不夠。本書將平衡多媒體和通信網(wǎng)絡(luò)方面的內(nèi)容，注重描述多媒體概念及其對通信網(wǎng)絡(luò)的影響，從而讓讀者更好地理解為什么多媒體通信網(wǎng)絡(luò)要如此設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。　　本書的內(nèi)容組織　　多媒體通信網(wǎng)絡(luò)是一門新興的交叉領(lǐng)域，技術(shù)和理論發(fā)展快，內(nèi)容多而繁雜。我們按照網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來組織本書，采用大章方式組織，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的組織方式對應(yīng)，這樣使得全書的結(jié)構(gòu)清晰明了，讀者易于學(xué)習(xí)和掌握?！　”緯凑胀ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的層次體系結(jié)構(gòu)來寫，從低到高，但不拘泥于標(biāo)準(zhǔn)的7層或5層結(jié)構(gòu)。隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，層次結(jié)構(gòu)及其功能趨于融合和交叉。本書參考標(biāo)準(zhǔn)的OSI／RM和TCP／IP體系結(jié)構(gòu)，分三大層次介紹多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：通信子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)和傳送協(xié)議、多媒體應(yīng)用。把網(wǎng)絡(luò)層以下的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一章來介紹。把通信子網(wǎng)作為一章來集中分析各種通信子網(wǎng)對多媒體傳輸?shù)闹С郑渲邪宋锢韺?、?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議及其通信子網(wǎng)技術(shù)。這個觀點(diǎn)也與Internet網(wǎng)絡(luò)互連的思想一致，Internet是網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)，是通信子網(wǎng)的互連。在其之上，就是通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，包括了網(wǎng)絡(luò)層和傳送層的多媒體傳輸協(xié)議，以及QoS機(jī)制。

內(nèi)容概要

　　我們處于數(shù)字信息匯聚的網(wǎng)絡(luò)時代，數(shù)字信息匯聚產(chǎn)生了多媒體，多媒體與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合產(chǎn)生了交叉的技術(shù)領(lǐng)域——多媒體通信網(wǎng)絡(luò)。本書的特點(diǎn)是：問題引導(dǎo)技術(shù)，講清楚來龍去脈，圍繞通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其技術(shù)如何有效支持連續(xù)多媒體的傳送構(gòu)建全書的內(nèi)容，注重概念和原理的闡述，同時力求反映多媒體通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展?！　∪珪譃?章。第1章給出多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念和全書的概貌；第2章從網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用出發(fā)，得出分布多媒體應(yīng)用對通信網(wǎng)絡(luò)的性能需求；第3章介紹各種通信子網(wǎng)技術(shù)如何支持多媒體通信；第4章介紹通信網(wǎng)絡(luò)高層協(xié)議中如何支持多媒體傳送的問題，包括網(wǎng)絡(luò)層和傳送層的多媒體通信協(xié)議及其QoS機(jī)制；第5章介紹分布多媒體應(yīng)用系統(tǒng)及其協(xié)議；第6章介紹多媒體壓縮編碼原理及其傳輸技術(shù)；第7章是多媒體同步的概念和模型。　　本書可以作為高等學(xué)校教材，用于通信工程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)工程、信息系統(tǒng)、電氣信息和計(jì)算機(jī)類各相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域的本科高年級或研究生教學(xué)；也可供從事通信和網(wǎng)絡(luò)工程、流媒體、視頻會議系統(tǒng)、IP電話、Web應(yīng)用、數(shù)字媒體處理系統(tǒng)和技術(shù)的研究、設(shè)計(jì)和開發(fā)人員學(xué)習(xí)參考。

作者簡介

　　李國輝博士，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院教授，博上生導(dǎo)師.中國計(jì)算機(jī)學(xué)會高級會員。榮獲軍隊(duì)院校育才獎銀獎。長期從事多媒體信息系統(tǒng)、信息系統(tǒng)工程、通信網(wǎng)絡(luò)等方向的教學(xué)和科研工作。主持和參與過國家自然科學(xué)基金、國家科技攻關(guān)計(jì)劃、軍隊(duì)、省部委、863、省自然科學(xué)基金等三十多項(xiàng)科研項(xiàng)目。獲得過兩次省部級科技進(jìn)步一等獎和多次二等獎。主講“多媒體技術(shù)”、“多媒體通信網(wǎng)絡(luò)”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”和“計(jì)算機(jī)通信”等課程，先后出版過多部專著和教材。

書籍目錄

第1章　概論　　1.1　什么是多媒體　　　1.1.1　多媒體的概念　　　1.1.2　媒體的分類　　　1.1.3　多媒體數(shù)據(jù)的基本類型　　　1.1.4　多媒體數(shù)據(jù)的時空特性　　1.2　多媒體與通信網(wǎng)絡(luò)　　　1.2.1　什么是通信網(wǎng)絡(luò)　　　1.2.2　常用的通信網(wǎng)絡(luò)　　　1.2.3　通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字匯聚　　1.3　媒體及其流特性　　　1.3.1　傳輸?shù)臅r間約束　　　1.3.2　連續(xù)媒體流的特性　　　1.3.3　媒體與邏輯數(shù)據(jù)單元　　1.4　多媒體與分層的體系結(jié)構(gòu)　　　1.4.1　網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的概念　　　1.4.2　OSI參考模型　　　1.4.3　TCP/IP參考模型　　　1.4.4　多媒體通信的需求　　　1.4.5　多媒體與層功能　　1.5　多媒體標(biāo)準(zhǔn)　　　1.5.1　ITU-T視聽通信標(biāo)準(zhǔn)　　　1.5.2　ISO/IEC/JTC1標(biāo)準(zhǔn)　　　1.5.3　Internet多媒體標(biāo)準(zhǔn)　　　1.5.4　其他標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的論壇和組織　　1.6　本書的內(nèi)容結(jié)構(gòu)　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)　第2章　多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的需求　　2.1　音頻和視頻基礎(chǔ)　　　2.1.1　聽覺感知　　　2.1.2　數(shù)字音頻　　　2.1.3　視覺感知　　　2.1.4　數(shù)字視頻　　2.2　典型的分布多媒體應(yīng)用需求　　　2.2.1　音頻流和視頻流　　　2.2.2　對話及其多方通信　　　2.2.3　點(diǎn)到點(diǎn)通信　　　2.2.4　Web中的多媒體　　　2.2.5　分布多媒體應(yīng)用的需求　　2.3　性能需求　　　2.3.1　面向連續(xù)比特流的通信　　　2.3.2　典型的性能度量指標(biāo)　　　2.3.3　帶寬　　　2.3.4　時延　　　2.3.5　差錯控制　　　2.3.6　多點(diǎn)通信　　2.4　服務(wù)質(zhì)量　　　2.4.1　QoS的概念　　　2.4.2　QoS參數(shù)　　　2.4.3　編碼與QoS　　　2.4.4　協(xié)議層中的QoS　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)　第3章　通信子網(wǎng)　　3.1　多媒體應(yīng)用對通信子網(wǎng)的需求回顧　　3.2　電信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體傳輸　　　3.2.1　電話網(wǎng)　　　3.2.2　ISDN網(wǎng)絡(luò)　　　3.2.3　SONET/SDH　　3.3　傳統(tǒng)面向連接的分組交換網(wǎng)絡(luò)與多媒體傳輸　　　3.3.1　X.25　　　3.3.2　幀中繼　　3.4　Internet與多媒體傳輸　　　3.4.1　Internet的多媒體能力　　　3.4.2　多媒體電子郵件　　　3.4.3　多播與MBone　　　3.4.4　Internet 2　　3.5　局域網(wǎng)與多媒體傳輸　　　3.5.1　標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)　　　3.5.2　交換以太網(wǎng)　　　3.5.3　高速以太網(wǎng)　　　3.5.4　無線局域網(wǎng)　　3.6　ATM網(wǎng)絡(luò)與多媒體傳輸　　　3.6.1　ATM的概念和特性　　　3.6.2　ATM協(xié)議參考模型　　　3.6.3　ATM連接和交換　　　3.6.4　ATM提供的服務(wù)與QoS　　3.7　接入網(wǎng)絡(luò)與多媒體傳輸　　　3.7.1　信息使用的對稱與非對稱模式　　　3.7.2　電話線接入網(wǎng)ADSL　　　3.7.3　有線電視接入網(wǎng)HFC　　　3.7.4　光纖接入網(wǎng)　　3.8　WiMAX技術(shù)　　　3.8.1　什么是WiMAX　　　3.8.2　.16協(xié)議?！　　?.8.3　無線傳輸方式　　　3.8.4　MAC控制　　　3.8.5　幀結(jié)構(gòu)　　3.9　G移動多媒體通信　　　3.9.1　移動通信的發(fā)展　　　3.9.2　G體制種類　　　3.9.3　WCDMA技術(shù)　　　3.9.4　TD-SCDMA技術(shù)　　　3.9.5　CDMA2000技術(shù)　　　3.9.6　移動管理　　　3.9.7　G的多媒體業(yè)務(wù)　　本章小結(jié)　　思考與練習(xí)　第4章　多媒體網(wǎng)絡(luò)與傳送協(xié)議　第5章　分布多媒體應(yīng)用及協(xié)議　第6章　多媒體壓縮編碼及傳輸技術(shù)　第7章　同步　附錄A　英文縮寫對照　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

　　圖像（image）數(shù)據(jù)是指位圖圖像，由像素元素組成。圖像是物體和場景的空間表示?？梢允遣噬⒍?、黑白灰度圖像；或可見光、波譜、紅外、雷達(dá)圖像等。圖像數(shù)據(jù)是應(yīng)用最普遍的一種媒體形式。　　在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)氖菙?shù)字圖像。數(shù)字圖像是由像素矩陣表示的，像素代表一個量化的強(qiáng)度值。如果用8比特表示一個像素值，那么它的取值范圍是0～255?！　D像的基本單元是像素。在壓縮編碼時圖像可以分塊，如16×16像素塊。一幅圖像可以在邏輯上分為子圖像，如前景子圖像和背景子圖像。彩色圖像數(shù)據(jù)的組織可能是分平面的，如紅、綠、藍(lán)分量的像素平面，或亮度、色差分量的像素平面。這些就是圖像的基本邏輯單元。這些邏輯單元之間一般沒有時間關(guān)系?！　〉请S著圖像傳感器分辨率的提高，如1000萬像素的照相機(jī)已經(jīng)普及了，拍攝下來的圖像數(shù)據(jù)量非常大，一幅圖像在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時，可能需要幾秒鐘（甚至更長）的時間，用戶在線觀看圖像時，等待的時間長。一種解決辦法就是漸進(jìn)的圖像傳輸機(jī)制，先傳輸圖像的基本信息，然后逐漸把圖像的細(xì)節(jié)信息傳輸過去，最后在接收端獲得清晰的圖像。接收端的用戶不需要等待很長時間，就可以盡快地看到圖像的概貌，在感覺上好多了?！　?.視頻數(shù)據(jù)　　視頻（video）是由圖像序列（幀序列）組成的，通過錄像設(shè)備攝制。動態(tài)視頻要復(fù)雜得多，在通信網(wǎng)絡(luò)上傳輸存在新的問題?！　∫曨l除了具有空間特性（視頻是連續(xù)的圖像，圖像具有空間特性）之外，還具有時間特性。視頻記錄的事件需要一個過程才能表現(xiàn)出來，這就是時間特性。　　視頻在時間上具有多層次的顆粒度（即邏輯單元），如場景、鏡頭單元等。在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，這些邏輯單元之間具有時間關(guān)系。對于基于時間的媒體來說，為了真實(shí)地再現(xiàn)就必須做到實(shí)時，而且需要考慮視頻與其他媒體的復(fù)合與同步。例如，給一段視頻配音，聲音與圖像必須配合得恰到好處。復(fù)合和同步涉及采集、傳輸協(xié)議、媒體同步表現(xiàn)、數(shù)據(jù)壓縮等諸多方面。　　6.動畫數(shù)據(jù)　　動畫（animation）是圖形繪制的圖像序列，或者是計(jì)算機(jī)可解釋運(yùn)行的動畫描述。動畫可以轉(zhuǎn)換為視頻輸出，成為視頻信號，這樣可以當(dāng)做視頻數(shù)據(jù)來管理。　　動畫分為二維和三維的。輸入和編輯關(guān)鍵幀，或定義對象的運(yùn)動路徑，就可以讓計(jì)算機(jī)生成二維動畫的中間幀（根據(jù)關(guān)鍵幀和關(guān)鍵點(diǎn)插值）。二維動畫可以有立體感，是三維在二維上的投射。三維動畫景物有正面、側(cè)面和背面。它基于三維檁型及其光照，通過三維造型運(yùn)動、紋理映射和繪制，形成三維動畫?！　赢嫷闹饕匦允瞧浣Y(jié)構(gòu)化的元素，如三維對象、二維對象、場景對象等，這些動畫邏輯單元之間具有一定的時間關(guān)系。但是與視頻不同的是，這些時間關(guān)系是人為可控的。對于視頻來說，其時間關(guān)系在采集時就自然確定了，在播放的時候要求保持這種時間關(guān)系，就可以正確地再現(xiàn)記錄的信息或事實(shí)。而動畫中的角色和場景是人工編排的，其運(yùn)動是人工控制的，因此在通信網(wǎng)絡(luò)中的同步機(jī)制與視頻不同。當(dāng)動畫錄制為視頻形式之后，其在通信網(wǎng)絡(luò)上的傳輸要求就和視頻一樣了。

圖書封面

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